细菌感染一直是公共卫生安全的一大威胁,具有自净化和长效抗菌活性的口罩、防护服等个人防护纺织品成为了抵御细菌的第一道屏障,保护易感人群免受细菌侵害。银纳米粒子(AgNPs)因具有优异抗菌活性和低耐药性等优点而广泛应用于抗菌领域。然而,AgNPs极易团聚且易受氧气和紫外辐射等环境因素的影响而导致抗菌耐久性差。木质素是自然界植物源可再生芳香族聚合物,其储量仅次于纤维素。其独特三维网络结构、多酚基团和芳香骨架可赋予材料良好分散性和优异抗紫外氧化性。因此,将木质素与AgNPs进行有效复合,对于开发高效、广谱、安全的新型抗菌剂,构建耐久抗菌性能的纺织防护产品,预防各类病原菌的侵袭具有重要意义。本课题通过化学修饰,调控木质素分子与Ag~+间的静电、螯合等相互作用力,调节AgNPs/木质素复合颗粒的微观结构,增强其尺寸和形貌效应,从而提高AgNPs/木质素复合颗粒的抗菌活性。在此基础上,利用液相喷雾沉积方法,将AgNPs/木质素复合颗粒喷涂到粘胶织物表面,制备优异耐久抗菌性能的涂层粘胶织物。课题采用核磁共振波谱仪(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等手段对木质素衍生物化学结构和溶液聚集行为进行表征。通过动力学和热力学模型研究木质素与Ag~+间的静电、螯合等相互作用力。其次,采取SEM、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等表征手段对复合颗粒组成和结构进行表征,通过二倍稀释法、平板计数法、电子顺磁共振波谱仪(EPR)和SEM等表征手段评估复合颗粒抗菌性能并揭示抗菌机制。最后,利用抑菌圈法评价涂层粘胶织物在物理化学处理后的抗菌耐久性能。主要结论如下:(1)基于亲核取代反应,利用氯乙酸钠对酶解木质素(EHL)进行羧甲基化改性,制备了不同接枝率的羧甲基化木质素(EHL-CM-0.5和EHL-CM-1.5)。EHL-CM-0.5和EHL-CM-1.5的接枝率为0.17 mmol/g和0.53 mmol/g,与EHL相比,Zeta电位提高到63.12 m V,水接触角减小到21.9°。SEM结果显示随着羧酸基团的不断引入,增强了与Ag~+间的相互作用,大量Ag~+插层进入木质素分子之间,使得木质素分子由无序块状逐渐转变为有序层状。同时,吸附动力学和热力学研究表明,木质素衍生物对Ag~+吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型。随着木质素分子中羧酸基团的增加,木质素衍生物对Ag~+吸附量最高可达3058.04 mg/g,吸附速率常数K_c可达3256851。热力学参数ΔG均小于0,ΔH大于0,表明吸附过程为自发性的吸热反应。(2)以EHL-CM-1.5作为还原、稳定和分散剂,通过简单调控木质素初始浓度,制备更多了花状AgNPs/木质素复合颗粒(Ag/EHL-CM-0.05)。TEM结果表明,复合材料中AgNPs粒径为20-40 nm,晶格间距为0.23 nm,均匀分布于片层中。抗菌实验结果显示,花状Ag/EHL-CM-0.05对大肠杆菌和金黄色CD47-mediated endocytosis葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)均为7.8μg/m L,杀菌率达到99.9%,高于现有AgNPs/木质素复合材料的抗菌性能,且与阳离子抗菌剂的性能相当。原子吸收光谱、EPR和SEM测试结果证明,抗菌机理可归因于复合材料释放羟基自由基和Ag~+以及尖锐和不规则Cell Cycle抑制剂边缘花状结构的协同作用。此外,花状Ag/EHL-CM-0.05展现出良好的紫外氧化稳定性,紫外光照10 h后晶型结构无明显变化,对DPPH·自由基的清除效率高达18.06%。最后,将上述抗菌剂负载到粘胶织物上,抗菌实验表明,改性粘胶织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显抑菌圈(2.0 cm)。然而,在摩擦和皂洗处理后,抑菌圈分别平均下降0.16 cm和0.32 cm。(3)为进一步提高粘胶织物的抗菌耐久性,基于静电吸附、物理粘附和离子矿化原理,利用三种典型的生物降解材料(壳聚糖CS、聚乙烯醇PVA和海藻酸钠SA)作为粘合剂,采用液相喷雾沉积方法,以花状Ag/EHL-CM-0.05为抗菌剂,制备了抗菌涂层粘胶织物。SEM和EDS结果表明,抗菌涂层均匀地包覆在粘胶织物纤维表面,花状Ag/EHL-CM-0.05均匀分布在涂层中。织物风格仪测试结果显示涂层粘胶织物依旧保持优异的舒适性。透气性测试结果显示Ag/CS涂层粘胶织物透气性是纯粘胶织物的三倍。抗菌测试表明,Ag/CS涂层粘胶织物的抑菌率可达99.9%,优于Ag/PVA和Ag/SA涂层粘胶织物。摩擦处理后涂层粘胶织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的平均抑菌圈直径增加3.7%和2.6%。然而,皂洗、酸、碱处理后,Ag/CS涂层粘胶织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性分别平均下降13.6%,20.2%,20.8%。随后,选取Ag/CS涂层粘胶织物与戊二醛(GA)交联,进一步提升涂层粘胶织物的抗菌耐久性。结果表明,经皂洗、酸和碱处理后,Ag/CS/GA涂层粘胶织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性分别平均增加7.4%和0.6%。