纺织材料的抗菌技术及其应用

收稿日期:2004-11-03;修回日期:2004-12-03作者简介:王广阔(1975-),男,硕士研究生,研究方向为纺织新材料、新设备、新工艺。*通讯联系人:马建伟(1959-),男,青岛大学教授,纺织服装学院院长,青岛大学第一纺织品研究所所长,中国非织造布协会理事。纳米抗菌纺织品的制备技术及其应用前景王广阔,马建伟*,杨英贤(青岛大学纺织服装学院,山东青岛266071) 摘 要:介绍了纳米无机抗菌剂的作用机理,纳米抗菌纺织品的制备技术,抗菌纺织品的抗菌效果评价及应用,并讨论了纳米抗菌纺织品的发展趋势。关键词:纳米材料;抗菌除臭;纺织品;效果评价;发展趋势中图分类号:TS19516 文献标识码:A 文章编号:1673-0356(2004)06-0001-030 引言在现实生活中,人们不可避免地要接触到各种各样的细菌、真菌等微生物,其中一些有害微生物在合适条件下会迅速生长繁殖,并通过接触传播疾病,影响人们的身体健康。而各类纺织品又是这些微生物的良好生存之地,是疾病的重要传播源,所以纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。随着人们生活水平的提高,人们对服用纺织品卫生性的要求也越来越高,因此具有抗菌防臭功能的纺织品市场也在逐步扩大。可以想象,如果具有抗菌防臭功能的纺织品能够得到全面应用,对有效杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉传染会非常有利,可使医疗保健由被动治疗转为主动预防。近年来,纳米技术与纳米材料正引起人们极大关注,由于纳米颗粒表面通常存在悬键,因此具有极高的表面活性,在吸收能量的情况下可加速氧化还原反应,从而起到杀菌抗菌的作用。对纳米材料的深入研究,为研制抗菌除臭纺织品提供了新的途径。世界上许多国家都在积极研究纳米材料在纺织品上的应用,制成具有各种功能的纺织品,其中纳米抗菌纺织品是最大的亮点。1 纳米无机抗菌剂及其作用原理纳米粒子是一种介于固体与液体间的亚稳定中间态物质。纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点,呈现出奇特的物理和化学特性,具有许多新的功能和广泛的应用前景。随着纳米技术的发展,纳米无机抗菌剂能够工业化生产,为生产高效、安全的抗菌纤维及纺织品提供有力的保障。由纳米材料制成的无机抗菌剂,根据其杀菌机理的不同,可分为两类:一类为载有Ag+、Cu+等金属离子的纳米无机抗菌剂,这类无机抗菌剂是将具有抗菌作用的成分(Ag+、Cu+等离子及其化合物)通过物理吸附和离子交换的方法,固定在沸石、硅胶、碳黑等多孔材料的表面制成抗菌剂。它们主要是靠溶出的金属离子抗菌,其他成分起载体作用。另一类则是具有光催化作用的纳米无机抗菌剂(如Tio2、Zno等),目前普遍认同的纳米无机抗菌剂的抗菌机理如下:(1)金属离子溶出机理 金属离子溶出机理认为,金属离子复合纳米氧化物在一定的条件下能够溶出金属离子,因而具有抗菌性。如无机复合纳米(银系)抗菌粉体,可广泛应用于塑料、涂料、陶瓷、油漆、纤维等产品,其抗菌机理是抗菌制品中的银离子与细菌接触反应后,造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞时,因后者带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,银离子穿透细胞壁进入细胞内,并与巯基(#SH)反应使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后,银离子又会从团体中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其抗菌效果持久。其表达式如下:酶1.5,接种菌数为(1?013)@105个/ml。#2# 纺织科技进展 2004年第6期3.1.3 安全性标准为了全面评价抗菌防臭改性后织物的安全性,还必须对抗菌剂进行口服急毒性试验、致突变性试验、皮肤刺激性试验、皮肤过敏性试验和细胞毒性试验的生物学试验。目前各项试验已经有明确的标准可依。4 纳米抗菌纺织品的应用国内外抗菌防臭卫生纺织品的应用范围日益广泛,在纺织品中所占比例也逐渐增大。随着纳米抗菌纺织品加工技术的日渐成熟,纳米抗菌纺织品必将有更加光明的应用前景。其主要应用有如下几个方面。411 抗菌医护用品用抗菌织物制成手术服、医用缝合线、绷带、纱布、口罩、拖鞋、护士服、病员服等,可以大大减少医院的细菌浓度。如用65%的掺沸石抗菌纤维和35%的棉纺制成的抗菌织物,经抗菌试验表明,该织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌、沙门氏菌、枯草杆菌、黑霉、青霉等多种细菌具有抗菌性,洗涤50次后该织物对肺炎杆菌的灭菌率为74%,洗涤150次后灭菌率仍可达到69%。412 抗菌服用纺织品抗菌纺织品目前已跨出了医用领域,着眼于卫生性、保健性、舒适性和易存放性,以很快速度扩展到各种服装制品中。用抗菌织物制成的内衣裤和鞋袜,可防止内衣裤和袜子产生恶臭,并可防止袜子上的脚癣菌繁殖。用抗菌织物制成尿布,可防止婴儿因接触尿布而产生红斑,提高老人和卧床病人的免疫能力。413 抗菌家用纺织品各种家用纺织品如床单、被罩、毛巾、手套、坐垫、抹布、布玩具等,也开始使用抗菌织物。用抗菌织物制成的床单、被罩能有效抑制和杀灭多种致病菌,对多种湿疹、皮炎、褥疮、去除汗臭及预防交叉感染等具有特殊作用。414 抗菌产业用纺织品诸如帐篷、地毯、广告布、遮阳布、过滤布、各类军用布、绳带、布袋等产业用纺织品,也已开始使用抗菌织物。如使用抗菌物制成的过滤介质,可以使一些物质经过滤后细菌不增加、不繁殖,甚至减少。和抗菌纤维增强水泥制成的抗菌混凝土,常用于医院病房、动物园围墙等细菌较多且容易繁殖的地方。在汽车行业,使用抗菌织物制成汽车内部装饰布,可获得全新概念的抗菌汽车,这对于汽车驾驶员,尤其是出租车驾驶员非常有意义。另外,食品制药行业的食品覆盖布、工作服等都已开始使用抗菌织物。5 纳米抗菌纺织品的发展趋势从纺织品功能的发展趋势来看,从实用性来讲,抗菌织物应该向这几个方面发展:(1)广谱抗菌,即应该对大多数有害菌种有广谱抗菌效果;(2)抗菌率高;(3)抗菌效果持久,耐洗涤性好和耐化学试剂性好;(4)对人体绝对安全无害;(5)不影响原料纤维本身的物理机械性能;(6)作为服用抗菌纤维,尚需考虑防霉、防癣效果。从抗菌纺织品应用的发展趋势来看,当前抗菌纺织品主要应用于服装和医疗卫生领域,最新的发展趋势有:(1)用抗菌纤维增强水泥,制成抗菌混凝土,一般用于医院病房、动物园围墙建设;(2)抗菌织物用于汽车等行业做装饰布,可以制成全新概念的抗菌汽车,这对汽车驾驶员,尤其是出租车驾驶员是非常有意义的;(3)用抗菌织物制成过滤介质,可使一些物质经过滤后细菌不增加、不繁殖,甚至减少。6 结语随着人们消费观念的变化和纳米抗菌纺织品加工技术的日渐成熟,纳米抗菌纺织品的应用和市场前景应是广阔的。与此同时,在大力发展纳米抗菌纺织品的过程中,也不应忽略了纳米材料在安全性方面给消费者带来的消费心理障碍。也就是说,我们应当加强对纳米材料安全性的研究,这必将对纳米材料行业和纺织业产生积极深远的影响。参考文献:[1] 李燕飞,安玉山.抗菌剂和抗菌织物加工方法及展望[J].山东纺织科技,2003,(6):32-33.[2] 赵家祥.抑菌织物发展综述[J].产业用纺织品,2000,(8):2-3.[3] 肖卫军,刘功良.纳米材料在纺织品中的应用及思考[J].广东化纤,2002,9(3).[4] 高绪珊,吴大诚,等.纳米纺织品及其应用[M].北京:化学工业出版社2004.134-147.[5] 夏金兰,王春,刘新星.抗菌剂及其抗菌机理[J].中南大学学报(科学技术版),2004,35(1).[6] 王艳忠,黄素萍,潘玮.抗菌织物的加工方法及发展趋势[J].广东化纤,1999,9(3):39-40.[7] 徐继宠,凌群民,张建国.对抗菌织物的全面评价[J].中国纤检,2003,(1):28-29.[8] 何秀玲,郭腊梅.抗菌织物的发展及其应用现状[J]广西纺织科技,2003,32(3):30-33.[9] VAShenai.AntibacferialFabrics[J].ThelndianTextileJournal,2002,(7):81.PreparationofnanometreantibiosistextileanditsappliedforegroundWANGGuang-kuo,MAJian-wei,YANGYing-xian(TextileandAarmentsCollegeofQingdaoUniversity,Qingdao266071,China)Abstract:Inthisarticleatimicrobialmechanismsofsomenano-antmicrobialagents,makingmethodsandevaluationofeffectsofantimicrobialfabicsaredescribed.lnaddtion,thetrendsofantimicrobialfabricsaredisscussedKeywords:nanomaterials;antimicrobial;fabrics;evaluationofeffects;developmenttrends责任编辑:陈朝武#3#2004年第6期 纺织科技进展

纳米技术在纺织品抗菌加工中的技巧介绍

纳米技术是一种以原子或分子尺度制备和控制物质的技术，近年来得到了广泛的应用。在纺织品抗菌领域，纳米技术为纺织品抗菌加工提供了一种高效可靠的解决方案。本文将介绍纳米技术在纺织品抗菌加工中的技巧，以及其在纺织品领域的应用前景。

纳米技术在纺织品抗菌加工中的一个关键技巧是利用纳米颗粒。纳米颗粒具有较大的表面积和高度活性，能够与细菌发生物理、化学反应。常用的纳米颗粒包括银纳米粒子、氧化锌纳米粒子和二氧化钛纳米粒子等。这些纳米颗粒可以通过浸渍、喷涂等方式加工到纤维材料中，从而赋予纺织品抗菌性能。

纳米技术在纺织品抗菌加工中的另一个技巧是利用纳米涂层。纳米涂层是将纳米材料均匀地附加到纺织品表面的一种方法。通过改变纳米涂层的粒径、浓度和成分等参数，可以调控纺织品的抗菌性能。纳米涂层也可以提供其他功能，如防水、防油、防污等，为纺织品增加附加值。

纳米技术在纺织品抗菌加工中还可以利用纳米纤维的制备技术。纳米纤维是一种具有纳米级直径的纤维，其表面积大、抗菌性能好。利用静电纺丝、电纺、溶胶-凝胶等方法，可以制备出纳米纤维材料，并将其应用于纺织品中。纳米纤维可以作为纺织品的表面层或嵌入纺织品内部，有效抑制菌落的生长，实现抗菌效果。

纳米技术在纺织品抗菌加工中还可以利用纳米包覆技术。纳米包覆是将纳米颗粒包覆在纤维表面的一种方法，可以提高纳米颗粒的稳定性和持久性。通过包覆技术，纳米颗粒在纺织品中的脱落和溶解减少，从而提高了纺织品的抗菌效果。同时，纳米包覆还可以使纺织品具有其他功能，例如防水、防紫外线等。

纳米技术在纺织品抗菌加工中的应用前景广阔。随着人们对健康和卫生的要求越来越高，纳米技术为纺织品提供了一种新的解决方案。通过纳米技术加工的纺织品不仅具有良好的抗菌性能，还能够抑制臭味、防止污渍和延长使用寿命。这些功能使纳米技术加工的纺织品在医疗、健康、运动和户外等领域有着广泛的应用前景。

第３２卷第１１期　２０１１年ｌ１月　纺　织　学　报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｖｏ１．３２，Ｎｏ．１１　ＮＯＶ．．２０１１　

文章编号：０２５３—９７２１（２０１１）１ｌ一０１５３—１０　

抗茵防霉剂的研究进展及其在纺织品中的应用　

郑　皓　，徐少俊　，杨晓霞　，陈志龙　

（１．东华大学生态纺织教育部重点实验室，上海２０１６２０；２．东华大学化学化工与生物工程学院，上海２０１６２０）　

摘要介绍了国内外无机、有机、天然抗菌防霉剂的研究进展以及其在纺织品上的应用。具体包括金属离子型　抗菌剂，ＴｉＯ，等光催化氧化型抗菌剂，金属离子光催化氧化物型复合纳米抗菌剂，有机一无机复合抗菌剂，双胍类、　卤代胺类、苯酚、季铵盐类、季鳞盐类等有机抗菌剂，壳聚糖及其衍生物等天然抗菌剂。着重介绍了季铵和季鳞盐　类有机抗菌剂。对纤维和纺织品抗菌处理方法进行了分类，有共混纺丝法、纤维化学改性法、复合纺丝法、纤维整　理法、纺织品后整理法。对抗菌防霉性及安全性检测方法进行了概述，并对抗菌剂的发展进行了展望。　关键词抗菌剂；季铵盐；季鳞盐；纺织品；抗菌整理　中图分类号：ＴＳ　１９５．５　文献标志码：Ａ　

Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ａｇｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｅｘｔｉｌｅｓ　

ＺＨＥＮＧ　Ｈａｏ　一，ＸＵ　Ｓｈａｏｊｕｎ　，ＹＡＮＧ　Ｘｉａｏｘｉａ　，ＣＨＥＮ　Ｚｈｉｌｏｎｇ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｅｃｏ—Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０　１　６２０，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）　

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第3期 ·1098· 化 工 进 展

O-一氯均三嗪-N,N,N-三甲基壳聚糖的合成及其在羊毛织物

抗菌中的应用

车秋凌，辛梅华，李明春，陈帅

（华侨大学材料科学与工程学院，环境友好功能材料教育部工程中心，福建 厦门361021）

摘要：采用甲醛甲酸法合成N,N,N-三甲基壳聚糖（TMC），再用三氯均三嗪与TMC反应，合成带有可与纤维反

应的水溶性O-一氯均三嗪-N,N,N-三甲基壳聚糖（MCT-TMC）。采用FTIR、XRD、热重和元素分析等对产物进

行表征，并测试其抗菌性能。将产物对羊毛织物进行抗菌整理，研究整理时间和浓度等工艺条件对抗菌性能的

影响。结果表明，TMC和MCT-TMC具有较好的抗菌性能；将其用于羊毛织物抗菌整理的最佳工艺条件为：整

理时间60min，整理浓度分别为3%（owf）和2%（owf）；经TMC整理的织物对E. coli和S. aureus的抑菌率分

别为97.8%和99.2%，MCT-TMC整理的织物对E. coli和S. aureus的抑菌率分别为98.6%和99.8%。MCT-TMC

整理羊毛织物的耐洗涤性能比TMC有显著提高，洗涤后抑菌率仍达到90%以上。

关键词：壳聚糖季铵盐；一氯均三嗪；羊毛；抗菌；合成

中图分类号：TS195.5；O636.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）03–1098–07

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1955

Synthesis and application of O-monochlotriazinyl-N,N,N-trimethyl

chitosan for antibacterial wool fabric

CHE Qiuling，XIN Meihua，LI Mingchun，CHEN Shuai