含鋅海絲纖維釋放鋅離子性能的研究【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　含鋅海絲纖維釋放鋅離子性能的研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 紡織工程 <

2、;/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要：海絲纖維結(jié)合了纖維素纖維和海藻植物的性能，具有護(hù)膚、保健、抗菌等效果，是一種

3、具有生物活性的纖維素纖維。從技術(shù)條件看，利用海絲纖維吸附金屬離子的性能，用銅和鋅等金屬離子進(jìn)行活化來生產(chǎn)海絲活性纖維，其工藝簡(jiǎn)單，無健康危害。在制備海絲纖維的過程中加入海藻成分后，海藻中的高效物質(zhì)幾乎全部保存并儲(chǔ)存在海絲纖維中。海藻含有豐富的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和維生素，這些物質(zhì)在濕環(huán)境中可以釋放出來。而吸附了銅和鋅離子的海絲纖維具有比普通海絲纖維更優(yōu)良的性能。在使用過程中，當(dāng)人的皮膚出汗使人體表面具有一個(gè)濕的環(huán)境時(shí)，海絲纖維中包含的礦物質(zhì)、

4、蛋白質(zhì)、維生素和胡蘿卜素等活性物質(zhì)，以及銅和鋅離子可以從纖維中釋放出來，起到抗菌以及促進(jìn)血液循環(huán)并激活纖維素交換的功能，從而使皮膚繃，緊并保持其光滑細(xì)膩。</p><p>　　關(guān)鍵詞：海絲纖維;鋅離子；釋放</p><p>　　Zinc Seacell fiber properties of zinc ion release</p><p>　　Abstract：S

5、eacell fiber cellulose fiber and seaweed combined with the performance of plants, with care, health care, antibacterial effects, is a kind of biological activity of cellulose fibers. View from the technical conditions, t

6、he use of Seacell performance fiber adsorption of metal ions with metal ions such as copper and zinc was activated to produce Seacell active fibers, the process is simple, no health hazards. In the process of preparing S

7、eacell adding seaweed fiber components, the seawee</p><p>　　Keywords: Seacell fiber; Zinc; Release</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒 論1</b></p>

8、<p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 必需微量元素鋅1</p><p>　　1.3 海絲纖維1</p><p>　　1.3.1 海絲纖維的結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.3.2 海絲纖維的性能2</p><p>　　1.3.3 海絲

9、纖維的生物活性2</p><p>　　1.3.4 生產(chǎn)海絲纖維的共混紡絲過程3</p><p>　　1.3.5 海絲纖維的活化過程4</p><p>　　1.3.6 海絲纖維的應(yīng)用領(lǐng)域4</p><p><b>　　2實(shí)驗(yàn)部分6</b></p><p><b>　　2.

10、1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容6</b></p><p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料6</p><p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器6</p><p>　　2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備6</p><p>　　2.1.4 海絲纖維吸附鋅離子的處理過程6</p><p>　　2.1.5 結(jié)果與分析7</p>

11、<p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)步驟8</p><p>　　2.2.1 海絲纖維在生理鹽水溶液中釋放鋅離子的性能測(cè)試8</p><p>　　2.2.2 海絲纖維在含蛋白質(zhì)的水溶液中釋放鋅離子的性能測(cè)試8</p><p>　　2.2.3 溫度對(duì)海絲纖維釋放鋅離子性能的影響9</p><p>　　2. 3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)9&l

12、t;/p><p>　　3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析10</p><p>　　3.1 時(shí)間對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響10</p><p>　　3.2 蛋白質(zhì)濃度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響11</p><p>　　3.3 溫度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響12</p><p>　　3.4 綜合分析13</

13、p><p>　　4總結(jié)與展望15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p>

14、<p>　　海藻酸是從褐藻植物中提取出的高分子羧酸，其高分子結(jié)構(gòu)是由α-L-古羅糖醛酸及β-D-甘露糖醛酸組成的嵌段共聚物。海藻酸可與金屬離子結(jié)合形成鹽，是各種金屬離子的良好載體[1～2]。海絲纖維是一種具有特殊生物活性的功能性纖維。在海絲纖維的生產(chǎn)過程中，海藻類植物被加工成直徑小于1μm的粉末后添加進(jìn)紡絲溶液，然后經(jīng)過濕法紡絲工藝分散在纖維素纖維中。這樣得到的纖維結(jié)合了再生纖維素纖維的強(qiáng)度和柔軟性，以及海藻植物所含有的天然

15、活性成分，具有保健、護(hù)膚、抗菌等功效[3]。</p><p>　　必需微量元素是人體必不可少的微量元素，在人體防治各類疾病中占有重要地位，不足或缺乏都可能引起身體不適或疾病，皮膚的疾患與必需微量元素也同樣有著密切的聯(lián)系。</p><p>　　海絲纖維包含的海藻顆粒中含有對(duì)金屬離子有很強(qiáng)吸附性能的海藻酸，在與含有鋅離子的水溶液處理后，海藻顆粒吸收鋅離子后得到具有很強(qiáng)抗菌性能的含鋅海絲活性纖維

16、。由于鋅離子具有特殊的抗菌性能及生物活性，含有鋅離子的海絲纖維是一種具有特殊生物活性的功能性纖維。</p><p>　　1.2 必需微量元素鋅</p><p>　　鋅是人體必需的微量金屬元素之一，臨床上缺鋅可嚴(yán)重影響傷口的愈合[4～7]。鋅在皮膚中的含量約為人體總含量的20％由此可見皮膚是對(duì)鋅缺乏表現(xiàn)最為敏感的器官。鋅具有抵抗紫外線的輻射、促進(jìn)傷口愈合、提高機(jī)體抵抗力、抗氧化、對(duì)皮膚有光

17、保護(hù)等作用。機(jī)體缺乏鋅易引起的皮膚病常見有脫發(fā)、痤瘡、慢性皮膚搔癢癥、營養(yǎng)障礙引起的慢性皮膚潰瘍、白癜風(fēng)、皰疹樣皮炎、銀屑病、黏膜扁平苔癬等等。目前專家和學(xué)者采用補(bǔ)鋅療法治療以上皮膚病，都取到了滿意的效果。腸病性端皮炎是一種發(fā)生于嬰幼兒的正常染色體隱性遺傳病，主要表現(xiàn)為口腔部糜爛、肢端皮炎、腹瀉和脫發(fā)、營養(yǎng)及發(fā)育不正常。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)該病是由于鋅缺乏及腸內(nèi)運(yùn)輸?shù)鞍谆蚪Y(jié)合鋅載體的缺損，使鋅的吸收發(fā)生障礙，因而導(dǎo)致該病的發(fā)生。及時(shí)補(bǔ)充鋅制劑(

18、硫酸鋅、葡萄糖酸鋅、鋅微寶)治療后即町痊愈[8]。</p><p>　　鋅是動(dòng)物組織中許多酶的必要成分，它可參與核酸和蛋白質(zhì)的代謝過程。在纖維細(xì)胞增殖及膠元合成過程中，鋅也起重要作用。</p><p><b>　　缺鋅的主要癥狀為：</b></p><p>　　1）：骨關(guān)節(jié)和皮膚異常。</p><p>　　2）：肌體發(fā)育

19、不全。</p><p>　　3）：兒童缺鋅發(fā)育停滯，智力缺陷，而導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力下降[9]。</p><p><b>　　1.3 海絲纖維</b></p><p>　　1.3.1 海絲纖維的結(jié)構(gòu)</p><p>　　海絲纖維的生產(chǎn)采用NMM0為溶劑的Lyocell工藝，這種工藝生產(chǎn)的纖維有很高的取向度，纖維的結(jié)晶度也高于

20、其他各種再生纖維素纖維。Lyocell工藝對(duì)環(huán)境友好，有經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品豐富，并可非常靈活地代替通用纖維素纖維，因此已確立了它的地位。Lyocell工藝經(jīng)吉瑪公司和ALCERU Schwarza公司持續(xù)不斷的改進(jìn)并已推向市場(chǎng)[10]。由于纖維沿軸向的規(guī)整性，纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，縫隙孔洞少，易于原纖化，斷裂時(shí)可以明顯地觀測(cè)到斷裂面上的原纖化現(xiàn)象。海絲纖維的結(jié)構(gòu)與一般的Lyocell纖維有所不同。由于海絲纖維中分布著海藻顆粒，纖維內(nèi)部緊密的結(jié)

21、梅在一定程度上受到破壞，其斷裂時(shí)截面不像Lyocell纖維那樣有許多沿著纖維方向的微纖維。纖維的斷裂面很干凈，說明纖維的原纖化得到了改善。圖1顯示了在顯微鏡下觀察到的海絲纖維的截面結(jié)構(gòu)?？梢钥闯觯?jīng)過磨碎的海藻粉末被均勻地分散在纖維的結(jié)構(gòu)中。由于纖維素的含量大大高于海藻粉末的含量，海藻粉末被包含在纖維素中，有一定的穩(wěn)定性，可以在使用過程中持續(xù)地釋放出活性成分。</p><p>　　1.3.2 海絲纖維的性能&l

22、t;/p><p>　　海絲纖維的結(jié)晶取向度低，空隙度高，其原纖化傾向降低。它具有很高的干／濕強(qiáng)度，幾乎不縮水，因此紡織品具有很高的尺寸穩(wěn)定性。海絲纖維成紗性能好，染色均勻，染色性能好，色彩鮮艷。它是一種纖維素纖維，與粘膠相比其光澤和懸垂性好。由海絲纖維制成的織物手感好，光滑柔軟，吸濕透氣，穿著舒適。由于海藻成分的存在，海絲纖維對(duì)皮膚有自然的護(hù)膚美容和保健等功效[11]。</p><p>　　1

23、.3.3 海絲纖維的生物活性</p><p>　　海絲纖維的生物活性來源于纖維中的海藻。海藻植物含有海水中的礦物質(zhì)、維生素和蛋白質(zhì)。當(dāng)貼身使用該織物時(shí)，肌膚會(huì)通過汗液及皮膚上的潮濕環(huán)境與纖維進(jìn)行物質(zhì)交換。纖維所含海藻中的活性成分通過皮膚進(jìn)人人體，起到促進(jìn)血液循環(huán)并激活表皮細(xì)胞的作用。使皮膚繃緊并保持其光滑細(xì)膩。海絲纖維特別適用于過敏性體質(zhì)和患有皮膚病的消費(fèi)者海絲纖維產(chǎn)品的抗菌特性有益于因病菌感染或過敏反應(yīng)引起的

24、皮膚炎癥的康復(fù)。海絲纖維中的海藻粉末所含的活性成分包括礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和維生素以及在纖維活化過程中引入的銀離子。海絲纖維中主要的礦物質(zhì)是鈣、鎂和鈉離子。當(dāng)與水介質(zhì)接觸后，纖維中的這些金屬離子可以持續(xù)地從纖維中釋放出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在用去離子水沖洗72 h后，纖維中大部分的鈣和鎂仍然保持在纖維的結(jié)構(gòu)中，說明海絲纖維釋放金屬離子是一個(gè)相當(dāng)持久的過程。在對(duì)純海藻、海絲纖維以及海絲纖維織物中的氨基酸進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，純海藻中的氨基酸也存在于纖維及織

25、物中，并且各種氨基酸之間的比例基本相同，說明海藻中的蛋白質(zhì)成分在加工過程中被保留在纖維結(jié)構(gòu)中。純海藻含有維生素c、維生素E及胡蘿h素。在對(duì)純海藻、海絲纖維以及海絲纖維織物中的各種維生素進(jìn)行分析后發(fā)</p><p>　　1.3.4 生產(chǎn)海絲纖維的共混紡絲過程</p><p>　　在海絲纖維的生產(chǎn)過程中，首先將術(shù)漿中的纖維素溶解制成溶液，然后與海藻粉末混合后紡絲。其中纖維素為主要的原料，得到

26、的纖維是一種以纖維素為載體，以海藻粉末為活性成分的復(fù)合材料。圖1顯示了海絲纖維的生產(chǎn)流程圖。</p><p>　　在生產(chǎn)過程中根據(jù)原料來源的不同，木漿可以采用干、濕或濕+酶法進(jìn)行預(yù)處理，然后用NMMO溶解。在加工過程中，海藻是以固體狀態(tài)被混人纖維的。由于溶劑法生產(chǎn)的再生纖維素纖維的直徑一般為10-15μm，加入纖維中的海藻粉末的直徑應(yīng)該在9μm以下。在生產(chǎn)過程中，海藻粉末可以在木漿溶解前或在溶解過程中與纖維素溶液

27、混合。海藻粉末可直接加入紡絲液中，或以懸浮液的方式加入。生產(chǎn)過程中木漿中的纖維素被NMMO溶解后形成均勻的溶液，加人海藻粉末后經(jīng)高速攪拌充分混合，然后真空脫泡形成紡絲溶液。當(dāng)海藻粉末的直徑小于9μm時(shí)，生產(chǎn)過程中的過濾、噴絲等工序與一般的Lyocell纖維的生產(chǎn)過程基本相同。由于紡絲溶液的黏度很高，海藻粉朱可以均勻地分布在溶液中，而不會(huì)下沉或聚集。紡絲溶液在擠出噴絲孔后先進(jìn)入一個(gè)空氣層，然后進(jìn)入一個(gè)含NMMO的水浴，使纖維素凝固成絲條，

28、經(jīng)過進(jìn)一步的牽伸、水洗、干燥等工序形成纖維[12]。</p><p>　　1.3.5 海絲纖維的活化過程</p><p>　　海絲纖維生產(chǎn)中采用的海藻主要為棕藻和紅藻。這2類海藻的植物結(jié)構(gòu)中分別含有豐富的海藻酸和卡拉膠。由于海藻酸分子中含有羧酸基團(tuán)，可以以與金屬離子結(jié)合成鹽?？ɡz的分子結(jié)構(gòu)中舍有硫酸基，可以與鈣、鎂、鉀、鈉、銨等形成鹽。把海絲纖維在硝酸銀水溶液中浸漬后，由于海藻粉末中的

29、海藻酸和卡拉膠對(duì)金屬離子有吸附作用，銀離子被吸附進(jìn)入纖維，得到了含銀的海絲活性纖維，其商品名為Seacell Active。圖2示出當(dāng)硝酸銀的濃度為0．01、0. l mol/L．時(shí)，浸漬時(shí)間對(duì)纖維中銀離子濃度的影響?？梢钥闯?，海絲纖維對(duì)銀離子的吸附過程是一個(gè)相當(dāng)快的過程，在接觸10 min內(nèi)基本上已經(jīng)達(dá)到吸附平衡。由于海絲纖維中的海藻成分在纖維截麗上均勻分布，在常規(guī)的洗滌中，銀離予不容易從纖維上脫落，能緩慢地釋放出來，起到持久的抗菌作

30、用。</p><p>　　1.3.6 海絲纖維的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　丁敏敏[13]等(2007)通過氨基酸光譜分析證明：海藻中的維生素和礦物質(zhì)在海絲纖維制作過程中沒有被破壞，只有維生C(因?yàn)槠渌苄?減少了一部分，使用海絲纖維時(shí)，纖維中的海藻活性物質(zhì)在人體出汗構(gòu)成濕環(huán)境時(shí)，慢慢的釋放出來，能夠促進(jìn)血液循環(huán)并激活營養(yǎng)物質(zhì)交換，從而緊繃皮膚并保持其光澤細(xì)膩。而且，因?yàn)楹胸S富的具有

31、抗菌殺菌性能的銀離子，海絲活性纖維特別適合于過敏體質(zhì)和患有皮膚病的消費(fèi)者，從而達(dá)到了美容和保健的功效。此外，納米海絲活性纖還可以被加工成醫(yī)用敷料，用于治理流血流膿的傷口，這類敷料有良好的吸濕性和抗菌性能。比起傳統(tǒng)的棉紗布更能促傷口的復(fù)愈。海絲系列產(chǎn)品全部使用純天然原料，在加工過程中也充分注意到了環(huán)保問題，即可純紡也可與任何纖維混紡，此纖維的應(yīng)用范圍很廣，可應(yīng)用于工作服、運(yùn)動(dòng)服、內(nèi)衣、家用紡織品和產(chǎn)業(yè)用品，其制品還具有永久的美容、保健和抗

32、菌殺性能[14]。如含有納米氧化鋅的海絲活性纖維制成的紡織品及服飾等，具有抗菌、防霉、除臭的奇特功效。德國的成衣公司Kaulberg已經(jīng)向市場(chǎng)推出海絲纖維制成的男女內(nèi)衣系列產(chǎn)品。其他的生產(chǎn)商，如高檔品牌hanro等，也將推出相關(guān)產(chǎn)品。由于納米海絲活</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><b>　　2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b>&

33、lt;/p><p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料</p><p><b>　　氯化鈉；</b></p><p><b>　　蛋白質(zhì)粉；</b></p><p>　　含鋅海絲纖維(見2.1.4)；</p><p><b>　　去離子水；</b></p>

34、;<p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器</p><p>　　容量瓶：1000mL×2；</p><p><b>　　500mL×1 ；</b></p><p><b>　　250mL×5；</b></p><p><b>　　100mL×

35、6</b></p><p>　　移液管：50mL×1；</p><p><b>　　10mL×1；</b></p><p><b>　　5mL×1</b></p><p>　　燒杯：200mL×1;</p><p><

36、b>　　100mL×1</b></p><p>　　取樣試劑瓶：50mL×10</p><p><b>　　玻璃棒</b></p><p><b>　　洗耳球</b></p><p><b>　　濾紙</b></p><

37、p>　　2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備</p><p>　　原子吸收光譜儀AA800</p><p>　　電子天平（上海恒平科學(xué)儀器有限公司）</p><p>　　101-1型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（上?？德穬x器設(shè)備有限公司）</p><p><b>　　恒溫水浴鍋</b></p><p><b&

38、gt;　　臺(tái)式離心機(jī)</b></p><p>　　2.1.4 海絲纖維吸附鋅離子的處理過程</p><p>　　稱取17.593g七水硫酸鋅，溶解于去離子水中定容至1000mL，得到鋅離子濃度為4 g/L的水溶液。吸取25mL以上溶液，加水稀釋到1000mL，得到鋅離子濃度為100 mg/L的水溶液。</p><p>　　在研究時(shí)間對(duì)吸附性能的影響時(shí)，

39、稱取10g海絲纖維,加入1000mL鋅離子濃度為100 mg/L的水溶液并開始計(jì)時(shí)。在0.5、1、3、8、24h分別取10mL溶液,加去離子水稀釋到100mL，用濾紙過濾后用全譜直讀電感耦合離子發(fā)射光譜儀測(cè)定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　在研究溫度對(duì)吸附性能的影響時(shí)，吸取5mL鋅離子濃度為4 g/L的水溶液，加去離子水稀釋到250mL（鋅離子濃度為80 mg/L），在40、50、60、70、80oC水

40、浴中放置1小時(shí)衡溫后，加入2g海絲纖維，1h后用濾紙把纖維與溶液分離，待溶液冷卻后取10mL溶液,稀釋到100mL后過濾，測(cè)定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　在研究鋅離子濃度對(duì)吸附性能的影響時(shí)，分別取5、10、25、50、100mL鋅離子濃度為4 g/L的水溶液，加去離子水定容至1000mL后，在5個(gè)溶液中分別加入10g海絲纖維,室溫下吸附24h后，用濾紙把纖維與處理液分離。在用去離子水充分洗滌后在10

41、5 oC下干燥纖維。</p><p>　　2.1.5 結(jié)果與分析</p><p>　　表1顯示了處理時(shí)間對(duì)海絲纖維吸附鋅離子的影響。處理30min后纖維吸附鋅離子的量為1.82 mg/g，處理24h后的吸附量上升到1.89 mg/g。30min時(shí)的吸附量是24h吸附量的96.3%，說明海絲纖維對(duì)鋅離子的吸附是一個(gè)比較快的過程。30min內(nèi)吸附基本達(dá)到平衡。</p><

42、p>　　表1 時(shí)間對(duì)海絲纖維吸附鋅離子的影響</p><p>　　從表的結(jié)果可以看出，海絲纖維對(duì)鋅離子有較好的吸附作用。由于海絲纖維中所包含的海藻富含對(duì)金屬離子有很強(qiáng)吸附性能的海藻酸，并且由于海藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的羧酸、磷酸根、硫酸根、羥基、醛基等極性基團(tuán)大多數(shù)帶有負(fù)電荷，與帶正電的銅及鋅離子接觸后由于正負(fù)電相吸引可以把銅及鋅離子吸附進(jìn)纖維的結(jié)構(gòu)中，而后與海藻酸形成穩(wěn)定的鹽結(jié)構(gòu)，被結(jié)合進(jìn)入海絲纖維所包含的海藻顆粒

43、中。海絲纖維對(duì)銅離子的吸附量高于其對(duì)鋅離子的吸附量，主要原因是由于海藻酸對(duì)銅離子的結(jié)合力高于其對(duì)鋅離子的結(jié)合力。文獻(xiàn)資料顯示，海藻酸對(duì)金屬離子的結(jié)合力的次序?yàn)镻b2+>Cu2+>Cd2+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Co2+=Ni2+=Zn2+>Mn2+。</p><p>　　圖1顯示了海絲纖維在處理前后的表面結(jié)構(gòu)。未處理的纖維表面上可以看出細(xì)小的海藻顆粒被包埋在海絲纖

44、維中。在用CuCl2水溶液處理纖維的過程中，銅離子被吸收進(jìn)海藻顆粒中。隨著吸附過程的進(jìn)行，海藻顆粒的質(zhì)量增加，引起體積的膨脹，使處理后的海絲纖維表面有局部破裂現(xiàn)象。</p><p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖1. 海絲纖維在處理前后的表面結(jié)構(gòu)，(a)未處理

45、的纖維;(b)CuCl2水溶液處理后的纖維(X5000)</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　2.2.1 海絲纖維在生理鹽水溶液中釋放鋅離子的性能測(cè)試</p><p>　?。?）配置生理鹽水：稱取9.00g NaCl，加入100mL的燒杯中，加入去離子水溶解后移入1L容量瓶中定容，混合均勻后倒入1000

46、mL試劑瓶中；</p><p>　　（2）稱取含鋅海絲活性纖維1.00 g；</p><p>　?。?）將稱好的纖維放入配好的生理鹽水中，開始攪拌；</p><p>　?。?）從開始攪拌時(shí)計(jì)時(shí)，分別在30min、 1hr、3hrs、8hrs、 24hrs時(shí)取出25mL溶液，用濾紙過濾后在原子發(fā)射光譜儀上測(cè)定溶液中鋅離子濃度。</p><p>

47、　　2.2.2 海絲纖維在含蛋白質(zhì)的水溶液中釋放鋅離子的性能測(cè)試</p><p>　　（1）配置五種含不同濃度蛋白質(zhì)的水溶液：稱取大豆蛋白質(zhì)1、2、3、5、10克，</p><p>　　加入去離子水溶解后移入1L容量瓶中定容，得到蛋白質(zhì)濃度為0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、1%的水溶液，混合均勻后倒入1000mL試劑瓶中；</p><p>　　（2）稱取含

48、鋅海絲活性纖維1.00 g；</p><p>　?。?）將稱好的纖維放入配好的生理鹽水中，開始攪拌；</p><p>　?。?）從開始攪拌時(shí)計(jì)時(shí)，在2hr后取出50mL溶液，用濾紙過濾后在原子發(fā)射光譜儀上測(cè)定溶液中鋅離子濃度。</p><p>　　2.2.3 溫度對(duì)海絲纖維釋放鋅離子性能的影響</p><p>　　(1)配置含蛋白質(zhì)的生理鹽

49、水：稱取9.00g NaCl及1.0克大豆蛋白質(zhì)，加入100mL的燒杯中，加入去離子水溶解后移入1L容量瓶中定容，混合均勻后倒入1000mL試劑瓶中；</p><p>　?。?）將溶液在30、40、50、60、80oC下衡溫水浴中衡溫；</p><p>　　（3）稱取含鋅海絲活性纖維1.00 g；</p><p>　?。?）將稱好的纖維放入配好的生理鹽水中，開始攪拌

50、；</p><p>　　（5）從開始攪拌時(shí)計(jì)時(shí)，在2hr后取出50mL溶液，用濾紙過濾后在原子發(fā)射光譜儀上測(cè)定溶液中鋅離子濃度。</p><p>　　2. 3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)</p><p>　　（1）實(shí)驗(yàn)前必須詳細(xì)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，明了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃矸椒安僮鞑襟E，并在記錄本上擬出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)原理、使用方法及操作時(shí)的注意事項(xiàng)。 </p><

51、p>　　（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，要聽從老師的指導(dǎo)，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，不能任意更改，不熟悉的儀器設(shè)備，應(yīng)先請(qǐng)老師指導(dǎo)后使用，切勿隨意亂動(dòng)。</p><p>　?。?）實(shí)驗(yàn)時(shí)如有問題發(fā)生，應(yīng)首先用自己學(xué)過的知識(shí)，獨(dú)立思考加以解決，努力培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，如自己不能解決可與指導(dǎo)老師共同討論研究，提出解決問題的辦法。 </p><p>　　（4）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，必須隨時(shí)把觀察到的現(xiàn)

52、象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如實(shí)地記錄在記錄本上，不得記在散頁紙上，要養(yǎng)成良好的作原始記錄的習(xí)慣。</p><p>　?。?）由于纖維的密度比水小，容易浮在水面上，影響吸附性能。所以應(yīng)該設(shè)定一個(gè)合適的轉(zhuǎn)速，將纖維纏繞在轉(zhuǎn)子周圍，</p><p>　?。?）環(huán)境和儀器的清潔整齊是搞好實(shí)驗(yàn)的重要條件，實(shí)驗(yàn)臺(tái)面試劑藥品架上必須保持整潔，儀器藥品要井然有序，所用的試劑，用完應(yīng)立即蓋嚴(yán)放回原處。注意瓶塞切勿張冠李

53、戴。勿使試劑藥品灑在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面和地上。實(shí)驗(yàn)完畢后，需將藥品試劑排列整齊，儀器設(shè)備要恢復(fù)原狀。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)面打掃干凈，經(jīng)教師驗(yàn)收儀器后，方可離開實(shí)驗(yàn)室。</p><p>　?。?）必須遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 時(shí)間對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響</p><p&

54、gt;　　表3-1 不同時(shí)間下含鋅海絲纖維釋放鋅離子的濃度</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)在10℃的室溫下進(jìn)行，采用含鋅海絲纖維測(cè)試生理鹽水對(duì)其釋放鋅離子濃度的影響。由圖3-1可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，含鋅海絲纖維釋放出鋅離子濃度逐漸增加。并且，隨著時(shí)間的變化，其增長(zhǎng)幅度先增加，后減小，最終達(dá)到一個(gè)恒定值。這是由于含鋅海絲纖維中含有的特定基團(tuán)在生理鹽水溶液中相互作用，導(dǎo)致鋅離子釋放放生理鹽水溶液中。起先，由于基團(tuán)之間

55、相互作用已經(jīng)達(dá)到一定程度，致使其釋放速度很快，在時(shí)間從0到0.5h之間釋放了0.046 mg/L的鋅離子。但是從0.5 h到1小時(shí)之間，釋放了0.013 mg/L的鋅離子，可以得知，釋放速度減慢了71.7%。并且，時(shí)間的跨度來看，增長(zhǎng)幅度是逐漸減慢的。但是從8h開始，增長(zhǎng)幅度又有所增加。這是因?yàn)楫?dāng)生理鹽水溶液中的鋅離子濃度達(dá)到一定程度，含鋅海絲纖維中的鋅離子和溶液中的鋅離子相互作用導(dǎo)致鋅離子的釋放速度增加。我們知道，經(jīng)過處理的含鋅海絲纖

56、維中的鋅離子的量是一定的，其釋放的鋅離子肯定也會(huì)慢慢的減小。在這中間，鋅離子釋放的速度從增加又開始變小。由于實(shí)驗(yàn)的條件有限，我們沒有繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，但可以得知的是，這個(gè)速度轉(zhuǎn)折點(diǎn)肯定是存在的?？梢灶A(yù)計(jì)，這個(gè)速度轉(zhuǎn)折點(diǎn)將在未</p><p>　　圖3-1 時(shí)間對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的變化</p><p>　　3.2 蛋白質(zhì)濃度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響</p><

57、;p>　　表3-2 不同蛋白質(zhì)濃度下含鋅海絲纖維釋放鋅離子的濃度</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)在8℃的室溫下進(jìn)行，采用含鋅海絲纖維測(cè)試蛋白質(zhì)溶液對(duì)其釋放鋅離子濃度的影響。由圖3-2可以看出，隨著蛋白質(zhì)濃度的增加，溶液中鋅離子濃度逐漸增加。同時(shí)，蛋白質(zhì)濃度的增加，致使增長(zhǎng)的速率變化。由開始的快速增加到減慢，再趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)。根據(jù)表3-2得出的數(shù)據(jù)，在蛋白質(zhì)濃度從0到0.10%，含鋅海絲纖維釋放了0.058mg/

58、L的鋅離子，當(dāng)濃度從0.10%到0.20%，釋放了0.021mg/L?？梢运愠觯芤横尫配\離子的速率減慢了63.8%。而后從0.02%到0.03%釋放速度基本一致。從0.30%到0.50%速度略微有所增加，在蛋白質(zhì)濃度達(dá)到1%時(shí)，含鋅海絲纖維釋放鋅離子的速度基本保持一個(gè)穩(wěn)定的速度。我們可以推測(cè)，蛋白質(zhì)溶液中的基團(tuán)對(duì)含鋅海絲纖維中的鋅離子的作用，導(dǎo)致速率的變化。由于含鋅海絲纖維中鋅離子的含量是恒定的，所以釋放的鋅離子必定會(huì)達(dá)到一個(gè)恒定值。

59、根據(jù)測(cè)試所得的數(shù)據(jù)，我們可以得出這樣的結(jié)論：蛋白質(zhì)濃度的增加促進(jìn)了含鋅海絲下位釋放鋅離子，釋放鋅離子的速度，從開始的增長(zhǎng)到減慢，然后再逐步穩(wěn)定。最終會(huì)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，維持穩(wěn)定的鋅離子濃度。</p><p>　　圖3-2 蛋白質(zhì)濃度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的變化</p><p>　　3.3 溫度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響</p><p>　　表3-3不同溫度

60、下含鋅海絲纖維釋放鋅離子的濃度</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)在9℃的室溫下進(jìn)行，采用含鋅海絲纖維測(cè)試在生理鹽水與蛋白質(zhì)的混合溶液對(duì)其釋放鋅離子的影響。由圖3-3可以看出，含鋅海絲纖維在混合溶液中釋放的鋅離子濃度整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。開始時(shí)，增長(zhǎng)速度較快，而后減慢，然后又逐步上升，最后速度又減慢，逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)溫度從室溫上升到30℃時(shí)，鋅離子濃度增加了0.128mg/L，而后從30℃到40℃，溶液中鋅離子的濃度增加了0

61、.004mg/L，速度相對(duì)于開始階段，大幅度的減慢。在溫度從40℃之后，鋅離子濃度的增加緩慢，變化速度從略微增加到逐步減慢。在80℃，溶液中的鋅離子濃度已經(jīng)趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。溫度對(duì)其釋放鋅離子的濃度變化微弱。在這混合溶液中，含鋅海絲纖維的鋅離子，蛋白質(zhì)基團(tuán)以及生理鹽水中的基團(tuán)，相互作用，導(dǎo)致釋放的鋅離子從開始的迅猛到后面的明顯減弱。根據(jù)表3-3的數(shù)據(jù)，我們可以得出這樣的結(jié)論：含鋅海絲纖維在蛋白質(zhì)和生理鹽水的混合溶液中，低溫時(shí)候快速的釋

62、放鋅離子，在30℃釋放鋅離子的達(dá)到一個(gè)很高的水平，而后速度明顯的減慢，然后又有緩慢的提升，最后逐漸減慢趨于穩(wěn)定的數(shù)值。說明在該溶液中，30℃的低溫有利于鋅離子的釋放。</p><p>　　圖3-3 溫度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的變化</p><p><b>　　3.4 綜合分析</b></p><p>　　本研究需要學(xué)生有高分子材料方面的基本

63、知識(shí)，需要掌握測(cè)試材料性能的基本技能。海絲纖維包含的海藻顆粒中含有對(duì)金屬離子有很強(qiáng)吸附性能的海藻酸，在與含有鋅離子的水溶液處理后，海藻顆粒吸收鋅離子后得到具有很強(qiáng)抗菌性能的含鋅海絲活性纖維。由于鋅離子具有特殊的抗菌性能及生物活性，含有鋅離子的海絲纖維是一種具有特殊生物活性的功能性纖維。</p><p>　　通過以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出生理鹽水和蛋白質(zhì)溶液，溫度對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的影響：</p>

64、;<p>　　在生理鹽水溶液中，含鋅海絲纖維釋放鋅離子開始時(shí)最快的，后逐漸減慢，達(dá)到8 h左右速度又有所回升，最終減弱到0，含鋅海絲纖維中的鋅離子濃度和生理鹽水溶液的鋅離子濃度保持動(dòng)態(tài)的平衡，濃度保持不變。</p><p>　　蛋白質(zhì)濃度的增加促進(jìn)了含鋅海絲下位釋放鋅離子，釋放鋅離子的濃度速度，從開始的增長(zhǎng)到減慢，然后再逐步穩(wěn)定。最終會(huì)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，維持穩(wěn)定的鋅離子濃度。</p>

65、<p>　　含鋅海絲纖維在蛋白質(zhì)和生理鹽水的混合溶液中，低溫時(shí)候快速的釋放鋅離子，在30℃釋放鋅離子的達(dá)到一個(gè)很高的水平，而后速度明顯的減慢，然后又有緩慢的提升，最后逐漸減慢趨于穩(wěn)定的數(shù)值。說明在該溶液中，30℃的低溫有利于鋅離子的釋放。</p><p>　　鋅離子的釋放是一個(gè)相對(duì)較快的過程，溶液中鋅離子的質(zhì)量濃度在3 h后達(dá)到平衡[15]。在實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)中,隨著時(shí)間的變化,鋅離子濃度呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),在

66、3h的時(shí)候鋅離子濃度仍然在持續(xù)增長(zhǎng)，并沒有達(dá)到穩(wěn)定。說明生理鹽水對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子有促進(jìn)作用。.</p><p>　　實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)的測(cè)試過程在半個(gè)小時(shí)左右完成，通過觀察實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)，在相同的時(shí)間下，實(shí)驗(yàn)2的溶液中鋅離子濃度明顯高于實(shí)驗(yàn)1的。說明蛋白質(zhì)溶液相對(duì)于生理鹽水對(duì)含鋅海絲纖維釋放鋅離子的促進(jìn)作用更為明顯。</p><p>　　所以，生理鹽水和蛋白質(zhì)溶液以及低溫都能夠促進(jìn)含鋅海絲纖

67、維釋放鋅離子。</p><p><b>　　總結(jié)與展望</b></p><p>　　海絲纖維結(jié)合了纖維素纖維和海藻植物的性能，具有護(hù)膚、保健、抗菌等效果，是一種具有生物活性的纖維素纖維。從技術(shù)條件看，利用海絲纖維吸附金屬離子的性能，用銅和鋅等金屬離子進(jìn)行活化來生產(chǎn)海絲活性纖維，其工藝簡(jiǎn)單，無健康危害。在制備海絲纖維的過程中加入海藻成分后，海藻中的高效物質(zhì)幾乎全部保存并

68、儲(chǔ)存在海絲纖維中。海藻含有豐富的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和維生素，這些物質(zhì)在濕環(huán)境中可以釋放出來。而吸附了銅和鋅離子的海絲纖維具有比普通海絲纖維更優(yōu)良的性能。在使用過程中，當(dāng)人的皮膚出汗使人體表面具有一個(gè)濕的環(huán)境時(shí)，海絲纖維中包含的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素和胡蘿卜素等活性物質(zhì)，以及銅和鋅離子可以從纖維中釋放出來，起到抗菌以及促進(jìn)血液循環(huán)并激活纖維素交換的功能，從而使皮膚繃，緊并保持其光滑細(xì)膩。</p><p>　　海絲纖維的

69、原料取自大自然中的木材以及海洋中廣泛存在的海藻類植物，二者可以不斷再生，原料資源十分豐富。海絲纖維使用后的廢棄品可自然降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。由于海絲纖維結(jié)合了纖維素與海藻類植物的性能，在具有良好服用性能的同時(shí)為纖維增加了優(yōu)良的保健功能。海絲纖維織物制成的服裝柔和、性感并給肌膚體貼的呵護(hù)。特別適合高檔貼身服裝的生產(chǎn)。海絲特別適合于過敏性體質(zhì)和患有皮膚病的消費(fèi)者。海絲產(chǎn)品的抗菌特性特別有益于因病菌感染或過敏反應(yīng)而導(dǎo)致的

70、皮膚炎癥的康復(fù)。海絲產(chǎn)品全部使用純天然原料，而且原料的加工過程中也充分注意到了環(huán)保問題，不會(huì)給環(huán)境帶來任何危害。隨著消費(fèi)者對(duì)環(huán)保的日益關(guān)注，海絲產(chǎn)品將有更廣闊的市場(chǎng)空間。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 秦益民．劉洪武，李可昌，等．海藻酸[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，2008．</p><p>　　[

71、2] 秦益民．海藻酸和甲殼胺纖維的性能比較[J]．紡織學(xué)報(bào)，2006，27（1）：111-113．</p><p>　　[3] 秦益民．海絲纖維的結(jié)構(gòu)和性能[J]．紡織學(xué)報(bào)，2007，28（11）：136-138．</p><p>　　[4] BERGER M M，CAVADINI C，BART A,et a1．Cutaneous copper and zinc losses in bur

72、ns[J]．Bums，1992，18（5）：373—380．</p><p>　　[5] STALLARD L，REEVES P G．Zinc deficiency in adult rats reduces the relative abundance of testis-specific angiotensin-converting enzyme mRNA[J]．J Nutr，1997，127（1）：25—2

73、9．</p><p>　　[6] WILLIAMS K J，METZLER R，BROWN R A．et a1．The effects of topically applied zinc on the healing of open wounds[J]．Journal of Surgical Research，1979，27：62—67．</p><p>　　[7] AGREN M S．P

74、ercutaneous absorption of zinc from zinc oxide applied topically to intact skin in man[J]．Dermatologica，1990，180：36—39．</p><p>　　[8] 顏卿．必需微量元素與皮膚病[J]．廣東微量元素科學(xué)，2008，15（10）：21．</p><p>　　[9] 張羽萍． 微

75、量元素與人體健康[J]． 江西化工，2005，（1）：73-74．</p><p>　　[10] 李輝芹．生物活性纖維——海絲系列纖維[J]．毛紡科技，2005，（4）：49-51．</p><p>　　[11] 戴信飛．生物活性纖維素纖維[J]．國外紡織技術(shù)，2003，7：3-6．</p><p>　　[12] 秦益民．海絲纖維的生產(chǎn)方法[J]．紡織學(xué)報(bào)，2007

76、，28（10）：22-123．</p><p>　　[13] 丁敏敏．生物活性纖維――海絲纖維系列的開發(fā)及應(yīng)用[J]．現(xiàn)代紡織技術(shù)，2007，2：47．</p><p>　　[14] Hipler U C, Elsner P, Fluhr J W． Antifungal and antibacterial properties of a silver-loaded cellulosic f