卤胺抗菌类纺织品

卤胺抗菌类纺织品作者：杨智超班级：B轻化122学号：1210802225摘要；卤胺类抗菌剂具有广谱杀菌，无毒，环境友好等特点同时它们的抗菌性具有可再无毒，环境友好等特点同时它们的抗菌性具有可再无毒，环境友好等特点同时它们的抗菌性具有可再生性和持久性。本文主要是对卤胺剂抗菌纺织品的抗菌性能和实用性进行探讨。关键词；卤胺类抗菌剂环境友好可再生性1.引言人体皮肤和与之接触的纺织品上的湿度、温度和营养物(皮肤分泌物)能够为细菌的迅速繁殖提供适宜的条件。细菌可以分解各种有机物，产生令人不愉悦的气味，不仅如此，还会导致纺织品颜色改变，强力下降，从而使纺织品的外观品质下降。近年来，随着人们物质生活水平的不断提高，纺织品的抗菌性能渐渐受到人们重视，赋予纺织品抗菌功能是其服用性能升级的重要手段。大多数纺织品不具有抗菌性，不能成为保护人们健康的屏障。棉织物作为与人体接触最直接、最多的一类织物，人体的皮脂、汗液以及其他的一些分泌物，在一定条件下能够为微生物的生长繁殖提供适宜的环境，而且棉纤维中的糖类在一定条件下能够为微生物的生存提供能量，因此棉织物的抗菌整理有着极其重要的意义。2.1抗菌剂的抗菌的作用机理和分类卤胺化合物是指分子结构中含有N-X键(其中X可以为C1、Br)的化合物，它是由含有胺、酰胺或者酰亚胺基团的化合物经氧化剂如次卤酸盐作用后得到的。（1）这类型化合物中的N-X键在水分子的作用下会缓慢分解，释放出具有氧化作用的卤正离子，同时化合物中的N-X键被还原为N-H键。(2)由于N-Br键不稳定，容易分解，因此实际使用中常用的卤胺化合物为氯胺化合物。与水分子作用后释放出的氯正离子具有氧化作用，可以杀死病菌等微生物。杀死病菌后，化合物经漂白粉(有效成分为次氯酸盐)漂洗后，其中的N-H键又可以被氧化为N-Cl键，重新获得杀菌功能。卤胺化合物中的活性单体包括游离的卤素阳离子和以化学键结合在卤胺化合物中N-X中的卤素，这种卤素表现出很强的正电性，这两种活性单体都具有氧化性，可以与微生物中的某些活性官能团发生反应。Worley等认为，卤胺化合物的抗菌机理与其他卤素释放剂的抗菌机理相似，只有氧化性卤素是活性单体，而自由卤素不是活性单体，以化学键固定在卤胺化合物分子中的卤素直接转移到微生物表面以达到杀菌的目的。卤胺化合物的抗菌机理大致包括如下几个步骤：(1)改变细胞膜的完整性；(2)破坏细胞的关键酶系统；(3)阻碍核酸。2.2卤胺化合物的稳定性卤胺化合物分子结构中的胺、酰胺和酰亚胺结构及其分解常数,这种卤胺结构在不释放自由氯的情况下，本身也具备抗菌功能。事实上，根据表1中的解离常数看，胺类卤胺化合物只可释放微量自由氯。根据卤胺化合物的抗菌机理可知，分解常数越大，抗菌活性越好。因此，卤胺化合物的抗菌活性遵循如下顺序：酰亚胺结构的卤胺化合物＞酰胺结构的卤胺化合物＞胺结构的卤胺化合物。另一方面，分解常数越大说明其稳定性越差，因此，卤胺化合物的储存稳定性遵循如下顺序：亚酰胺结构的卤胺化合物酰胺结构的卤胺化合物胺结构的卤胺化合物。卤胺化合物的稳定性主要受以下3个因素的影响：(1)N-X基团旁边是否存在氢原子，如果有氢原子存在，可以发生如图1所示的反应，然而，如果由烷基取代氢所在的位置，则可以阻止该反应的发生，而达到稳定N-X键的目的；(2)N-X键旁边接存在吸电子基团或者供电子基团也会影响N-X键的稳定性，如果N-X键附近连接有供电子基团，例如甲基，可以阻止N-X键的分解；相反地，如果N-X键附近连接有吸电子基团，例如羰基，则可以促进N-X键的分解；(3)空间位置效应也会影响N-X键的稳定性。因此，可以根据不同的需求设计出不同结构的卤胺化合物。2.3卤胺类纺织品的发展现状20世纪80年代，国内才开始进行抗菌织物的研究及应用，1982年江苏某袜厂开始采用中国医科院皮肤病研究所提供的“806”防脚癣剂生产防臭袜；1984年上海树脂厂试制出SAQ-1抗菌织物整理剂；1985年山东大学与山东省纺织研究所合作制出STU-AM101抗菌整理剂，再由河北省纺织研究院与石家庄第四印染厂合作，将其在酸性焙烘条件下通过交联剂结合在棉织品上；1986年山东荷泽印染厂配制HP-1水溶性协同抗菌剂，能与纤维生成络合物，抗菌性能与DC-5700水平相当，北京印染厂采用军事医学科学院微生物流行病研究所的抗癣药ME8560生产内裤；1988年山东海洋大学研制α-溴代肉桂醛用于胶鞋防臭，纱布袜厂采用咪唑抗菌剂处理袜子；1989年中国纺织大学推出腈纶织物抗菌产品AB布。1990年山东纺织工学院和中国纺织大学分别研制出SFR-1羟基氯代二苯醚非离子型抗菌整理剂；20世纪90年代后期，天津大学材料科学与工程学院研制出具有新型生物抗菌纤维之称的壳聚糖混合纤维。2007年海尔科化工程塑料国家工程研究中心股份有限公司开发出专利号为ZL200720304803.1的抗菌卫生巾，并已成功推入市场。2.4卤胺类纺织品的前景对天然纺织品的处理方法大致分为两种，第一种是抗菌剂分子结构中含有羟基，对于这一类型的抗菌剂，Sun把N-halamine前驱体（1,3-二羟甲基-5,5-二甲基海因(DMDMH)），通过整理以共价键的方式连接在棉纤维上，从结构上看，DMDMH上无空位氮原子来形成N-Cl键，但实际上在整理过程中会发生脱甲醛作用从而提供了可氯化处理的位置。经DMDMH处理的织物具有快速杀菌效果，但酰亚胺结构最活泼，在织物上也就最不稳定，因此其机洗稳定性有待提高。经DMDMH处理的织物可应用于个人防护，可抵御细菌、病毒、真菌、霉菌及芽孢等。经DMDMH处理的织物在2min内能将病原菌全部杀死。经50次机洗后，抗菌效果仍可回复。而且经过氯水漂洗后，织物就获得了抗菌功能。Ren等成功的合成了3-（2,3-丙二醇）-5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮，并以1,2,3,4-丁烷四羧酸为交联剂处理到棉织物上。该棉织物具有很好的抗菌性、耐水洗性和耐紫外性，5min左右就能完全杀死107CFU的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，经过50次水洗后抗菌活性基团可恢复75%以上，且经过24h的紫外光照射后抗菌活性基团可恢复70%以上。第二种是有机硅系列的卤胺化合物。Ren等将含有不同结构的N-halamine有机硅烷涂层到棉纤维上，处理后的纤维对大肠杆菌具有很好的杀菌效果。3-(3-乙氧基硅烷丙基)-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三唑螺环［4,5］癸烷-2,4-二酮处理的抗菌织物经UV光照后其大部分氧化性氯可以再生,但是5,5-二甲基-3-(3′-三乙氧基硅烷)海因和4-［3-三乙氧基硅烷丙基］-2,2,6,6-四甲基哌啶醇处理的抗菌织物大部分氯经UV光照后不能回复。既含有N-halamine化合物又含有季铵盐基团的有机硅系列对棉织物的整理过程，这类型的化合物的一个最大的优势是由于季铵盐基团的存在，增加了化合物的水溶性，避免了纺织品整理过程中有机溶剂的使用。总之，随着研究的深入，卤胺化合物在抗菌纺织品方面的应用技术越来越成熟。目前，美国的HaloSource,Inc公司已经对这类型的纺织品进行工业化生产，主要包括厨房抹布、厨房毛巾、浴室毛巾、床上用品、内衣和内裤、袜子、清洁用擦布等。3.总结抗菌纺织品市场广阔,我国在这方面研究起步较晚,但发展迅速。抗菌纺织品对提高我国卫生保健水平和降低公共环境交叉感染率具有重要的实用价值。但目前国内抗菌产品的质量体系尚未健全,还没有相关的技术质量监督部门对抗菌产品性能进行检测,消费者也无法从外观上鉴别抗菌性能。因此需要建立产品质量监督和管理体系使纺织品抗菌整理得到健康的发展。参考文献；(1)龚兴建,陆凯.抗菌材料的发展及其在纺织上的应用[J].上海纺织科技,2005,33(1):22-24.(2)俞行,刘艾平.纺织专用功能纳米材料及其应用.纺织科学研究,2001.3:(3)秦少雄,傅和青,陈焕钦.光触媒及其在纺织中的应用[J].合成纤维工业,2005,28(2):44-46.(4)张晓红,黄小军,苏开第.改性氨基硅油季铵盐类抗菌卫生整理剂HK—2002的应用研究[J].印染助剂,2003,(10):29-30.(5)商成杰,邹承淑,张洪杰.织物耐久抗菌整理的研究[J].染整技术.2003(10):6-13.(6)邹永淑,商成杰.织物的高效耐久抗茵卫生整理[J].印染译丛,1997,23(1):30-34.(7)何中琴.棉纺织用品用新的耐久性抗微生物整理剂[J].印染译丛,1997,(1):47-51.(8)王留阳,顾利霞.卤胺化合物在制备抗菌纤维中的应用[J].上海纺织科技,2005,33(1):-25-26.(9)亚麻抗菌性能的实验研究[J].黑龙江纺织,2003.9(3).(10)民,张建国.对抗菌织物的全面评价[J].中国纤检.2003(1).(11)平.抗菌纤维的最新进展[J].产业用纺织品,1998(11).(12)忠,等.抗菌织物的加工方法极其发展趋势[J].广东化纤,1999(3).(13),曹惠椿.抗菌织物概述[J].合成纤维,1997(5).