TEXTILE FINISHING WITH CHITOSAN AND SILVER NANOPARTICLES AGAINST Escherichia coli ATCC 8739

Abstract

The finishing process with the antibacterial agents that protect the environment andhuman health is gaining importance. This study aims 1) to develop new generation antibacterialfinishes using chitosan as a binder for nano-Ag coatings, 2) to determine the applicability ofchitosan from shrimp and crayfish for textile production and 3) to contribute to environmentallyfriendly textile production. Chitosan from shrimp and crayfish wastes were used as adhesive in thebinding of nanoparticles to fabric surfaces. The bonding properties of the nano-Ag particles on thefabric surfaces were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanningelectron microscopy (SEM), and Energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) analysis. Theantibacterial effectiveness of fabrics against Escherichia coli ATCC 8739 were tested according toJIS L 1902-2015 standard. The crayfish and shrimp chitosan formed a colorless film and coated thenano-Ag particles homogeneously on the cotton fabric. Antibacterial activity values werecalculated as 3.10 and 5.74 for crayfish and shrimp chitosan coated cotton fabrics and as 5.37 and5.10 for crayfish and shrimp chitosan+nano Ag coated cotton fabrics, respectively. Chitosan nanoAg coating which exhibited a good antibacterial activity (99.99% reduction) against E. coli ATCC8739 can be used in the manufacture of garments such as medical textiles, baby clothes, andunderwear. The use of chitosan as a binder can reduce the use of chemicals in textile printing andpigment dying in finishing materials, pollutant discharges and emissions from industrial sources.Also, it presents innovative solutions for the protection of human and environmental health.

Özet

Çevreyi ve insan sağlığını koruyan antibakteriyel malzemelerle bitim işlemi son yıllarda önem kazanmaktadır. Bu çalışmanın amacı da 1) kitosanı nano-gümüş (Ag) kaplamalar için bağlayıcı olarak kullanarak yeni nesil antibakteriyel apreler geliştirmek, 2) karides ve kerevitlerden üretilen kitosanın tekstil üretimi için uygulanabilirliğini belirlemek ve 3) çevre dostu tekstil üretimine katkıda bulunmaktır. Çalışmada, karides ve kerevit atıklarından üretilen kitosan, Ag nanopartiküllerinin kumaş yüzeylerine bağlanmasında yapışkan olarak kullanılmıştır. Nano-Ag partiküllerinin kitosan aracılığıyla kumaş yüzeylerine bağlanma özellikleri Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR), Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Enerji dağılımlı x ışını (EDX) analizleri ile incelenmiştir. Kumaşların Escherichia coli ATCC 8739' ye karşı antibakteriyel aktiviteleri JIS L 1902-2015 standardına göre test edilmiştir. Çalışmanın sonuçları kerevit ve karides kitosanlarının renksiz bir film oluşturduğunu ve Ag nanoparçacıklarını pamuklu kumaş üzerine homojen bir şekilde kapladığını göstermiştir. Kerevit kitosanı ve karides kitosanı ile kaplı pamuklu kumaşların antibakteriyel aktivite değerleri sırasıyla, 3,10 ve 5,74 olarak hesaplanırken, kerevit kitosanı+nano-Ag ve karides kitosanı+nano-Ag ile kaplanmış pamuklu kumaşların antibakteriyel aktivite değerleri sırasıyla 5,37 ve 5,10 olarak bulundu. E. coli ATCC 8739' ye karşı iyi bir antibakteriyel aktivite sergileyen (% 99,99 azalma) kitosan+nano-Ag kaplamalar, tıbbi tekstiller, bebek kıyafetleri ve iç çamaşırları gibi giysilerin imalatında kullanılabilir. Binder olarak kitosanın kullanılması, tekstil baskısında, pigment boyamada, terbiye maddelerinde, kirletici deşarjlarında ve endüstriyel kaynaklı emisyonlarda kimyasalların kullanımını azaltabilir. Ayrıca, insan ve çevre sağlığının korunmasına yönelik yenilikçi çözümler sunar.