纳米银对纺织品功能改性的最新研究进展*

钱 飞，刘 艳，高小亮

（盐城工业职业技术学院 纺织服装学院，江苏 盐城224005）

综述与专论

纳米银对纺织品功能改性的最新研究进展*

钱 飞，刘 艳，高小亮

（盐城工业职业技术学院 纺织服装学院，江苏 盐城224005）

纳米银是一种高效、广谱、安全的抗菌材料，广泛地用于纺织品的功能改性。阐述了纳米银的结构与性能、合成方法及在纺织品中的应用，包括机织物、针织物及非织造布三个方向。纳米银功能化改性织物具有较强的产业应用前景，值得深入研究。

纳米银；纺织品；抗菌；合成；应用

随着人们环保与健康意识的增加，绿色环保抗菌织物的开发，成为当前的研究热点之一。纳米银作为一种新型杀菌材料，具有高效、广谱、安全等特点，已被用于化学催化、生物医药、抗菌材料等领域[1-2]。近年来，国内外不少文献报道了纳米银的合成方法及在纺织品功能整理中的应用，如芦荟、艾叶等生物合成纳米银胶体整理织物[3-4]，端氨基超支化合物、改性端氨基超支化合物整理织物[5-6]等等。纳米银的最新合成工艺技术，增加了纳米银颗粒形状、尺寸的可控性，具有重要的研究意义。

1 纳米银的结构与性能

经过20年的研究，不同形态的纳米银得到可控合成，纳米银的形貌包括球形、立方体、线、八面体、立方八面体、双锥体、三角片[7-9]等，通过控制纳米银的反应条件、硝酸银的浓度及改性工艺方法可以改变纳米银的尺寸、形状，图1所示为部分形貌纳米银的TEM图片。

图1不同形状纳米银颗粒的TEM图片

据文献显示，大多研究人员制备的纳米银以球形为主，其吸收峰在400～450 nm，随着制备工艺条件的改变，纳米银吸收峰会发生细微的红移或蓝移[10-11]。

2 纳米银的合成方法

纳米银的合成按照原理不同，可分为物理、化学和生物合成三大类[12]，物理方法对仪器设备的精密程度及质量要求高，成本昂贵，化学方法涉及到化学试剂的使用，对人体或环境造成不同程度的损害[13]。越来越多采用绿色技术对纳米银进行还原，对于仪器设备与环境不会造成伤害，但大多采用植物成分复杂，纳米银的合成存在一定程度的不确定性。

2.1 物理合成法

物理方法主要适用于对纳米银粒子的尺寸和形状要求都不高的产业化制备。黄巍等[14]在通过真空镀膜技术将银蒸镀在PET、PE等薄膜上，用于食品包装。许凤凤等[15]在室温下采用磁控溅射在非织造布表面产生纳米银薄膜，提高织物的导电性能。宋春雨等[16]用激光辐射预先经聚乙烯吡咯烷酮/硝酸银处理的涤纶织物，在织物表面制备出银纳米粒，并以此为活化点进行化学镀铜。

2.2 化学合成法

化学合成法主要应用于对纳米颗粒粒径、尺寸及性能要求较高的光学、电学和生物医学等领域。汤建新等[17]以高枝化聚乙烯亚胺 （PEI）为稳定剂、硼氢化钠 （NaBH4）为还原剂，与硝酸银 （AgNO3）溶液混合，制备无色透明纳米银抗菌剂。董春法等[18]在碱性条件下，以水合肼、月桂酸及银氨溶液混合，制备的纳米银颗粒均匀、分散性好。苏州大学陈宇岳课题组[19]采用端氨基超支化合物与改性超支化合物为还原剂，分别采用在位还原和液相化学还原法还原银离子，制备纳米银颗粒，颗粒小、分散性与稳定性较好。

2.3 绿色还原法

绿色合成法主要是采用无毒的溶剂、保护剂、还原剂制备纳米银颗粒。绿色合成法采用的原料大致分为两类，一类是以葡萄糖、麦芽糖、抗坏血酸等[20-21]为还原剂，另一类是以植物提取液作为还原剂制备纳米银颗粒，因为植物中含有醇、酚、萜及蒽醌结构等化合物。绿色合成法因其对人体与环境无任何危害，受到越来越多人的关注。表1为国内外研究人员采用绿色合成法，以不同的物质为还原剂，制备纳米银的研究进展。

表1 绿色合成纳米银颗粒的研究进展

文献显示，采用绿色合成法合成的纳米银颗粒以球形为主，颗粒的大小在100 nm以下。另外采用植物提取液中生物碱、多糖、蛋白质等天然高分子既可以作为还原剂，也可以充当保护剂将银粒子进行保护，起到稳定纳米银溶液的效果。

3 纳米银对纺织品的功能整理的应用

纺织品的织物按照不同的加工方法，分为机织物、针织物和非织造布，纳米银对织物的功能整理最初是在机织物的研究文献中提到。随着针织物在人们生活中发挥越来越重要的地位，国内外研究人员开始关注与针织物的功能改性。

3.1 纳米银在机织物功能整理中的应用

纳米银对开发高附加值的功能性纺织品，具有重要的意义[31]。纳米银对机织物的功能性整理主要用于棉、真丝、毛、涤纶等织物中。苏州大学陈宇岳课题组[32]通过化学还原和绿色合成法制备纳米银对天然织物 （棉、真丝）等进行抗菌整理，即使采用较低浓度的硝酸银溶液，整理后的真丝、棉对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.5%以上。南通大学韩琴等[33]利用羊毛纤维上的还原性基团，在织物上原位还原纳米银，处理后的羊毛织物具有持久的抗菌性、断裂强力损伤也较小。浙江理工大学周秋宝等[34]利用Dorafresh纳米银溶液对化纤织物 （锦纶、涤纶、涤/棉、氨/涤纶）进行抗菌整理，对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99%以上，50次洗涤后杀菌率大于60%，耐洗性优良。

3.2 纳米银在针织物功能整理中的应用

纳米银对针织物的功能改性起步比较晚，最初由叶海莲等[35]于2009年在丝绸上发表的采用DF纳米银对真丝、棉、羊毛、涤纶、锦纶等针织贴身面料进行功能整理后的面料具有优良的抗菌、抗静电性能。付宏彬等[36]利用纳米银/壳聚糖对棉针织物进行复合抗菌整理，抑制了织物色变，经50次洗水后，仍能保持较好的抗菌效果。胡培培等[37]利用银杏叶提取物 （EGb）复合纳米银溶液对羊绒针织物进行整理，满足织物原有的光泽柔和等特性，同时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠球菌具有较高的抑制作用。王成等[38]利用纳米银溶液对黏胶整理，通过色纺工艺将载银黏胶/普通黏胶色纺面料制成色纺针织面料，具有良好的抗菌性和耐皂洗性。何丽清等[39]利用熔融喷涂，将负载纳米银粒子的Pluronic F-127与多巴胺复配成抗菌整理乳液对全涤珊瑚绒针织面料进行整理，整理后的面料具有优异的耐久抗菌效果。

3.3 纳米银在非织造布功能整理的应用

目前，纳米银对非织造布的功能整理主要采用物理合成法在非织造基布表面镀银薄膜，使其具有抗菌性能，用于医学、过滤介质等领域。王鸿博等[40]采用磁控溅射技术，在丙纶 （PP）非织造布表面沉积银薄膜，表面的银颗粒分布均匀，当表面沉积1 nm厚的银薄膜时，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.96%以上。许凤凤等[41]采用射频磁控溅射在丙纶、聚乳酸 （PLA）熔喷非织造布表面生成纳米银薄膜，提高了织物导电性能。梁昆于湖南安信纳米生物科技有限公司与同高纺织化纤有限公司开发出平纹、网眼好、大网眼等组织的纳米银抗菌非织造布[42]，对金黄色葡萄球菌、克氏肺炎杆菌的抑菌率达99.9%以上，可用于医疗卫生用品以及玩具、汽车车厢、居室空调抗菌过滤介质等领域。王鸿博[43]等采用磁控溅射技术，在丙纶 （PP）非织造布表面沉积银薄膜，表面的银颗粒分布均匀，当表面沉积1 nm厚的银薄膜时，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.96%和100%。

4 结语

目前，绿色环保的纳米银技术，由于对环境与人体不会造成任何伤害，其制备原料与合成工艺得到了拓展与应用研究。纳米银功能化整理的织物也有最初的机织物抗菌、导电性能，逐渐扩展到非织造布、针织物，但其制备与整理工艺还存在一些不确定性，如纳米银颗粒的均匀性、大小的可控性、织物功能整理的耐久性等问题，还未得到完全解决。纳米银对织物的功能整理离真正的实际应用还有很大的距离，有待进一步研究。

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Abstract：Nano-silver is an efficient， broad spectrum and safe antibacterial material which is widely used in the functional modification of textiles.The structures and properties of nano-silver，synthetic methods and its application in textiles were described in this article， including the three directions of woven fabrics，knitted fabrics and non-woven fabrics.Nano-silver functional modified fabric has a strong industrial application prospects，and is worthy of further study.

Keywords：nano-silver，textile， antibacterial，synthesis， application

DEVELOPMENT OF NANO-SILVER MODIFICATION ON FUNCTIONAL TEXTILES

QIAN Fei1， LIU Yan1,2， GAO Xiao-liang1,2
(Department of Textile and Clothing， Yancheng Institute of Industry Technology， Yancheng Jiangsu 224005， China)

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.008

1672-500X(2017)03-0037-05

2017-06-09

钱飞 （1968-），男，江苏兴化人，副教授，主要从事纺织材料及产品设计。

2016年江苏省产学研前瞻性联合研究项目 （BY2016067-01）；2016年中国纺织工业联合会科技指导性项目 （丝素蛋白纳米纤维/纳米银凝胶对珊瑚绒面料功能改性的关键技术研究）；2016年江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修项目；2015江苏高校品牌专业建设工程资助项目 （PPZY2015C254）