织物的抗菌整理

织物的抗菌整理Theantibacterialfinishingoffabrics目录•1.为什么要进行抗菌整理•2.抗菌整理剂的分类•3.抗菌机理•4.抗菌整理剂与织物的结合方式•5.抗菌剂DC-5700的介绍•6.性能测试方法与标准•7.存在的问题及展望为什么要进行抗菌整理•纺织品由于自身具有微孔结构，穿着者本身的体温（温度）、人体散发的湿气（水分）以及皮肤的代谢物（营养）等为微生物提供了合适的生长环境，使纺织品成为最适合细菌和真菌等微生物滋生和繁殖的温床。纺织品上滋生的细菌,不仅使纤维制品变色、发霉、脆化降解等,而且对人体皮肤产生异常的刺激并诱发各种皮肤疾病,影响人体健康。生产具有抗菌功能的纺织品是使人们免受或少受细菌侵害的有效途径之一,因此具有抗菌功能的纺织品越来越受到人们的青睐。纺织品的抗菌整理的主要目的是降低病菌在纺织品中的生存和传播机会,防止微生物分解人体汗液及其他分泌物产生的臭味,或者是防止纺织品发霉变质，从而改善和提高人们的生活质量。抗菌整理剂的分类•理想的抗菌剂必须是安全、低毒的,具有广谱抗菌性,抗菌作用强,用量小,不引起皮肤过敏反应或损伤,不能影响织物的服用性能,对纺织品性能和外观影响小。•通常将抗菌剂分为三类:无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。•1.无机抗菌整理剂无机抗菌整理剂是利用银、铜、锌等金属离子所具有的抗菌能力,通过物理吸附或离子交换等方法与载体结合而制得,尤其以纳米级或亚微米级的银及其化合物用得最多。根据载体材料的种类不同,无机系抗菌剂又可分为沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、澎润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂、托勃莫来石抗菌剂和硅胶抗菌剂。抗菌整理剂的分类•2.有机抗菌整理剂有机抗菌剂是指以有机酸类、酚类、季铵盐类、苯并咪唑类等有机物为抗菌物质的抗菌剂。其中以有机硅季铵盐类（DC-5700）和双胍类（1-六亚甲基双胍[5-(4-氯苯基)]的盐或葡萄糖酸盐）的应用较多。•3.天然抗菌整理剂天然抗菌整理剂是指从植物、动物、昆虫及微生物等体内提取的某些具有抗菌作用的物质。植物类提取物主要包括桧柏油,艾篙,芦荟,山梨酸等；动物类提取物有甲壳质和壳聚糖,鱼精蛋白,溶菌酶昆虫抗菌性蛋白质等，其中壳聚糖目前最常用的天然抗菌剂。抗菌的机理•抗菌整理纺织品采用不同种类的抗菌剂，其抗菌机理各不相同，主要有以下几种:•①使细菌细胞内的各种代谢酶失活，从而达到杀菌的效果;•②与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机能，达到抗菌效果;•③抑制孢子的生成，阻断DNA的合成，抑制细菌的生长;•④极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞的正常生长体系而消灭细菌;•⑤破坏细胞内的能量释放体系;•⑥阻碍电子转移系统及氨基酸转酯的生成;•⑦通过静电场的吸附作用，使细菌细胞破壁而杀灭细菌抗菌整理的与织物的结合方式•1直接吸附型抗菌剂•依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力,实现抗菌剂分子与纤维分子的结合。这类产品与纤维分子有较好的直接亲和力,抗菌织物通过水洗等过程引起化学键断裂释放抗菌剂,使其表面的抗菌剂含量维持在一定水平。一般耐洗性较差、溶出性也大，耐久性差。•2交联结合型抗菌剂•为了提高抗菌织物的耐洗性,将交联树脂混入直接吸附型抗菌剂中,或在使用时将直接吸附型抗菌剂与交联树脂类拼用。这类抗菌剂一方面可以依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力与纤维分子结合,另一方面借助交联树脂的架桥作用,将抗菌物质、交联剂、纤维分子三者以共价键结合起来。但由于抗菌物质没有完全实现与纤维分子以共价键结合,使用量较少时,溶出性不太大,虽可满足抗菌纺织品溶出物的安全性要求,但耐洗涤次数不太高。抗菌整理的与织物的结合方式•3反应结合型抗菌剂•这类抗菌剂的分子中含有大量的反应性活性基团及阳离子抗菌基团,一方面依靠抗菌剂的活性基团与含有活泼氢的纤维分子以共价键结合,另一方面利用阳离子抗菌基团在纤维表面形成正电场,产生抗菌作用。由于抗菌剂全部与纤维分子以共价键结合,抗菌物质不从纤维分子中溶出,故高度耐洗涤。国外的典型产品是美国道康宁公司的专利产品DC-5700,国内的典型产品是深圳市北岳海威化工有限公司的专利产品WS-8810。这类抗菌剂是通过特殊的阳离子物质与纤维结合,在织物表面生成微生物障碍体,以电场作用杀灭或抑制细菌和真菌的生长。抗菌剂DC-5700•1化学结构式3(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基季铵氯化物DC-5700化学结构上左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷偶合性,当用水稀释DC-5700时,由于甲氧基的水解和析出甲醇即会形成硅醇基。•此硅醇基基团与纤维表面及彼此之间的脱水缩合反应,使DC-5700以共价键牢固地结合在纤维表面。•经水稀释的DC-5700在形成硅醇基的同时,DC-5700的阳离子(N+)因纤维表面带负电荷而被吸引,形成离子键结合(静电结合),加上前述的DC-5700彼此之间的脱水缩合反应,即使其在纤维表面上形成坚固的覆膜。•DC5700是以在纤维表面上共价键和静电力两种结合方式,形成耐久性优良的抗菌表面膜。抗菌覆膜不溶于水和一般干洗溶剂、耐温耐湿,抗菌效果耐久。DC-5700的杀菌机理•对于DC-5700的杀菌机理有两种推断:•1.接触死亡机理(a)细菌的细胞壁带负电荷;(b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引(c)带负电荷的细菌会被抗菌织物上的阳离子所吸引,从而束缚了细菌的活动自由度,抑止了其呼吸机能,发生接触死亡。•2.细菌溶解•(a)细菌的细胞壁带负电荷;(b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引(c)与DC-5700接触的细菌细胞壁的另一侧的负电荷因受DC-5700的吸引而减少，细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均而造成变形，发生物理性破裂,使细胞的内脏物如水、蛋白质等渗出体外,发生“细菌溶解”现象而死亡。抗菌剂DC-5700的整理工艺•主要用在棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈等纤维制品上。最近在无纺布、泡沫聚氨酯、合成皮革等多种材料上也有应用。下面以棉为例介绍抗菌剂DC-5700的整理工艺。•织物准备→浸渍整理液（渗透剂JFC、抗菌剂DC-5700，浴比1:20）→烘干（70-120℃）性能测试与标准•1.美国标准•美国是较早开发抗菌纺织品的国家之一。美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)制定了三个相关卫生抗菌整理效果的评价标准:•AATCC30-2004(E2010)《抗菌性:纺织品防霉和防腐性能》•AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》•AATCC147-2011《纺织品的抗菌性:平行划线法》•2.国际标准•国际标准化组织(ISO组织)颁布了两个相关抗菌评价标准:ISO20645-2004《纺织织物抗菌能力的测定琼脂扩散板试验》•ISO20743-2007《纺织品抗菌制成品的抗菌活性测定》。性能测试与标准•3.日本标准•日本工业标准JISL1902-2008《纺织品抗菌性试验方法和抗菌效果》•4.中国国家标准•中国国家标准化管理委员会关于抗菌性能的评价已经颁布了三个相关标准:•GB/T20944．1—2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分:琼脂平皿扩散法》•GB/T20944．2—2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分:吸收法》•GB/T20944．3—2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》性能测试与标准•评价抗菌防臭纺织品的试验方法有抑菌晕圈法、菌数测定法和振荡烧瓶法等。•用于测定非溶出型制品以震荡烧瓶法最为准确，此法系美国道康宁公司开发，具体操作如下:•将经灭菌的试样和试验菌加入到盛有缓冲液的烧瓶中，用振荡器在25℃下以320-340rmp的速度下强烈振荡1h，分别计测振荡前后的活菌数，计算抑菌率。抑菌率=(荡前的平均活菌数-荡后的平均活菌数)/荡前的平均活菌数评价时用试样的抑菌率和对照样(未经抗菌加工样)的抑菌率的差值表示。存在的问题及展望•当这种抗菌织物被杀死的细菌死骸或其它污物遮盖时,细菌和抗菌性的阳离子接触几率减少,此时抗菌效果就会减弱,但是一经洗涤表面更新,具抗菌作用的阳离子再次暴露,就又会恢复良好的抗菌效果。•采用DC一5700抗菌整理剂制造抗菌防臭纺织品工艺简单、流程简短,一般工厂无需增添设备,它适于各种天然和合成纤维的纺织品加工,用途极其广泛,开发前景乐观。•采用DC一5700抗菌整理剂加工而成的抗菌织物是新一代非溶出型抗菌防臭保健纺织品,它抗菌谱广,抗菌性能持久,耐高温、耐水洗,安全可靠,对人体皮肤无刺激和致敏作用。