2020年，新冠肺炎疫情的爆发，使人们意识到细菌、病毒对人类的巨大威胁，对细菌以及病毒的预防成为人们生活中的常态。随之而来，人们对日常使用纺织品的要求也越来越高，高附加值纺织品的生产和研究也成为热点。目前，抗菌剂可以分为无机类、有机类和天然类［1］。无机类抗菌剂杀菌效果好，以无机金属作为抗菌成分的抗菌纺织品成本低，无机金属抗菌剂对细菌的作用将会是永久有效的［2］，且一些特殊的无机抗菌剂对病毒、细菌的抑制能力也较强［3］ ，但毒副作用高。有机抗菌剂是目前在抗菌整理剂中占有领先地位的一类抗菌剂，除了广泛应用于医疗环保领域外，还在废水处理、建筑材料防锈、木材防腐等方面得到了广泛的应用和发展。有机抗菌剂不仅具有良好的抑菌效果，还易于处理加工，而且来源广泛，品种繁多。但有机抗菌剂本身的毒性较高、耐热性差，容易引起微生物的耐药性等缺陷也限制了其应用。天然抗菌剂的有效成分大都是来源于植物和动物体内［4］。其中，甲壳素、壳聚糖就是一种绿色环保的抗菌性能纤维［5⁃7］。安利霞把汉麻提取物整理到几种天然及合成纤维上，赋予织物良好的抗菌性能［8］。田翠芳等人研制的大青叶纤维对金黄色葡萄球菌的抗菌率为93.8%［9］。新乡白鹭化纤集团有限公司研发人员从诺贝尔获奖者屠呦呦提取青蒿素灭杀疟原虫中获取灵感，从青蒿中提取抗菌物质，并将抗菌物质添加到纤维素纤维中，研制出纯天然抗菌纤维（商品名为蒿洁丝）。青蒿改性粘胶纤维使再生纤维素纤维不经后加工具有一定的抗菌性，具有良好的社会效益和经济效益。青蒿改性粘胶纤维作为新型纺织原料，除具有抗菌除臭效果之外，还具有抗病毒和驱蚊功效，广泛应用于保健服饰、家纺、医用以及护理纺织品等领域。为此，我们重点研究了青蒿改性粘胶纤维的形态结构、主要物理性能、染色性能和抗菌性能，并与普通粘胶纤维进行对比，对青蒿改性粘胶纤维纺织品的开发和应用具有借鉴意义。1 试验1.1　试验材料原料规格：普通粘胶133.3 dtex/30 F，青蒿改性粘胶133.3 dtex/30 F。试验所用染化料：B型活性染料，氯化钠，无水碳酸钠，皂片，硅酸钠（均属于分析纯）。1.2　试验方法使用日立TM⁃3000型台式电子显微镜观察青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的表面形貌和横截面。使用TD⁃3700型X射线能谱仪对纤维结晶度进行测定，测试条件为Cu Kα射线，步长λ=1.541 8 Å，扫描范围0°~80°。使用Bruker ALPHA FT⁃IR型分光计测两种纤维的傅里叶变换红外光谱，测量范围为0 cm-1~4 000 cm-1。根据GB/T 6503—2017《化学纤维 回潮率试验方法》测定青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维回潮率。采用ETM101B型万能强力仪以250 mm的测试长度，5 mm/min的拉伸速率，在温度18 ℃、相对湿度35%的环境下测两种纤维试样的机械性能，每个试样测3组，取平均值。采用SP⁃752型紫外可见分光光度计测定染色过程中的吸光度，再根据GB/T 2391—2014《反应染料 固色率的测定》测两种纤维的固色率；采用SET⁃HT⁃45型高压灭菌器对试验的烧杯等进行灭菌，在JY⁃840无菌操作台进行细菌的活化，再使用GHP⁃9050N型隔水恒温培养箱对细菌进行培养，根据GB/T 20944.2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第2部分：吸收法》测青蒿改性粘胶纤维的抗菌性能。2 结果与讨论2.1　纤维形态普通粘胶纤维和青蒿改性粘胶纤维的SEM图如图1和图2所示。图1普通粘胶纤维的SEM图.F1a1（a）纵向.F1a2（b）横截面图2青蒿改性粘胶纤维的SEM图.F2a1（a）纵向.F2a2（b）横截面观察两种纤维的SEM图，可以看到两种纤维的表面都比较光滑，表面有沟槽，这是由于粘胶纤维的湿法纺丝工艺所造成的，这些纵向的沟槽有助于提高纤维的比表面积，利于纤维湿热性能的提升。两种纤维横截面都是不规则腰圆形，直径大小相同，这表明青蒿提取物的加入没有改变纤维的表面形态。2.2　纤维X射线衍射图青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的X射线衍射图如图3所示。.F003图3青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的X射线衍射图由图3可以看出，青蒿改性粘胶纤维与普通粘胶纤维均在12.2°和20.3°处显示出相同的衍射峰，表明青蒿改性粘胶纤维的晶体结构和普通粘胶纤维的结构相似。根据图1和图2可以看出青蒿提取物的加入，破坏了普通粘胶纤维原有的晶胞结构，青蒿改性粘胶纤维结晶度降低，各项力学性能也有所下降。2.3　纤维红外光谱图青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的红外光谱图如图4所示。可以看出，青蒿改性粘胶纤维与普通粘胶纤维的红外吸收光谱十分相似，峰形、峰位一致。在800 cm-1左右的峰是C—O—C面外非对称弯曲振动，而1 300 cm-1左右的峰是由于C—H弯曲振动，1 569 cm-1是由于CH2的对称弯曲振动，在1 878 cm-1有一个强度大的峰，是由于C—O键的存在，而2 300 cm-1的峰是由于C—H的伸缩振动。.F004图4青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的红外光谱图2.4　物理性能对比青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的物理指标对比结果如下。.T001纤维类型普通粘胶青蒿改性粘胶干态断裂强度/（cN·dtex-1）3.591.86湿态断裂强度/（cN·dtex-1）1.310.91回潮率/%10.2210.17干态伸长率/%5.825.65湿态伸长率/%5.854.72青蒿改性粘胶纤维的干态断裂强度和湿态断裂强度低于普通粘胶纤维，这是因为青蒿提取物的加入，破坏了原有的晶胞结构，降低了纤维的结晶度，使得断裂强度都有不同程度的降低。从对比结果还可以看出，青蒿改性粘胶纤维的湿态断裂强度略小于干态断裂强度，而普通粘胶纤维的湿态断裂强度下降明显。这是因为普通粘胶纤维和青蒿改性粘胶纤维的断裂机理都是大分子链的相对滑移，水分子的存在使大分子间的作用力减弱，分子链的滑移相对容易，最终导致纤维湿态断裂强度降低；普通粘胶纤维结构是树轮状、层状构造，层与层之间的空隙较大，结构变得较为疏松，才导致其湿态断裂强度大大下降，而青蒿提取物的加入降低了纤维的膨胀系数，使得湿态断裂强度降低不明显。2.5　染色性能2.5.1　漂白工艺青蒿改性粘胶纤维具有绿色可降解的特点，当纯纺或者与其他纤维混纺深色织物时可以不进行漂白工艺，但用于浅色织物则需要进行漂白工艺，此时，应注意漂白程度，减少漂白工艺对纤维强度的破坏。基于上述原因，本研究采用氧漂工艺对纤维进行漂白［10］，具体漂白工艺：温度90 ℃~100 ℃，pH值10.5~11，渗透剂JFC 1 g/L，稳定剂（硅酸钠）8 g/L，双氧水4 g/L，氢氧化钠1 g/L，浴比10∶1，漂白工艺曲线见图5。.F005图5漂白工艺曲线2.5.2　染色工艺采用活性染料的三原色对青蒿改性粘胶纤维进行染色，测试其染色性能。具体染色工艺：染料浓度2%（owf），氯化钠40 g/L，纯碱10 g/L，浴比1∶50，染色时间60 min。固色阶段：皂片2 g/L，纯碱2 g/L，95 ℃，浴比1∶30，固色时间10 min。染色工艺曲线见图6。.F006图6染色工艺曲线2.5.3　染色性能指标按照图6所示的工艺曲线，根据GB/T 2391—2014测固色率，并计算K/S值，K/S值主要是用来表示织物染色深度，进而表示染色性能的好坏，K/S值的计算公式见式（1）［11］。K/S=（1-P∞）2/（2P∞） （1）式中：K为被测物体的吸收系数，S为被测物体的散射系数，P∞为被测物体为无限厚时的反射率因数。普通粘胶纤维和青蒿改性粘胶纤维的染色性能指标见表1。.T002表1青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的染色性能纤维类型上染率/%固色率/%K/S值活性红活性黄活性蓝活性红活性黄活性蓝活性红活性黄活性蓝普通粘胶75.4578.8357.9044.2448.0725.501.191.881.13青蒿改性粘胶74.5376.7256.0042.2745.8624.041.402.581.69从表1可以看出，与普通粘胶纤维相比，青蒿改性粘胶纤维上染料的上染率和固色率都有小幅度降低，这是因为活性染料与纤维结合发生了反应，生成了共价键，而青蒿提取物的加入减少了青蒿改性粘胶纤维上与活性染料发生共价结合的基团，使得活性染料的上染率、固色率都有所下降。青蒿改性粘胶纤维的K/S值有所升高，这表明青蒿改性粘胶纤维染色后的色泽要比普通粘胶纤维深，染色性能更好。2.6　抗菌性能按照GB/T 20944.2—2007对青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维进行抗菌性能测试，具体步骤：称取0.4 g试样灭菌，分别用移液器取0.2 mL大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的试液进行接种，确保菌液不要黏在瓶壁上，盖紧瓶盖，放在37 ℃的隔水恒温箱中培养20 h，在培养后的各小瓶中加入生理盐水20 mL，盖紧瓶盖摇晃30 s，以10倍稀释法稀释6次，再将试液吸取1 mL放入培养皿中，在隔水恒温培养箱中以37 ℃培养25 h，最后读取出培养皿中不同稀释倍数试液的菌落数，并且根据公式（2）计算抑菌率，计算结果见表2。抑菌率=(Ct-Tt)/Ct×100%（2）式中：Ct是3个对照样接种并培养后测得细菌数的平均值，Tt是3个试样接种并培养后测得细菌数的平均值。.T003表2青蒿改性粘胶纤维和普通粘胶纤维的抑菌率纤维类型抑菌率/%大肠杆菌白色念珠菌金黄色葡萄球菌普通粘胶776565青蒿改性粘胶999199GB/T 20944.2—2007中对抗菌效果的评价规定：当抑菌率大于等于90%时，样品具有抗菌效果；当抑菌率大于等于99%时，样品具有良好的抗菌效果。由表2可以看出，青蒿改性粘胶纤维对3类细菌的抑菌率都高于普通粘胶纤维，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率更是大于99%，说明从青蒿中提取的抗菌物质可以有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，青蒿改性粘胶纤维具有良好的抗菌作用。3 结论青蒿改性粘胶纤维的成功研发，使纤维素纤维不经后加工而具有一定的抗菌性，具有良好的社会和经济效益。青蒿改性粘胶纤维与普通粘胶纤维形貌和组成相似；青蒿改性粘胶纤维结晶度、机械性能、回潮率、上染率和固色率略低于普通粘胶纤维，但K/S值高于普通粘胶纤维。与普通粘胶纤维相比，青蒿改性粘胶纤维具有良好的抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率高达99%以上，对白色念珠菌的抑菌率达到91%。