织物印染后整理用的抗菌剂
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纳米银抗菌整理剂SILV9700Anti-bacterial and Anti-odor Finishing Agent产品用途纳米技术出现,使银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃:纳米银是利用前沿纳米技术将银纳米化,在发挥银的抗菌功效的同时,由于颗粒极微小,表面积较大,具有超强的活性及更强的组织渗透性,其杀菌作用是普通银的数百倍。
纳米银杀菌的机理是:Ag+直接进入菌体与氧代谢酶(-SH)结合,使菌体窒息而死;能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应,产生可塑性化合物,组织病菌活动,杀死病菌;Ag+可以和病原体的DNA结合而导致细菌DNA结构变异,抑制了DNA复制,导致细菌失去了活力。
这种独特的作用机制,可杀死与其接触的大多数细菌、霉菌、孢子等有害微生物。
这些有害微生物举例如下:革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌霉菌和酵母菌 MRSA 大肠杆菌白色念珠菌枯草杆菌肺炎杆菌絮状表皮癣菌金黄色葡萄球菌绿脓杆菌黑曲霉菌[Use]The anti-bacterial and anti-odor finishing agent H9000 is suitable for finishing cotton, and their blended fabrics, such as clothes, underwear, sheet and etc.The anti-bacteria and anti-odor finishing agent H9000 is non-dissolution agent, which durable resistant to wash and safe. The agent has highly efficient and extensive for bacteria, mould property, and keep the fabric clean to prevent the bacteria to grow again. H9000 can unit the fiber, so it is resistant to washing .It can destroy the cell wall and change permeability of cell membrane. The cytoplasts in the cell dropped out, and the result is that bacterium was killed. (In commercial, it is also called physical anti-bacteria or positive electricity field anti-bacteria.)All over the world, many authorized units prove: fiber treated by H9000 has excellent in anti-bacterial, anti-odor and anti-mould. It is non-toxic to the human body andnon-stimulation to the skin and formaldehyde-free. Furthermore, the fabric can provide prevention and cure of ringworm of the foot, eczema, odor from sweat, foot odor, and skin itches. H9000 is accord with American standard AATCC 100and Japanese standard JISL1902-2002. Anti-bacteria and anti-odor finishing agent H9000 has highly efficient and extensive for anti G+ or G-.基本性状组分 Ag+外观淡黄色澄清液体PH 值 6.0~7.0闪点﹥100℃密度(20℃) 1.02~1.05g/cm3离子性阳离子溶解性溶解于水相容性与阳离子、非离子产品有良好的相容稳定性,在实际大生产前须根据具体的配方进行试验牢度优异的耐洗牢度,及干洗,熨烫和汗渍牢度毒性、环保无毒、对人体安全。
收稿日期:2002-09-11作者简介:谢光银(1965-),男,副教授,主要从事纺织品设计、检测和纺织材料的科研与教学工作。
纺织品的功能整理及功能整理剂谢光银,张 辉,沈兰萍,尉 霞(西安工程科技学院,陕西西安 710048)摘 要:对功能整理的特点、要求和方法,以及部分功能整理剂的使用特性作了简要介绍。
关键词:纺织品;功能整理;整理剂中图分类号:TS19516 文献标识码:A 文章编号:1008-0643(2003)02-0054-041 纺织品功能整理的要求和方法纺织品的功能整理是为了满足纺织品的某些特殊使用要求而赋予纺织物优良的使用、安全、外观等性能的特殊整理加工方法。
多功能整理剂则是随化学、生物医学、高分子复合材料学、光化学、热力学、电学、生态学等多学科技术的发展而发展起来的一类功能整理剂。
由于纺织品的功能整理是针对纺织品某些特定的性能的,因而目的性强,效果好,产品的附加值也高。
纺织品经功能性整理后,其使用目的和范围明确,也深受消费者欢迎。
功能性纺织品的应用范围较为广泛,如用作生物医学的组织和器官;用于预防医学的抗菌防病,保健美容的理疗塑身;特种行业的阻燃,防静电,高低温防护;家居环境改善,吸尘防噪,妇幼生理卫生,杀螨防污,拒油拒水,各类射线防护等等。
并且,从发展来看,功能性纺织品的整理内容和应用范围还在不断扩大,正逐渐渗透到普通产品的生产与整理过程中。
111 功能整理的要求11111 具有良好的环保特性功能性纺织品的生产不能对生态环境造成影响。
有害物溢出,有害气体和污水的排放,会直接造成土壤与地下水污染,造成自然生态环境的恶化和生物种群失调或消灭。
这些都是世界环境保护组织和各国政府所不允许的。
对各类化学助剂不但要研究其近期生态影响力,还要研究其长效生态影响力,确保其永久的安全性。
因此,在功能性纺织品整理过程中,应尽量采用生物可降解助剂,以确保环境安全。
11112 生产操作的安全性在生产过程中应尽量避免特殊操作,防止给操作人员造成显性或隐性的生理和心理伤害。
抗菌整理剂ATB9800适用于处理与皮肤直接接触的纤维素纤维、蛋白质纤维及含有胺基纤维的纺织品,如棉、毛、丝、麻、腈纶等织物。
是一种具有良好安全性的非溶出型持久抗菌整理剂。
它可以高效完全去除织物上的葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌和霉菌,并能防止细菌再生和繁殖,从而防止运动装、内衣、袜子、鞋衬里、毛巾、地毯、过滤材料、装饰用布、家纺用纺织品等的霉变和臭味。
SGS、Intertek等全球多家权威检测机构一致证明: ATB9800符合美国AATCC100标准及日本JIS L 1902-2002标准等。
赫特公司提供世界著名的HERST吊牌,并免费提供织物抗菌性能测试。
韩笑纺织品卫生整理实际应用探讨山东纺织科学研究所刘学提要本文介绍了新近研究开发的、有机硅季胺盐类整理剂STU-AMlO1的主要性能及特点。
对其整理工艺和抗菌效果进行了探讨。
提出了其他类型卫生整理剂并不具有的加工质量简易检测方法,并对卫生整理的健康发展,提出了看法。
一、前言近年来,纺织品卫生整理(又称抗菌防臭整理或抗微生物整理)在国内引起重视,并取得了比较迅速的发展。
截止八六年底,上海、江苏、河北、山东及北京等地都推出了自己的产品,受到了消费者的关注。
可以赋予纺织品抗菌防臭(或抗微生物)性能的化学制剂品种很多,大体可分为以下几类,1、有机重金属化合物,如β-羟基喹啉酮、二甲基苯基锡乙酸酯、苯基二辛汞、三丁基醋酸铅和烷酸锌等2、一些染料及助剂,如;三苯甲烷类染料、TMM-THPC等3、一些有机钛、有机铝、有机锆化合物与四环素等抗生素合用4、芳香族卤素化合物类,如;α-溴代肉桂醛、2,4,4'-三氯-2'羟基二苯醚、5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯酚等5、有机硅季胺盐类化合物,如;日本信越化学公司的Polon MF5O,美国道康宁公司的DC-5700等[1][2][3][4][5][6]。
但是,虽然一些化学制剂可使纺织品具有抗微生物的性能。
纺织品负离子整理剂纺织品负离子整理剂概述纺织品负离子整理剂是一种专门用于提高纺织品负离子释放能力的化学整理剂。
负离子是一种带负电荷的空气离子,具有天然的净化、除臭、杀菌等作用,被广泛应用于纺织品的加工中。
本文将重点介绍纺织品负离子整理剂的主要成分及其作用。
一、负离子发生剂负离子发生剂是纺织品负离子整理剂的核心成分,主要通过特定的化学反应产生负离子。
这些反应可以在纤维表面进行,从而提高纺织品的负离子释放能力。
常见的负离子发生剂包括金属氧化物、硅酸盐等。
二、负离子稳定剂负离子稳定剂的作用是提高负离子的稳定性,防止其在加工和使用过程中迅速失去活性。
常见的负离子稳定剂包括络合剂、抗氧化剂等。
三、织物表面处理剂织物表面处理剂用于改善纺织品表面的润湿性、平滑性和粘附性,从而提高负离子整理剂在织物表面的附着力和均匀性。
常见的织物表面处理剂包括有机硅、丙烯酸酯等。
四、黏合剂黏合剂的主要作用是将负离子整理剂与纺织品紧密结合,提高整理效果的持久性。
常用的黏合剂包括聚合物乳液、水性聚氨酯等。
五、抗氧化剂抗氧化剂的作用是减缓纺织品在加工和使用过程中的氧化老化过程,从而提高其耐久性。
常见的抗氧化剂包括维生素E、硫代酯等。
六、柔软剂柔软剂可以使整理后的纺织品更加柔软、光滑,提高使用舒适度。
常用的柔软剂包括有机硅柔软剂、聚酯柔软剂等。
七、抗菌剂抗菌剂的作用是抑制纺织品上细菌的生长和繁殖,从而保持其清洁卫生。
常见的抗菌剂包括银离子、苯酚类化合物等。
总之,纺织品负离子整理剂是一种多组分的复合整理剂,各组分之间相互协同作用,共同提高纺织品的负离子释放能力。
通过合理选择和搭配各组分,可以获得性能优异的纺织品负离子整理效果,为人们的健康和生活质量提供保障。
纳米银在织物后整理中的应用徐国荣i李从举2・1北京服装学院材料科学与工程学院,100029,北京;2北京市服装材料研究开发与评价®点实验室,100029,北京:【摘要】介绍了纳米银在织物后整理中的应用,主要是在织物抗菌性方面的应用。
简要介绍了纳米银的抗菌作用机理。
介绍了近几年国内在研究纳米银抗菌性方面的主要成果。
并结合其它纳米材料的研究进展方向和国内外研究纳米银的方向对纳米银往后的发展做了一些展【关键词】纳米银抗菌性后整理银的杀菌作用很早就己经被人们了解并应用了。
而进入21世纪后,纳米技术的发展更是便银离子的杀菌性能得到了更广泛的应用。
纳米银,是利用前沿纳米技术将银纳米化,纳米技术出现,使银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃,极少的纳米银町产生强人的杀繭作用,可在数分钟内杀死650多种细菌,广谱杀繭且无任何的时药性,能够促进伤II的愈合、细胞的生长及受损细胞的修a,无任何毒性反应.对皮肤也未发现任何刺激反应,这给广泛应用纳米银來抗菌开辟了广阔的前景。
纳米银已经广泛应用于材料、电子、化工等多个产业。
纳米银在E卩染后整理中的应用近年也得到了非常广发的研究和进展。
各种纳米银后整理剂也纷纷进入市场。
1纳米银的抗菌作用机理:目前研究发现,纳米银的抗菌作用主要通过以下机制来发挥3:(1)纳米银通过抑制多种细胞膜上酶的活性,并与供电子体反应,尤其是能和含有毓基的供电子体反应。
转运Na+的还原型辅酶(NADH)即氧化还原型辅酶Q被认为是纳米银最主要的靶蛋白,低浓度的纳米银就可抑制嗜緘性杆菌膜泡中能量依赖的氧化还原形辅酶Q(NQR) 转运离子的活性,同时还能阻碍溶鴻弧菌纯化氧化还桑型辅酶Q的能力。
从而提示,纳米银能与氧化还原型辅酶Q特异性的结合是低浓度纳米银杀菌作用的主要机理。
基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划资助(NCET-05-0204);国家自然科学基金项目(50503001);北京市市属市管髙等学校人才强校计划项目资助(2)另有学者则认为,在霍乱弧菌、溶藻弧菌中氧化还原型辅酶Q并非是该类细菌生存必需的,在培养基中加入了 1.25 U M的AgN03后,该两菌种却能被完全的杀灭。
甲壳素又称甲克质、几丁质,是重要的天然抗菌整理剂之一。
它来自天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等动物的客体。
当甲壳素脱乙酰度达到55%时,则成为甲壳素最重要的抗菌衍生物壳聚糖。
甲壳素整理剂SAL6680是以壳聚糖、活性添加剂为主要成分,是安全性很高的集保湿、美肤、抗菌为一体的整理剂。
它具有良好的粘合性、生物相容性、生物降解性、无毒性及特殊的吸附性。
适用于各种纤维织物,包括棉、毛等天然纤维和聚酯、尼龙、粘胶等化学纤维纺织品,经其处理后的织物具有优良的耐洗性。
SGS、Intertek 等全球多家权威检测机构一致证明: SAL6680的抗菌性能符合美国AATCC100标准及日本JIS L 1902-2002标准等。
韩笑壳聚糖衍生物抗菌剂的应用王阳(西安工程大学,陕西西安710048)摘要:概述了纺织品抗菌防臭整理的重要性,介绍了抗菌整理剂的种类,重点阐述了改性壳聚糖的抗菌防臭整理剂的应用工艺,采用日本JIS标准测试证明Herst ATB抗菌整理纺织品具有高效、耐久的抗菌防臭效果,并且Herst ATB成本低廉,安全环保,适合于工业化生产。
关键词:甲壳素;抗菌防臭整理剂;抗菌纺织品;抗菌整理工艺The application of chitosan antibacterial agentAbstract: This paper covers the development and the important of antibacterial finishing, as well as the kinds of antibacterial agent, mainly the finishing method by chitosan. Based on American standard JIS, result show that cotton fabric treated with Herst ATB has not only the excellent antibacterial effect, durable to washing, but also safe to body and environmental friendly. It is suitable for manufactory.Key words: chitosan; antibacterial agent; antibacterial textile; antibacterial finishing1前言随着人们卫生保健意识的增强,特别是安全、舒适、健康、清洁、环保等“绿色”观念的形成,对于纺织品要求越来越高,使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视。
纺织用抗菌剂的种类、特性及使用方法纺织用抗菌剂可分为天然、有机和无机三大类。
每类抗菌剂各有其优缺点,有机类抗菌剂效果好,品种多,是目前使用最为广泛的一类抗菌剂,但存在耐高温稳定性差等问题,难以用于合成纤维纺丝工艺;天然类抗菌剂通常具有良好的安全性,但其应用范围窄,多数严重影响织物的色光;无机抗菌剂耐热性好,但用于纺织品后整理难以获得耐久的效果,并且大部分品种存在重金属的毒性问题。
1·1 有机抗菌整理剂有机类抗菌整理剂可以分为两大类,即溶出型与非溶出型。
溶出型抗菌整理剂与织物不是以化学方式相结合,因此能通过与水接触被带走,这类抗菌整理常剂主要用于用即弃类纺织品(一次性纺织品)上。
常见的溶出型抗菌剂主要有:醛类、酚类、醇类、某些表面活性剂(如季铵盐类)、有机杂环化合物(如吡唑类、嘧啶类、吡咯类)、有机金属化合物(如有机汞化合物、有机铜化合物、有机锌化合物、有机铅化合物、有机锡化合物以及一些其他有机金属化合物)等。
由于这类抗菌剂一经洗涤便会脱落,所以并不能用于需要多次洗涤、效果持久的纺织品。
非溶出型抗菌整理剂能与织物以化学键结合这种整理剂处理过的织物对于穿着和反复洗涤具有耐久性。
其方法是在纤维上接枝或聚合抗菌剂或在纺丝原液中混入抗菌剂,以达到控制释放活性物质从而获得耐久性的目的。
非溶出型抗菌剂与纤维通过牢固的化学键结合,一方面使药剂不能进入微生物的细胞内,对细胞核(遗传因子)没有影响,不会出现耐药菌;另一方面,抗菌剂还不会被人体的分泌物吸收而进入人体内,对人体和环境具有很高的安全性。
所以除了某些特定用途,非溶出型已经全面取代了溶出型抗菌整理剂。
常用的非溶出型抗菌整理剂主要有:有机硅季铵盐类、二苯醚类、有机氮类、硝基呋喃类、双胍类、氯苯咪唑类等。
1·2 无机抗菌整理剂无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物及其与无机载体的复合体。
它具有耐热加工性好的优点,可广泛用于塑料、合成纤维、建材、造纸等行业。
纺织品抗菌性能测试方法及标准抗菌纺织品的最重要的性能指标是抗菌性。
测试抗菌性时,要求培养基浓度、温湿度、pH 值及试验时间与穿衣条件相一致,实验仪器应为微生物实验常用仪器,且对任何形状的纺织材料都能测试[1]。
抗菌性的测试方法中,发展较早的是日本和美国,最有代表性且应用较广的是美国的AATCC试验法100和日本的工业标准。
国内使用较多的评价方法一般都是参照AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists,美国纺织染色家和化学家协会)标准[2]和日本JAFET(日本纤维制品新功能协议会)批准的"SEK"标志认证标准的方法[3]。
我国于1992年颁布了纺织行业标准FZ/T01021-1992《织物抗菌性能试验方法》[4],1996年颁布了国家标准GB15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》[5]。
但是抗菌性能评价的方法和标准还远末作到系统、统一、规范,尤其是抗菌纺织品的性能评价和产品规范在我国还有许多问题不明确,只能做到简单的定性检测。
鉴于当前我国对抗菌纺织品的全面评价还不能适应国内生产和对外贸易的需要,本文对目前世界上使用较多的抗菌测试方法及标准进行了对比,1 测试菌种的选择微生物(microorganism)是存在于自然界的一群体形细小、结构简单、肉眼无法直接看到,必须借助显微镜等设备才能观察到的微小生物。
绝大多数的微生物对人类和动植物是无害的,甚至是有益和必需的。
但是也有小部分的微生物可以引起人类和动植物的病害[6]。
因而人们在进行抗菌性能的评价中,菌种的选择必须具有科学性和代表性。
表1列出的菌种是在自然界和人体皮肤及粘膜上分布最为广泛的。
测试的菌种[7]包括细菌和真菌。
在细菌中主要用革兰氏阳性菌(金黄色葡葡球菌、巨大芽胞杆菌、枯草杆菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌、荧光假单胞杆菌);在真菌中主要用霉菌(黑曲霉、黄曲霉、变色曲霉、桔青霉、绿色木霉、球毛壳霉、宛氏拟青霉、腊叶芽枝霉)和癣菌(石膏样毛癣菌、红色癣菌、紫色癣菌、铁锈色小抱子菌、袍子丝菌、白色念珠菌)。
纺织用抗菌剂的种类、特性及使用方法纺织用抗菌剂可分为天然、有机和无机三大类。
每类抗菌剂各有其优缺点,有机类抗菌剂效果好,品种多,是目前使用最为广泛的一类抗菌剂,但存在耐高温稳定性差等问题,难以用于合成纤维纺丝工艺;天然类抗菌剂通常具有良好的安全性,但其应用范围窄,多数严重影响织物的色光;无机抗菌剂耐热性好,但用于纺织品后整理难以获得耐久的效果,并且大部分品种存在重金属的毒性问题。
1·1 有机抗菌整理剂有机类抗菌整理剂可以分为两大类,即溶出型与非溶出型。
溶出型抗菌整理剂与织物不是以化学方式相结合,因此能通过与水接触被带走,这类抗菌整理常剂主要用于用即弃类纺织品(一次性纺织品)上。
常见的溶出型抗菌剂主要有:醛类、酚类、醇类、某些表面活性剂(如季铵盐类)、有机杂环化合物(如吡唑类、嘧啶类、吡咯类)、有机金属化合物(如有机汞化合物、有机铜化合物、有机锌化合物、有机铅化合物、有机锡化合物以及一些其他有机金属化合物)等。
由于这类抗菌剂一经洗涤便会脱落,所以并不能用于需要多次洗涤、效果持久的纺织品。
非溶出型抗菌整理剂能与织物以化学键结合这种整理剂处理过的织物对于穿着和反复洗涤具有耐久性。
其方法是在纤维上接枝或聚合抗菌剂或在纺丝原液中混入抗菌剂,以达到控制释放活性物质从而获得耐久性的目的。
非溶出型抗菌剂与纤维通过牢固的化学键结合,一方面使药剂不能进入微生物的细胞内,对细胞核(遗传因子)没有影响,不会出现耐药菌;另一方面,抗菌剂还不会被人体的分泌物吸收而进入人体内,对人体和环境具有很高的安全性。
所以除了某些特定用途,非溶出型已经全面取代了溶出型抗菌整理剂。
常用的非溶出型抗菌整理剂主要有:有机硅季铵盐类、二苯醚类、有机氮类、硝基呋喃类、双胍类、氯苯咪唑类等。
1·2 无机抗菌整理剂无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物及其与无机载体的复合体。
它具有耐热加工性好的优点,可广泛用于塑料、合成纤维、建材、造纸等行业。
纺织抗菌剂安全操作及保养规程纺织品是殖民菌繁殖的温床,因此纺织品抗菌处理已成为生产厂家和消费者的普遍关注和需求。
而纺织抗菌剂是用于织物加工过程中的一种化学品。
如果在使用和保养时不注意细节,可能会对人体和环境造成危害。
本文介绍纺织抗菌剂的安全操作及保养规程,希望引起大家的重视和注意。
1. 纺织抗菌剂的分类及特点根据纺织原料、织物种类及使用要求不同,纺织抗菌剂可以分为多种类型,如离子型抗菌剂、非离子型抗菌剂、金属离子抗菌剂等。
常用的纺织抗菌剂有以下几种:1.1 银离子抗菌剂银离子抗菌剂是目前应用最广泛的一种杀菌剂。
其特点是广谱、快速、持久,并且对环境无污染。
1.2 生物酶抗菌剂生物酶抗菌剂是一种生物技术抗菌剂,具有杀菌、灭菌、除臭、除味等多种功能。
1.3 醋酸类抗菌剂醋酸类抗菌剂是一种低毒、高效的抗菌剂,常用于棉、麻、毛、丝等纤维素纺织品和各种化纤及其混纺物的防菌加工。
1.4 多酚类抗菌剂多酚类抗菌剂是一种天然抗菌剂,其主要成分为酚类物质。
它不仅可以杀死各种细菌、真菌、病毒等微生物,还可以活化人体细胞,具有保健作用。
2. 纺织抗菌剂的安全操作在使用纺织抗菌剂时,需要注意一些安全操作,以避免对人体和环境造成危害。
2.1 佩戴防护用品在使用纺织抗菌剂时,应佩戴防护用品,如手套、口罩,以避免化学品直接接触皮肤和呼吸道。
2.2 防止误食纺织抗菌剂有些是有毒的,要放在儿童无法触及的地方,以防止误食。
2.3 不要与其他化学物品混合使用纺织抗菌剂与其他化学物品混合使用可能会产生反应,释放出有害气体。
因此,不要将其与其他化学物品混合使用。
2.4 不要与食品同放纺织抗菌剂有些成分可能对食品造成污染,因此,在存放时应与食品分开放置。
2.5 定期检查存放环境纺织抗菌剂应存放在干燥、通风、阴凉处,远离火源和高温。
建议定期检查存放环境,如发现腐蚀或泄露要及时处理。
3. 纺织品抗菌剂的保养纺织抗菌剂不仅要注意安全操作,还要注意保养,以保证其杀菌效果和使用寿命。
天津工业大学 李辉芹 巩继贤1 前言在纤维的各种功能性整理中,近年来抗菌防臭加工发展很快。
目前使用的抗菌剂大体可分为无机、有机和天然抗菌剂三大类。
无机抗菌剂主要有银沸石、银硅胶、银活性炭等。
有机抗菌剂有季铵盐、胍类、有机金属化合物等。
天然抗菌剂中属动物类的主要有甲壳质和壳聚糖,属植物类的有桧柏、艾蒿、芦荟等。
目前生产中应用得多是无机和有机类抗菌剂,天然抗菌剂的研究尚处于起步阶段。
2 植物类天然抗菌剂2.1 桧柏油桧柏油可由桧柏蒸馏而得,为浅黄色油状物,由2种组份组成,即作为香精原精的倍半萜烯类化合物的中性油和具有抗菌活性的酚类酸性油。
酸性油中含桧醇(或称日柏醇),中性油主要成分为斧柏烯。
桧柏油的抗菌机理是分子结构上有2个可供配位络合的氧原子,它与微生物体内蛋白质作用使之变性。
它抗菌面广,尤其对真菌有较强的杀灭效果,其急性毒性LD50为1 119 mg/kg(小鼠口服),皮肤刺激性为准阴性。
日本三木理研工业的Nonbol OH Retine和Union化学工业的UNIKA MCAS-25均是由桧柏油微胶囊制成的抗菌织物。
2.2 艾蒿艾蒿为一种菊科多年生草本植物。
在端午节悬挂艾蒿以驱虫防病为我国传统习俗。
艾蒿的气味有稳定情绪、松弛身心的镇定作用。
艾蒿的主要成有1,8-氨树脑,α-守酮、乙酰胆碱、胆碱等,它们具有抗菌消炎、抗过敏和促进血液循环的作用(表1)。
日本Unitika公司的产品Evercare就是由艾提取物吸附在多孔的微胶囊状无机物中制得的。
日本还有以艾染色的布,用以制作患变异反应性皮炎患者的睡衣和内衣。
2.3 芦荟芦荟为百合科植物,有300多种,它大致可以分为药用和观赏2种,如向阳芦荟、页岩芦荟和针舌芦荟等。
有药效成分的芦荟,已应用于医药、化妆品和保健食品。
芦荟的药效成分主要包括多糖类成分和酚类成分2种。
其中起主要作用的芦荟素具有抗菌消炎和抗过敏等作用(表2)。
近年来,芦荟提取物作为抗菌剂刚开始用于织物。
抗菌整理剂在提高纺织品功能性中的应用文/广东顺德淦亿纺织科技有限公司纺织品服装功能性和艺术性随着科技的发展及生活水平的提高其要求也随即提高,纺织品服装、鞋袜、家纺等与身体密切接触,其卫生安全也时刻影响着人们的健康。
服装不光要美观,更需要健康安全,抗菌除螨等更多功能性助剂在纺织服装及家纺、日用品中发挥着更重要的作用。
如何通过使用功能性助剂来提升纺织品的附加值也是印染行业面对的实际问题,靠低成本竞争的方式已经跟不上时代的步伐了。
本文重点介绍几种抗菌剂在纺织品加工中的应用。
日常生活中不可避免的要接触到各种各样的细菌、真菌等微生物,这些微生物在合适的外界条件下,会迅速繁殖,并通过接触等方式传播疾病,影响人们的身体健康和正常的工作、学习和生活。
纤维属于多孔性材料,叠加编织后又会形成无数空隙的多层体,因此织物较容易吸附菌类。
抗菌整理就是使织物具有抑制菌类生长的功能,维持卫生的衣着生活环境,保证人体健康。
老龄社会的到来,卧床老人和在家疗养者逐渐增多,防止褥疮的老人护理用品的需求也呈增加的趋势。
使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视。
抗菌剂在纺织品中应用领域非常广泛:如家纺中窗帘、被单、日用毛巾、鞋袜、浴巾、酒店用品、因幼儿服饰、餐厅用品等,抗菌剂在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
为什么要“防霉抗菌”?微生物和人们的日常生活有着十分密切的关系,致病微生物会对人们的健康产生巨大的危害,如日本的由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌导致的医院内交叉感染和由病原性大肠杆菌导致的食物中毒事件、英国的“疯牛病”和“口蹄役”、美国的“碳疽病”和2003年我国出现的严重呼吸道感染疾病“SARS”及其后的禽流感,近期流行的新冠肺炎等,这些传染病都和病原微生物有直接的关系,因此人们开始研究怎么隔离、抑制、消灭这些致病微生物的方法,抗菌加工的技术就应运而生了。
图1 图2纺织品抗菌的必要性纺织品中常见的霉菌种类有黑曲霉、青霉类型、球毛壳霉、绿色木霉等;常见的细菌种类有:金黄色葡萄球菌、克雷伯氏肺炎菌、大肠杆菌(见图1)、螺旋杆菌(见图2)、白色念珠菌等,这些霉菌细菌无孔不入、无处不在,只要有合适的环境,它就会大量地繁殖,这对我们的生活和健康造成严重的影响。
银离子纺织整理助剂
银离子纺织整理助剂是一种添加剂,用于纺织品的整理和处理过程中,可以起到抗菌、防臭、防菌和抗菌的作用。
它通常通过将银离子嵌入到纺织品的纤维结构中,从而改善纺织品的功能性能。
银离子纺织整理助剂具有很高的抗菌效果,可以杀灭细菌、真菌和病毒,有效减少纺织品上的细菌滋生,从而降低纺织品对人体的感染风险。
此外,银离子还具有较长的持久性,可以在多次清洗后仍保持抗菌效果。
除了抗菌功能,银离子纺织整理助剂还可以起到防臭作用。
由于银离子可以杀灭细菌,因此可以减少细菌在纺织品上的繁殖,从而降低纺织品产生异味的可能性。
另外,银离子纺织整理助剂还具有抗菌和防菌功能。
它可以抑制真菌和细菌的生长,从而减少纺织品上的霉菌和致病菌的滋生,提高纺织品的卫生性能。
总之,银离子纺织整理助剂是一种功能性添加剂,可以为纺织品提供抗菌、防臭和防菌的功能,提高纺织品的品质和卫生性能。
壳聚糖——天然抗菌整理剂摘要纺织品的抗菌性是由织物上抗菌剂的抗菌性能来体现的。
不同的抗菌剂又有着不同的抗菌性能。
因此,了解抗菌剂的分类以及抗菌剂的抗菌机理有着重要的意义。
而在各种抗菌剂中,天然抗菌剂又有其独特的优点。
本文共分为两部分,第一部分介绍了抗菌剂的分类以及各类抗菌剂的抗菌机理和各类典型的抗菌剂。
第二部分则以天然抗菌剂壳聚糖为例,着重介绍了壳聚糖的性质、抗菌机理、抗菌性的影响因素以及壳聚糖抗菌剂在纺织品中的应用。
最后是个人对壳聚糖抗菌性未来应用的思索和展望。
关键词:抗菌剂、抗菌剂分类、壳聚糖、壳聚糖抗菌性前言在日常生活中,人们不可避免地会接触到各种各样的微生物,这些微生物在适宜的环境下会迅速地生长繁殖、传播疾病、污染环境、影响人们的身心健康,因此抗菌卫生纺织品不仅为医院、军队所需要,还更广泛地被用于无纺布、内衣、鞋袜、毛巾、床上用品和装饰布等日用纺织品。
例如,医院病房中MRSA(耐青霉素金黄色葡萄球菌)很容易通过床单、病员服、手术服等医疗用纺织品传染,而且一旦被感染就很难治愈。
微生物还会对人体的皮肤产生各种刺激,诱发各种皮肤病,如湿疹、皮炎、褥疮、脚癣等。
随着社会的发展,人们对抗菌功能服装越来越青睐,对其要求也越来越高,抗菌剂不仅要高效、安全,而且还要对环境友好,高效、耐久及安全的抗菌剂开发日益受到重视。
因此,进行纺织品的抗菌整理研究就很有意义[1]。
理想的抗菌整理及其工艺应该满足以下条件:无毒,不引起皮肤过敏或不适;不影响纺织品性能或外观;能与常规加工工艺相容且耐多次水洗,整理工艺必须对环境友好,整理后仍保持整理剂的内在功能,整理过的产品具有耐久性并保留织物所需要的功能及服用性能。
即在赋予纺织品抗菌功能的同时,要考虑对人体的安全性和工艺过程的环保性。
壳聚糖作为一种天然抗菌剂,壳聚糖及其衍生物的抗菌性能在纺织、食品、日用化妆品、农业和生物医药等方面已得到了很广泛的应用,其作用也很显著。
在纺织上的应用主要是对纤维和织物进行整理加工,处理后的织物抗菌作用明显,抗菌率接近100%,同时提高了织物的吸湿、透湿、防皱、防缩、染色等性能,并且,织物经过多次洗涤后,抗菌率仍可达80%以上[2]。
第31卷㊀第3期2023年5月现代纺织技术Advanced Textile TechnologyVol.31,No.3May.2023DOI :10.19398∕j.att.202210015纺织品常用的抗菌整理剂的应用综述陆嘉渔1,蔡国强2,3,高宗春4,宋江晓1,张㊀艳1,3,戚栋明1,3(1.浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州㊀310018;2.纳爱斯浙江科技有限公司,杭州㊀310051;3.浙江省绿色清洁技术及洗涤用品重点实验室,浙江丽水㊀323000;4.浙江传化智联股份有限公司,杭州㊀311217)㊀㊀摘㊀要:近年来,由于新型冠状病毒㊁甲流等多种传染病频发,抑制和切断病菌的传播成为人们密切关注的焦点㊂纺织品在使用过程中能够为病菌的生长和繁殖提供有利环境,对人类健康产生极大的影响㊂提升纺织品的抗菌性能是切断或减缓病菌传播的重要手段,因此抗菌纺织品的研究和应用得到了广泛关注㊂对纺织品进行抗菌整理是开发抗菌纺织品的常用方法,本文总结了纺织品抗菌整理常用的无机抗菌剂㊁有机抗菌剂及天然抗菌剂等三类抗菌剂的抗菌作用机理㊁优缺点以及应用,并对每种抗菌材料的抗菌效果进行了评价㊂也介绍了纺织品抗菌整理常用的原纤维法和后整理法等两种方法,并总结了纺织品抗菌评价的主要测试手段㊂最后,本文对纺织品上抗菌整理剂的发展趋势进行展望㊂关键词:纺织品;抗菌整理剂;抗菌机理;抗菌整理;抗菌测试中图分类号:TS101.8㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1009-265X(2023)03-0251-12收稿日期:20221011㊀网络出版日期:20230106基金项目:浙江省重点研发计划项目(2022C01174);浙江省自然科学基金项目(LQ22E030007);浙江理工大学科研启动项目(2020YBZX24,20202291-Y)作者简介:陆嘉渔(1999 ),女,浙江湖州人,硕士研究生,主要从事功能纺织品开发方面的研究㊂通信作者:张艳,E-mail:zy52360@㊀㊀纺织品主要涉及服用㊁装饰和产业用三大类型,广泛应用于医疗㊁卫生㊁防护㊁交通㊁建筑等诸多领域㊂常用的纺织品一般是由天然纤维和合成纤维组成,天然纤维中的纤维素和蛋白质组分可以为微生物生长提供营养物质,且存在大量的非晶结构,具有良好的亲水性,利于微生物的滋生和扩散[1];合成纤维通常是通过聚合制备而成的聚合物,如锦纶,腈纶等,微生物可以通过降解这些聚合物转化为自己生存必需的营养物质,形成菌落㊂微生物生命活动代谢会产生酶,酶会导致纤维中的聚合物键的水解,从而引发纺织品的霉变㊁虫蛀㊁力学性能损伤等㊂纺织品的重复使用,使其成为致病微生物的载体和某些传染病的重要传播途径㊂近年来,由于各类传染病频发,人们对纺织品的抗菌需求急剧增加,对纺织品进行抗菌整理非常必要㊂抗菌剂对微生物的有效性㊁纺织加工的适用性㊁耐用性以及良好的安全性和环境特性都是需要考虑的因素[2]㊂纺织品上常用的抗菌整理剂根据其成分组成和抗菌原理,大致分为无机抗菌剂㊁有机抗菌剂和天然抗菌剂三类[3]㊂本文针对纺织品常用抗菌剂的类型㊁特点㊁作用机理㊁抗菌功能化整理方法以及抗菌测试方法进行了介绍,对抗菌材料的抗菌效果进行了评价,同时展望纺织品抗菌整理剂的未来发展方向㊂1㊀无机抗菌剂无机抗菌剂成分稳定,具有广谱抗菌性能,是现在市场上使用最多的抗菌剂,主要有金属纳米颗粒㊁金属氧化物纳米颗粒和碳纳米材料等㊂1.1㊀金属纳米颗粒目前,常见的用于抗菌的金属纳米颗粒有纳米金㊁纳米银㊁纳米铜等㊂这些金属纳米颗粒具有抗细菌㊁抗真菌㊁抗病毒㊁抗氧化和抗炎等生物活性特性[4],其较高的比表面积和表面能,可以增强与细菌之间的相互作用力,提高抗菌活性;然而,金属纳米颗粒存在稳定性差㊁易团聚㊁洗涤时浸出㊁纺织品附着力差㊁成本高㊁机械性能的边际降低及对人类和生态的未知毒性等问题,限制了金属纳米颗粒在抗菌领域的应用㊂1.1.1㊀纳米银在金属纳米颗粒中,银被认为是对抗细菌和其他微生物最有效的纳米颗粒㊂纳米银的抗菌机制尚未明确,目前文献报道的抗菌机理主要有3种:第一种认为,纳米银的抗菌行为发生在膜水平,纳米银能够穿透细菌外膜积累在内膜,其黏附使得细胞不稳定而产生损伤,使得微生物细胞膜的渗透性增加,内部营养物质渗出而死亡[2];与此同时,纳米银可以与细菌细胞壁中的含硫蛋白产生相互作用,这种相互作用可能导致细菌因细胞壁结构破裂而死亡[5]㊂第二种提出,由于纳米银具有一定的亲和力,可以与细胞中的含硫和磷基团相互作用,可以穿透细胞膜并且进入细胞内部,从而改变细胞内部的DNA㊁蛋白质结构和功能[6];同时纳米银可以通过和细胞中酶的巯基相互作用,在内膜中形成链活性氧(ROS)和自由基,从而改变细胞膜内的呼吸系统,激活凋亡机制[7]㊂第三种是认为两种机制一起发生,在作用过程中纳米银会释放银离子,正电荷会与细胞上的负电荷产生电荷作用相结合[8],从而改变微生物的细胞膜代谢途径甚至遗传物质[9]㊂有文献还报道,在光催化的作用下,银纳米粒子产生ROS等活性物质[10]㊂纳米银在纺织品抗菌上也有一定的应用㊂Zhang等[11]在蚕丝纤维表面原位均匀生长银纳米颗粒,通过抑菌圈测试发现其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有优良的抗菌性能,并且通过洗涤50次后,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均超过97.43%和99.86%㊂Zhang等[12]将纳米银制成胶体,得到纳米银胶体溶液,并通过浸轧的方式将其整理在棉织物上,其抗菌率可以达到99.01%㊂1.1.2㊀纳米金纳米金的抗菌机理主要分为两个步骤:首先是使细胞膜破裂,抑制ATP酶活性用来降低ATP水平;第二是通过抑制核糖体亚基与tRNA的结合,来达到抗菌效果㊂细菌细胞壁的功能依赖于蛋白质和细胞质,而纳米金可以破坏细菌的蛋白质合成功能,导致细菌无法获得足够蛋白质而死亡㊂Zhang 等[13]将纳米金处理在丝织物上,结果发现功能化蚕丝织物经复合着色后的抗菌效果接近99.6%,且传统染料的加入并不妨碍纳米金的抗菌作用㊂1.1.3㊀纳米铜铜的抗菌作用主要以 接触杀死 机制为主㊂纳米级铜由于其增强的物理化学特点和独特的功能性质,对各种致病微生物表现出很强的杀菌性能[14]㊂Eremenko等[6]在棉织物表面浸渍双金属银-铜纳米颗粒,以评估其对多种细菌和真菌的抗菌性能,研究发现,经过双金属纳米颗粒处理过的织物对实验的大肠杆菌㊁金色葡萄球菌㊁白色念珠菌等都表现出较高的抗菌性能,其中对大肠杆菌的抑菌圈宽度可达24mm㊂1.2㊀金属氧化物氧化锌㊁二氧化钛㊁氧化铜㊁氧化铁等金属氧化物稳定性好,具有一定的抗菌活性,也常常被用于纺织品抗菌整理,其抗菌效果仅次于金属纳米颗粒[15]㊂金属氧化物的抗菌机理主要有3种:光催化产生活性氧抗菌作用㊁金属离子作用㊁细胞机械损伤㊂1.2.1㊀二氧化钛二氧化钛在自然界中存在金红石型㊁锐钛矿型和板钛矿型3种晶体结构,其中锐钛矿相是一种广泛应用于光降解的材料㊂锐钛矿型通过吸收紫外区域的光子,激发价电子,产生电子空穴对,并在二氧化钛纳米颗粒表面进行重组和吸收㊂被激发的电子和空穴具有较高的氧化还原活性,与水和氧反应产生ROS,如超氧阴离子(O2-)和羟基自由基(㊃OH)[16]㊂二氧化钛的抗菌机制目前研究尚未完全阐述,其抗菌机制主要认为是依赖于ROS的产生诱导细菌细胞膜破裂产生抗菌作用[16]㊂Raeisi等[17]使用壳聚糖∕二氧化钛纳米复合材料制备了超疏水棉织物,在超疏水涂层的情况下,织物的表面完全被纳米颗粒覆盖,形成了高度堆积的纳米级结构,壳聚糖和二氧化钛的组合对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很高的抗菌性能,并且还向织物诱导了超疏水性,使其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的细菌的抗菌率分别提高至99.8%和97.3%㊂1.2.2㊀氧化锌氧化锌在近紫外光谱中存在直接的带宽,在室温下具有较高的结合能[18]㊂纳米尺寸的氧化锌可以与细菌表面作用或其进入细胞内的细菌核心而产生相互作用,表现出显著的抗菌活性[19]㊂氧化锌的抗菌机制尚未完全阐明,仍然存在争议㊂目前文献中提出的抗菌机理是氧化锌受到光催化的作用,产生ROS与细菌细胞壁直接接触,破坏了细菌细胞完㊃252㊃现代纺织技术第31卷整性[18-20],同时释放抗菌离子Zn2+,并有活性氧的形成[21]㊂Ghasemi等[22]将纳米氧化锌和十八烷硫醇沉积在棉织物表面,在提高织物疏水性的同时,可以减少其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌两种细菌的黏附㊂1.2.3㊀氧化镁氧化镁纳米颗粒有高的热稳定性㊁低热容㊁化学惰性和光学透明性等优良性能,是目前应用广泛的无机金属氧化物纳米颗粒之一[23]㊂研究发现氧化镁纳米颗粒对细菌㊁真菌和少数病毒有广谱活性[23],其抗菌机理是在光催化的作用,激发电子跃迁和产生空穴,生成活性氧以此来抗菌㊂Nguyen 等[24]研究发现,将MgO和CuO纳米颗粒通过3-氨丙基三乙氧基硅烷的增强固定在活性炭纤维上,纤维样品在处理24h后显示出对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌仍具有较高的抗菌活性(<90%)㊂1.3㊀碳纳米材料碳原子之间能够形成各种共价键(sp㊁sp2㊁sp3),产生具有不同物理和化学性质的晶体结构,主要包括金刚石㊁石墨㊁富勒烯和碳纳米管等[25]㊂碳基纳米材料的抗菌应用得到了研究人员的广泛关注,研究发现不同维度的碳纳米材料在其抗菌活性和作用机制上存在显著差异,同时其抗菌活性也受到其他因素的影响[26]㊂1.3.1㊀石墨烯石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的单原子厚薄片,具有较高的比表面积㊁特殊的电子迁移率和优异的机械强度[27]㊂石墨烯材料抗菌活性的机制主要包括膜应激㊁氧化应激[28]和电子转移:a)膜应激:细菌膜与二维石墨烯纳米片之间存在较大的相互作用力,石墨烯纳米片可以对细菌膜造成物理损伤,同时可以切割并插入细胞膜并提取磷脂,导致细菌活力的损失[29];b)氧化应激:石墨烯产生的ROS 使细菌的脂质和蛋白质失活,细菌不能再增殖[30]㊂c)电子转移:石墨烯可以充当电子受体,并将电子从细菌膜上吸引走,破坏细胞膜的完整性㊂研究发现,将石墨烯及其氧化物与金属或金属氧化物纳米颗粒结合,不仅可以制备导电织物,还可以获得抗菌性能㊂Ghosh等[31]将氧化石墨烯-银纳米颗粒嵌入在棉织物中,导电的纳米复合涂层织物具有对大肠杆菌独有的抗菌活性,其抑制圈宽度可达到1cm㊂1.3.2㊀氧化石墨烯氧化石墨烯比石墨烯的亲水性更佳,具有良好的生物相容性[22]㊂当亲水性和分散性提高时,其与细菌接触的概率和相互作用的强度增强,从而提高抗菌活性㊂研究认为,氧化石墨烯纳米片极锋利的边缘可能对细菌膜造成物理损伤,引起细胞内基质泄漏,最终导致细菌失活[33-34];同时氧化石墨烯悬浮液会产生ROS等损伤细胞成分,如脂质㊁蛋白质; ROS被细胞内化后,会导致线粒体功能障碍和DNA损伤[35-36]㊂Zhao等[36]制备了氧化石墨烯∕壳聚糖复合材料,并将其用作压缩衣面料的抗菌剂,然后使用硅烷偶联剂对其进行改,得到了耐久性好㊁生物安全性高的抗菌整理织物,对大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为92.09%和99.33%㊂与还原氧化石墨烯相比,氧化石墨烯能产生更多的ROS,从而具有较高的杀菌活性㊂此外,氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的抗菌活性与时间和浓度有关[37]㊂Pan等[38]将纳米银在共还原过程中沉淀在还原氧化石墨烯(rGO)纳米片的表面上,然后使用分段静电纺丝方法将混合物静电纺成纤维膜, rGO-Ag的掺入提高了纤维膜的导电性,增加了溶液的电荷和拉伸力,并缩小了纤维的平均直径和尺寸分布,同时大大增强了混合纤维膜的抗菌活性,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到了99.55%和99.46%㊂1.3.3㊀碳纳米管碳纳米管具有大的比表面积和多变可调的结构,同时其体积比微生物体积小得多,可以较容易地进入微生物体内,进而通过相互作用使细胞膜损伤,引发细胞质外流,从而产生抗菌作用[39]㊂碳纳米管的抗菌机理尚未得到明确解释,目前最为认可的机理是细胞膜损伤机理㊂Kang等[40]通过多项研究发现,当碳纳米管与微生物接触时,细胞会产生畸变,进而细胞膜损伤,细胞内物质外流细胞死亡,同时通过扫描电镜观察经碳纳米管处理的大肠杆菌细胞,进一步验证得到,细胞完整性破坏㊂Shi等[41]通过超声技术将碳纳米管原位生长至热塑性聚氨酯纳米纤维上,对大肠杆菌的抑菌率可达到91.5%㊂Jatoi 等[42]将载有银纳米颗粒的多壁碳纳米管沉积在醋酸纤维上,制备了一种纳米纤维复合材料,对其进行抗菌测试,结果发现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别达到了0.90mm和0.92mm㊂2㊀有机抗菌剂有机抗菌剂在市场占主体地位,主要是有机酸㊁有机醇㊁酚等物质,现在使用较广的有季铵盐类㊁卤胺类㊁三氯生㊁胍类等㊂㊃352㊃第3期陆嘉渔等:纺织品常用的抗菌整理剂的应用综述2.1㊀季铵盐类季铵盐具有制备简单㊁抗菌性能好和广谱抗菌等优点,广泛应用于医疗卫生领域㊂季铵盐的结构通式如图1所示,根据R基链长是否在C8―C18之间的个数分为单链季铵盐和双链季铵盐[43],其中双链季铵盐较单链季铵盐多一个N+,带有的正电荷密度更高,可以更多地吸附在细胞表面,经过渗透和扩散进入细胞膜,改变膜的通透性,导致胞内物质泄漏㊁内部酶发生钝化和蛋白质变性,从而使得菌体死亡[44],同时亲水基和疏水基可以进入细胞类脂层和蛋白层,使酶失活和蛋白质变性,从而杀灭细菌[8]㊂季铵盐类抗菌剂由于与纺织品之间没有直接的化学键结合,耐久性㊁耐水洗性差,洗涤或者长时间使用后对细菌的抑制作用下降明显[45]㊂针对上述问题, Gao等[46]合成了一种有机硅季铵盐的纳米复合材料,并将其处理在棉织物上,能够与棉纤维间形成化学键,处理后的棉织物抑菌率可达90%以上;洗涤10次后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均保持在85%以上㊂Zhu等[47]合成了一种新型聚硅氧烷季铵盐,用作棉织物的抗菌和疏水整理,研究发现经过此种季铵盐整理后棉织物对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌的抗菌率分别高达98.33%和99.52%㊂该研究表明季铵盐具有良好的抗菌作用,但增加其浓度以提高其抗菌性能的方法,也可能导致其对环境和人类细胞产生毒性㊂图1㊀季铵盐的结构通式Fig.1㊀Structural formula of quaternary ammonium compounds 2.2㊀卤胺类卤胺类具有稳定性好和广谱抗菌性强等[48]特点,被认为是最有效的抗菌药物,如对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌㊁酵母㊁真菌和病毒等都有作用㊂现在使用最广泛的卤胺类抗菌剂是含N Cl 或者N Br类的物质,其抗菌主要是通过所释放卤素离子(如Cl-等)的强氧化性,快速有效杀死细菌㊂卤代胺最大的优点是可以通过人工氯化,实现循环灭菌功能其机理如图2所示㊂但是N-卤胺抗菌处理之后会增加织物上氯的负载量,导致异味的出现以及织物的黄变现象的发生[49]㊂Chen 等[50]将季铵化N-卤胺涂覆于纤维素纤维上,对纤维素纤维进行抗菌测试,实验结果发现该纤维在十分钟内对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率分别达到了83.44%和75.89%,都具有较高的抗菌活性㊂Zhu等[47]通过静电纺丝技术和两亲性N-卤胺结合,制备了一种新型抗菌纤维,研究人员将20mg∕mL的抗菌纤维加入到细菌悬液中,处理15min后,金黄色葡萄球菌的细菌减少率高达99%,大肠杆菌达95%㊂图2㊀卤胺抗菌剂循环抗菌机制Fig.2㊀Cyclic antibacterial mechanism of halomideantibacterial agent2.3㊀三氯生三氯生,其结构通式如图3所示,对原核细胞和真核细胞具有杀菌作用,几十年来已广泛用于个人卫生和消毒剂,三氯生的抗菌作用主要是通过次价键,如范德华力㊁氢键等与细胞结合,阻断脂质的形成,如磷脂㊁脂多糖和脂蛋白的合成,通过停止脂肪酸的生物合成来抑制细菌㊂此外,三氯生还具有抑制细菌烯酰基载体蛋白还原酶(ECR)的能力,而且会破坏真核生物的细胞膜,表现出潜在的抗菌效果和毒性[51]㊂Orhan等[52]将棉织物使用三氯生处理,研究发现三氯生对细菌具有良好的抗菌和杀生物活性,并且对金黄色葡萄球菌(抑菌率95.42%)也比大肠杆菌(91.21%)具有更高的效率,经过10次洗涤后,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别下降至91.60%和87.91%,具有一定的耐水洗性㊂然而,有文献研究发现,三氯生的使用会增加人类患癌风险[53],因此不适合大规模使用㊂图3㊀三氯生结构式Fig.3㊀Structural formula of triclosan2.4㊀胍类胍类物质易溶于水㊁杀菌效果好㊁毒性小㊁使用方便是一类很好的杀菌物质㊂胍基来自于亚胺脲,㊃452㊃现代纺织技术第31卷其结构式如图4所示,图4中虚线框选部分为胍基㊂胍类容易接受质子形成稳定的阳离子[54],因此其抗菌机理与季铵盐相似,主要通过正负电荷静电引力,吸附在细胞上,从而破坏细胞膜,使细胞质外流,达到让有害微生物死亡的目的㊂Han 等[55]制备了一种具有持久的抗菌和抗粘着性能的胍基纳米水凝胶,用纳米水凝胶整理的棉织物疏水性增加,减少细菌黏附,同时抗菌面料机械洗涤50次后,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率仍超过86%㊂Shentu 等[56]以戊二醛为偶联剂将聚五亚甲基胍盐接枝接枝到羽绒纤维上,通过化学键合在羽绒纤维上的接枝效率达到80%以上,改性后其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均达到99.9%以上㊂图4㊀亚胺脲和胍基结构式Fig.4㊀Structural formula of iminourea and guanidinium groups2.5㊀其他聚多巴胺(Polydopamine,PDA)具有制备工艺简单㊁光热传递效率高㊁生物相容性好㊁药物结合能力强㊁黏附性强等特点,广泛应用于生物医学领域,其结构式如图5所示㊂聚多巴胺的抗菌机理主要有两方面,首先是PDA 中含有大量的邻苯二酚,它可以通过酚类醌异构引起的电子转移产生ROS,从而使微生物细胞膜上的蛋白质变性,破坏细胞膜结构,导致细菌的死亡[57-58];其次是聚多巴胺有丰富的化学反应位点可以进行改性处理,与其他抗菌剂联用达到抗菌效果[59]㊂Li 等[60]通过聚多巴胺与环三磷腈水解缩合,在没有任何外部还原剂的情况下,还通过硝酸银与聚多巴胺上的儿茶酚进行原位反应,将银纳米粒子引入涂层,实验发现对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出良好的抗菌活性(99.99%)㊂图5㊀聚多巴胺结构式Fig.5㊀Structural formula of polydopamine3㊀天然抗菌剂近年来,随着生态环境问题的出现,天然抗菌剂因其丰富的可利用性㊁生物相容性和生物降解性等特点[45],在纺织品抗菌整理上得到了越来越多的关注㊂3.1㊀壳聚糖壳聚糖(CS)是通过甲壳素去乙酰化作用,从甲壳类动物外骨架中提取出来的一种天然阳离子聚合物,具有生物相容性㊁无毒性和生物可降解的特点㊂壳聚糖上氨基的存在使其带正电荷,可以与细菌细胞膜(带负电)之间产生静电相互作用而结合,改变细胞膜通透性,进而使细胞内物质外流,导致细胞死亡[61-63]㊂Tang 等[64]通过活性蓝与预先经过双氧水水解的壳聚糖反应,制备了一种新的低分子量抗菌染料,其中壳聚糖染料的溶解度由壳聚糖的分子量控制,与活性蓝相比,该染料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有更强的抗菌性能,抑菌率大于99%㊂Yu 等[65]采用原位聚合法将壳聚糖∕聚苯胺(CTS∕PANI)一步法沉积在羊毛织物表面,制备的复合导电织物表现出高电导率㊁均匀的颜色以及良好的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果即使在洗涤10次后仍达99.99%以上㊂然而,壳聚糖的抑菌效率强烈地依赖于其浓度,只有在高浓度下才对细菌有效,这使得壳聚糖在织物表面的沉积和积累形成了厚层或薄膜,会降低了织物的透气性[66];此外,表面涂层壳聚糖后,织物变得比普通织物硬得多,上述缺点限制了壳聚糖在纺织品中的应用[67]㊂3.2㊀姜黄素姜黄是一种姜科草本植物,其主要活性成分姜黄素(Curcumin,Cur )具有直接的广谱抗菌活性[68]㊂姜黄素的结构如图6所示,有研究发现姜黄素的亲脂性结构可以直接插入到脂质体的双分子层中,从而增强了双分子层的通透性,同时姜黄素可以用抗氧化剂破坏革兰氏阳性和阴性细菌细胞膜的通透性和完整性,干扰细胞代谢,抑制细菌分裂,最终导致细菌细胞死亡[68];此外姜黄素在激光的照射下可以产生ROS,进一步起到抗菌的目的㊂Mahmud 等[69]通过静电纺丝工艺制备了负载不同浓度姜黄素的聚乙烯醇纳米纤维,实验采用了数菌落数的方法对该纤维的抗菌性能进行评价,金黄色葡萄球菌㊃552㊃第3期陆嘉渔等:纺织品常用的抗菌整理剂的应用综述和大肠杆菌的所有菌落均在6h 内被杀死㊂增加细菌细胞膜的通透性也是姜黄素与其他抗菌剂协同杀菌的关键机制㊂Wang 等[70]采用同轴静电纺丝技术制备负载姜黄素和银纳米粒子的核壳结构纳米纤维膜,Cur∕Ag 纤维膜对金黄色葡萄球菌抑菌率高达93.04%,与单负载姜黄素的纤维膜抑菌率45.65%和单负载AgNPs 的纤维膜抑菌率66.96%相比,Cur∕Ag 纤维膜的抑菌率显著提高,实验表明姜黄素和AgNPs 表现出明显的协同抑制作用㊂图6㊀姜黄素结构式Fig.6㊀Structural formula of curcumin3.3㊀大蒜素大蒜素是从大蒜中提取出来的一种含氧硫化物[71],不易溶于水且具有一定的挥发性[72]㊂大蒜素具有高反应活性㊁显著的抗氧化活性和高的膜通透性,使其能够快速穿透不同的细胞[73]㊂大蒜素的抗菌机制尚不明确,但已知大蒜在受到挤压或者切割时,蒜氨酸等会水解生成蒜素等硫代亚磺酸酯,酯水解成硫代亚磺酸盐可以与细菌中的半胱氨酸蛋白酶㊁乙醇脱氢酶和硫氧还蛋白还原酶等快速反应,而这些酶对维持微生物的新陈代谢和平衡很重要快速反应,从而影响细菌的正常生命活动,以此来达到抗菌效果[74-76]㊂Edikresnha 等[77]使用静电纺丝将大蒜素和甘油封装在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和醋酸纤维素(CA)的复合纤维中,大蒜素包裹在纤维中并没有消除大蒜素的抗菌活性,培养24h 后该纤维对金黄色葡萄球菌每平方厘米减少0.4759的菌落数,对铜绿假单胞菌每平方厘米减少0.9316的菌落数㊂Hussian 等[78]通过静电纺丝制备了一种超细尼龙-6纳米纤维,后浸渍不同浓度的大蒜溶液,实验结果表明,大蒜溶液对该纤维抗菌活性起着至关重要的作用,浸渍在大蒜酸液中的纳米纤维垫具有良好的抑菌活性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果均在99%以上㊂3.4㊀植物多糖多糖可以从不同类型的植物㊁植物的不同部位中提取,植物多糖也常具有抗菌活性[79]㊂一些研究发现,植物多糖对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抗菌活性,由于革兰氏阴性菌的细胞壁比革兰氏阳性菌的更薄,因此对革兰氏阴性菌的抗菌活性更强[80]㊂植物多糖可以通过疏水作用㊁静电吸附或糖蛋白受体这几种方式与细胞膜相互作用,植物多糖被动地通过细胞质膜双分子层的脂质层扩散到细菌的胞质中去,导致细菌细胞内成分泄露和细菌酶系统的改变[81]㊂植物多糖吸附在细胞膜表面后,主要的抗菌机制是增加细胞膜的通透性,抑制致病菌对宿主细胞的吸附,或阻断营养物质或能量物质的跨膜转运[82]㊂Lin 等[83]对来自蒲公英的水溶性抗菌多糖(PD)进行化学修饰,以获得其羧甲基化衍生物(CPD),将PD 和CPD 掺入聚环氧乙烷(PEO)纳米纤维基质中以制造抗菌纳米纤维,进行抗菌测试,测试3h 时,该纤维对李斯特菌菌落数减少了2.77CFU∕mL㊂Liang 等[84]先将纤维素氧化使其带有羧基,然后与白桦脂醇进行酯化反应,表面改性的纤维素纺织纤维显示出显著改善的疏水性,同时,在革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌检测中,该材料表现出优异的抗菌性能,抑菌率可达99%㊂4㊀纺织品抗菌整理方法4.1㊀原纤维法原纤维法是指在纺丝过程中直接将抗菌剂添加到纺丝液中制成抗菌纤维,再通过织造成抗菌织物,主要分为混合纺丝和复合纺丝2种㊂混合纺丝是指将抗菌剂和成纤混合物混合后再熔融纺丝[85],通过该方法抗菌剂可以均匀地分布在纤维中,主要适用于无活性侧链基团的化纤如涤纶㊁丙纶;复合纺丝是指将抗菌剂与其他不同的纺丝流体进行不同比例的复合纺丝所制备的纤维,适用于天然纤维和化学纤维㊂虽然原纤维法抗菌效率高㊁耐久性好,但是制备难度大,对抗菌剂的选择较为严苛,适用于耐高温的抗菌剂如金属氧化物㊁金属纳米粒子等㊂4.2㊀后整理法后整理法是指在织物表面使用抗菌剂进行功能整理获得抗菌织物,主要有以下4种:第一种是表面涂层法,即将抗菌剂通过表面涂覆的方式获得抗菌织物;第二种是浸轧法,即将抗菌剂制成乳液状,通过浸轧㊁焙烘整理到织物上,此方法一般将整理剂溶于树脂或其他黏合剂中,使抗菌剂牢固吸附于织物㊃652㊃现代纺织技术第31卷。
抗菌整理剂ATB9800适用于处理与皮肤直接接触的纤维素纤维、蛋白质纤维及含有胺基纤维的纺织品,如棉、毛、丝、麻、腈纶等织物。
是一种具有良好安全性的非溶出型持久抗菌整理剂。
它可以高效完全去除织物上的葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌和霉菌,并能防止细菌再生和繁殖,从而防止运动装、内衣、袜子、鞋衬里、毛巾、地毯、过滤材料、装饰用布、家纺用纺织品等的霉变和臭味。
SGS、Intertek等全球多家权威检测机构一致证明: ATB9800符合美国AATCC100标准及日本JIS L 1902-2002标准等。
赫特公司提供世界著名的HERST吊牌,并免费提供织物抗菌性能测试。
韩笑医用棉/涤纺织物耐久性抗菌整理烟台北方装饰布有限公司马英华王健栾景玺陈义忠【摘要】本文介绍了棉/涤混纺织物耐久性抗菌整理及增白整理,并就抗菌剂的用量、工艺配方,工艺条件、交联剂、轧液率、焙烘条件等因素对织物抗菌性的影响进行了分析和研究。
研究表明,该抗菌整理工艺大大改善了织物的抗菌性能。
【关键词】抗菌荧光增白剂棉/涤混纺织物0.前言众所周知,纺织品是与我们日常生活息息相关。
然而如果细菌附着在织物表面,则所有纤维素纤维可被细菌分泌的外细胞酶降解生成可溶性葡萄糖而被吸入到细胞壁。
这样菌类在纤维的表面由表向里使纤维降解,即细菌可在纺织上繁殖进而传播。
公共场所中的纺织品成了细菌传播的途径,在医院中病菌的传播危害的后果更加严重,威胁人类的健康。
随着生活水平的提高,人们对卫生条件的要求也随之提高,因此,抗菌纺织品的问世格外引起了人们的关注。
目前,人们对纺织品的抗菌性能改善是通过两种方法实现的,第一种方法是将抗菌剂用于合成纤维的混融纺丝中的掺混法。
用这种方法合成的抗菌产品的特长,在于它是纤维内部混入抗菌剂,故其耐洗涤性能良好,但另一方面它产生抗菌效果所需的时间长。
第二种方法将有机抗菌剂用交联剂涂敷于织物上,而使之固着的方法。
根据坯布的状态,大多采用涂层、浸渍、喷雾等方法进行包覆。