环保型纺织品抗菌整理剂进展综述

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纺织品的抗污整理技术研究与应用

纺织品的抗污整理技术研究与应用在日常生活中，纺织品的使用无处不在，从我们身着的衣物到家居装饰的布料，从汽车内饰到工业用布。

然而，这些纺织品在使用过程中很容易受到各种污渍的侵袭，不仅影响美观，还可能降低其使用寿命和性能。

因此，纺织品的抗污整理技术应运而生，成为了纺织行业研究的重要课题之一。

一、纺织品污渍的来源和种类要了解纺织品的抗污整理技术，首先需要清楚污渍的来源和种类。

纺织品上的污渍主要来源于日常生活中的各种活动，如饮食、工作、运动等。

常见的污渍包括油污、水渍、汗渍、血渍、果汁渍、咖啡渍等。

油污通常来自烹饪、机械操作或与油性物质的接触，其特点是难以清洗，容易在纺织品表面形成顽固的污渍。

水渍则多因水的渗透和蒸发留下痕迹，尤其是含有杂质的水。

汗渍是由于人体出汗，其中的盐分和有机物会附着在纺织品上。

血渍一般来自受伤或生理原因，其成分复杂，清洗难度较大。

果汁渍和咖啡渍等则是常见的食品污渍，含有色素和糖分等成分。

二、传统的纺织品抗污方法及其局限性在抗污整理技术发展之前，人们采用了一些传统的方法来处理纺织品的污渍。

常见的方法包括及时清洗、使用洗涤剂和漂白剂等。

然而，这些方法存在一定的局限性。

及时清洗虽然能够在一定程度上减少污渍的残留，但对于一些顽固污渍或无法及时处理的情况效果不佳。

洗涤剂和漂白剂在去除污渍的同时，可能会对纺织品的纤维结构造成损伤，导致其强度下降、颜色褪色等问题。

而且，频繁使用强力洗涤剂和漂白剂也可能对环境造成污染。

三、现代纺织品抗污整理技术的原理和分类随着科技的不断进步，现代纺织品抗污整理技术得到了快速发展。

这些技术主要基于以下几种原理：1、表面改性技术通过改变纺织品的表面性能，如降低表面能、增加表面粗糙度或形成特殊的微观结构，使污渍难以附着在纺织品表面。

例如，利用等离子体处理或化学涂层，可以在纺织品表面形成一层低表面能的薄膜，从而达到抗污的效果。

2、纳米技术将纳米材料应用于纺织品抗污整理中。

纺织用抗菌整理剂的研究进展

西安工程大学学报J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y第34卷第2期(总162期)2020年4月V o l .34,N o .2(S u m.N o .162)开放科学(资源服务)标识码(O S I D)文章编号:1674-649X (2020)02-0026-11 D O I :10.13338/j.i s s n .1674-649x .2020.02.004 收稿日期:2020-03-14基金项目:湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T 201707) 第一作者:宋登鹏(1990 ),男,武汉纺织大学讲师,博士㊂通信作者:刘欣(1982 ),男,武汉纺织大学教授,研究方向为功能纤维材料㊂E -m a i l :x i n l i u @w t u .e d u .c n引文格式:宋登鹏,周佳艳,朱坤坤,等.纺织用抗菌整理剂的研究进展[J ].西安工程大学学报,2020,34(2):26-36. S O N G D e n g p e n g ,Z HO UJ i a y a n ,Z HU K u n k u n ,e t a l .R e s e a r c h p r o g r e s s i na n t i b a c t e r i a l a g e n t s f o r t e x t i l e s [J ].J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,2020,34(2):26-36.纺织用抗菌整理剂的研究进展宋登鹏,周佳艳,朱坤坤,徐卫林,刘欣(武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室,湖北武汉430200)摘要:结合国内外纺织抗菌整理剂的研究与应用现状,论述了常用无机类㊁有机类及天然类抗菌剂的抗菌机理㊂以多种商业抗菌纤维为例,探讨不同抗菌整理剂的使用与整理方法,分析不同类型抗菌剂的优势与不足㊂结果表明:常用抗菌整理剂里,以银为代表的金属型抗菌剂抗菌谱系广,安全性较高,不易产生耐药性,但存在防霉能力弱,易变色等缺点;以T i O 2为代表的光催化抗菌剂除抑菌杀菌外,还有除臭防污功效,但其抗菌效力存在光依赖性㊂有机抗菌剂种类多㊁应用广㊁杀菌能力强,然而其毒性较大,耐热性能差,容易使病菌产生抗药性;天然抗菌剂安全性较高㊁绿色环保,但存在抗菌活性较低,持久性不足,提取工艺较为复杂㊂展望抗菌整理剂的未来发展需求,指出理想的抗菌整理剂应朝着广谱持久㊁无毒无害㊁使用不产生抗药性㊁整理工艺绿色环保等方向发展㊂关键词:纺织品;纤维;抗菌剂;抗菌整理;抗病毒中图分类号:T S195.2 文献标志码:AR e s e a r c h p r o g r e s s i na n t i b a c t e r i a l a ge n t sf o r t e x t i l e s S O N G D e ng p e n g ,Z H O UJ i a ya n ,Z HU K u n k u n ,X U W e i l i n ,L I U X i n (S t a t eK e y L ab o r a t o r y o fN e w T e x t i l eM a t e r i a l s a n dA d v a nc e dP r o c e s s i n g T e c h n o l o gi e s ,W u h a nT e x t i l eU n i v e r s i t y,W u h a n430200,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e v e l o p m e n t o f a n t i b a c t e r i a l a ge n t sf o r t e x t i l e s i nt h ew o r l dw a s s u mm a r i z e d ,t h e a n t i b a c t e r i a lm e c h a n i s m ,a d v a n t ag e s a n d d i s a d v a n t a g e o f i n o r g a n i c ,o r g a n i c a n dn a t u r a l a n t i b a c t e -r i a l a g e n t sw e r e e m ph a ti c a l l y d e s c r i b e d .T a k i n g a v a r i e t y o f c o mm e r c i a l a n t i b a c t e r i a l f i b e r s a s e x -a m p l e s ,t h eu s e a n d f i n i s h i n g m e t h o d so f d i f f e r e n t a n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n g a ge n t sw e r ed i s c u s s e d .A m o n g t h eu s u a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s ,t h e m e t a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s r e p r e s e n t e db y si l v e rw i t hb r o a d-s p ec t r u ma n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y,h i g h s a f e t y,a nd i s n o te a s y t o d e v e l o p d r u g-r e s i s t a n c e,b u t i th a sw e a ka n t if u ng a l a n de a s y d i s c o l o r a t i o n.Ph o t o c a t a l y ti ca n t i b a c t e r i a l a g e n t s r e p r e s e n t e db y T i O2h a v e t h e f u n c t i o n s o f d e o d o r i z a t i o n a n d a n t i f o u l i n g i n a d d i t i o n t o a n t i b a c t e r i a l,b u t t h e a n t i-b a c t e r i a l a c t i v i t y i s l i g h t-d e p e n d e n c e.O r g a n i c a n t i b a c t e r i a l a g e n t s p o s s e s s e d v a r i o u s k i n d s,e x t e n-s i v e a p p l i c a t i o n,a n d t h e p o t e n t a n t i b a c t e r i a l p e r f o r m a n c e,b u t i t s t o x i c i t y i s l a r g e r,h e a t r e s i s t-a n c e i s p o o ra n de a s y t o m a k eb a c t e r i ar e s i s t a n c e.N a t u r a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t sh a v eh i g hs a f e t y a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n,b u t t h e r ea r es o m e l i m i t a t i o n s s u c ha s l o wa n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y, i n s u f f i c i e n t d u r a b i l i t y a n d c o m p l e x e x t r a c t i o n p r o c e s s.A t l a s t,t h e r e q u i r e m e n t s a n d d e v e l o p m e n t o f a n t i b a c t e r i a l a g e n t s a n d f i n i s h i n g p r o c e s s a r e p r o s p e c t e d,i t i s p o i n t e d o u t t h a t b r o a d-s p e c t r u m, l o n g d u r a b i l i t y,n o n-t o x i ca n t i b a c t e r i a l a g e n t sw i t h o u td r u g r e s i s t a n c e,a n d g r e e na n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n gp r o c e s s b e i n g t h e t r e n d f o r t h e i d e a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s.K e y w o r d s:t e x t i l e s;f i b e r;a n t i b a c t e r i a l a g e n t;a n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n g;a n t i v i r u s0引言纺织品因其疏松多孔的结构,极易吸收人体新陈代谢所分泌的汗液与油脂,为微生物的附着和繁殖提供有利场所,一些细菌㊁病毒在纺织品表面可存活数小时至数天㊂W i e n e r[1]对美国一家医院的调查中发现,有超过60%的医护人员工作服上携带耐药病菌,证明了纺织品是病菌传播扩散的重要方式㊂美国每年因医院内感染致4.4万~9.8万人死亡,直接经济损失达960亿~1470亿美元[2-3]㊂2019新型冠状病毒肆虐以来,截止到2020年3月9日,在全球已造成超过10万人感染,受疫情影响的国家和地区多达101个[4]㊂多项研究表明,抗菌纺织品用于医用防护与个人卫生,将会极大地提高环境整体清洁度,降低院内感染发生率,保障患者及医护人员安全[3]㊂因此,抗菌㊁抗病毒纺织品的研发与应用具有重要的意义㊂抗菌剂是指能够有效抑制细菌㊁真菌㊁病毒等微生物生长繁殖或可杀灭病菌的物质,抗菌纺织品通常是在纺织品中加入抗菌剂来实现[5]㊂根据抗菌剂的组成结构㊁作用机理及来源,一般分为无机抗菌剂㊁有机抗菌剂和天然抗菌剂3类[6-7]㊂本文概述了目前常用纺织用抗菌整理剂的种类㊁抗菌机理以及整理方式,并对抗菌㊁抗病毒纺织品的未来发展进行了展望㊂1无机抗菌剂无机抗菌剂以其广谱抗菌㊁安全无毒㊁耐热性好等优点引起了人们的广泛关注,被应用于各个领域㊂近些年来,随着纳米技术的高速发展,许多无机金属离子及一些金属氧化物在纳米尺度下,显示出于比常规尺度更为强大的抗菌作用,给无机抗菌剂的研究注入了新的活力㊂常用的无机纳米粒子包括纳米银㊁纳米C u O㊁T i O2和Z n O等㊂相对有机抗菌剂而言,无机抗菌剂普遍热稳定性高,在加工工艺里既可在单体共聚或聚合完成时混入纤维,也可在熔融喷丝之前加入㊂这些添加方法可使无机抗菌剂深入纤维内部,所得的抗菌纤维耐洗性能好,而且熔融加工工艺对于高温下易分解㊁易碳化的有机抗菌剂显然并不适用㊂根据作用原理可将无机抗菌剂分为金属型和光催化型2种[8-11]㊂1.1金属型无机抗菌剂金属型无机抗菌剂多为无机重金属及其盐类,在抗菌整理时可单独使用,也可通过物理吸附㊁离子交换或多重包覆等技术将其负载在沸石㊁硅胶㊁磷酸盐和高岭土等载体中,达到长效缓释抗菌的目的㊂金属离子抑菌杀菌的活性按下列顺序递减[12-13]:A g >H g>C u>C d>C r>N i>P b>C o>Z n>F e㊂由于H g㊁C d㊁C r㊁P b等毒性较大,实际应用中以A g㊁C u㊁Z n系抗菌剂为主㊂1.1.1银系抗菌剂银系抗菌剂是研究最多和使用最广泛的抗菌剂之一,其抗菌谱系广,使用安全,对皮肤无刺激,不分解㊂早在公元前1200年,腓尼基人就懂得利用银质器具使水变得安全饮用[6]㊂银的杀菌作用主要来源于对硫或磷蛋白的高亲和力,可使银高效结合并破坏微生物的蛋白质㊁酶和核酸结构㊂此外,银离子还可有效激活空气或水中的氧,通过产生活性氧杀灭病菌[14-15]㊂对于银的抗病毒性质研究较少,其抗病毒机制尚未完全明晰,有研究表明银的抗病毒效果与其粒72第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展径尺寸存在较大关系㊂S p e s h o c等[16]人发现,小于25n m的纳米银用于沙粒病毒感染的早期阶段可以有效抑制子代病毒的产生,但是在较长时间感染后再使用纳米银则抗病毒表现不佳,表明纳米银主要作用于病毒的早期复制阶段;G a i k w a d等[17]人利用微生物表面还原法制备了一系列纳米银,结果发现更小尺寸纳米银可以更为有效地抑制单纯疱疹病毒和3型流感病毒的复制,所以认为纳米银的抗病毒效果是通过附着在病毒表面,从物理层面上干扰病毒与宿主细胞的结合作用来实现㊂目前,银已广泛应用于商用抗菌整理剂和抗菌纤维之中㊂对于天然纤维一般采取后整理的方式,利用溶液浸渍法㊁涂层法或是溶胶-凝胶法等赋予抗菌活性㊂溶液浸渍法是通过将织物浸泡在纳米银或硝酸银等含银溶液中,加入还原剂使纳米银形成并沉积到织物上,经干燥和固化后利用纳米银的高表面能使其吸附到织物表面㊂溶液浸渍法操作简单,设备要求低,是目前应用最广的方法之一,然而银通常只与织物表面存在物理吸附作用,得到的抗菌纤维耐洗性和长效性均较差[18]㊂对于合成纤维则可采用共混纺丝法,即将抗菌剂分散在纺丝液中随后进行纺丝㊂这种方法得到的抗菌纤维效果持久,耐洗效果较好,但对抗菌剂的化学稳定性和热稳定性有较高要求,故通常将银固载在陶瓷或沸石等载体中使用㊂例如M i l l i k e n公司开发的A l p h a s a n 整理剂是一种载银的磷酸锆钠盐,可在高聚物的熔融挤压过程中加入,通过长效缓释银离子达到抗菌抑菌作用,已用于O'M a r a公司的M i c r o F r e s h 和S o l e F r e s h 品牌抗菌尼龙和S i n-t e r a m a公司的G u a r d Y a r n 抗菌聚酯纤维等多种抗菌纤维的生产之中[19-20]㊂然而,银价格较高,并且易被氧化还原为深色的氧化银或黑色的单质银,限制了银在白色和浅色织物中的应用[19]㊂同时,虽然一般认为银无毒无害,但是仍有部分科学家认为银离子(尤其是纳米银)很有可能透过皮肤而进入人体,通过血液循环分布于各脏器形成体内沉积㊂这种沉积是否会对人体健康造成损害目前还存在很大的争议[21]㊂2014年,美国自然资源保护委员会宣布限制纳米银在纺织品上的使用,含银抗菌纺织品的安全性仍待进一步考察研究[22-23]㊂1.1.2铜系抗菌剂铜系抗菌剂的抗菌性能略逊于银,但因其低廉的成本也成为了无机抗菌剂的研究重点㊂实际使用中纳米C u O最为广泛,其抗菌作用来自于铜离子的缓释,附着在织物上的铜离子可使病菌蛋白质凝固,从而使其中毒而亡㊂此外,钠米C u O对于一些病毒也有一定的杀灭作用[6]㊂美国卡普诺公司在熔融纺丝过程中将C u O粉末分散在熔体中,所得到的C u p r o n 品牌抗菌纤维具有优良的抗菌抗病毒性能[24]㊂B o r k o w等[25]将C u O整理到N95口罩中的聚丙烯纺黏无纺布上,发现经C u O整理后的滤层可有效杀灭表面附着的甲型流感病毒(H1N1)和禽流感病毒(H9N2),并且不影响N95口罩自身的过滤效果㊂这种抗病毒口罩还可减低因处理及弃置口罩不当而导致的手部和环境污染,从而减低感染的几率㊂然而,铜离子对细菌的抗菌效果一般低于银离子,在使用时通常需要加大用量㊂同时,铜离子抗菌剂往往会有较深的颜色,因而限制了其在浅色织物上的应用㊂1.2光催化型无机抗菌剂光催化型无机抗菌剂是一类能被光子激活的半导体无机氧化物,以T i O2和Z n O最具代表性㊂在光的作用下,这类抗菌剂可将水或氧气氧化成㊃O-2或㊃O H等活性氧形态;这种高能活性氧可将细菌㊁真菌与病毒氧化破坏,并且可将其残骸与分泌物等有害物质氧化成二氧化碳和水㊂除了广谱的抑菌杀菌活性外,还兼具有优良的消臭和防污功效[6]㊂由于无机光催化剂与有机纤维间作用力弱,传统的轧烘焙工艺整理往往结合牢度不高[26-27]㊂K i w i等[27]人在负载T i O2之前利用丁二酸㊁丁烷四羧酸(B T C A)等多羧基交联剂处理棉织物㊂处理后T i O2可通过共价键㊁静电相互作用或氢键与羧基相结合,有效提高了负载牢度㊂目前也多用溶胶-凝胶工艺,将T i O2溶胶直接整理到织物上,再采用浸烘焙工艺在纺织品表面形成一层具有良好牢度的T i O2薄膜[29-30]㊂此外,等离子辐射技术也用于T i O2的功能化整理,经等离子体处理后的织物表面粗糙度和表面能得到提高,可以为T i O2的沉积提供更好的条件[31-32]㊂然而,这类抗菌剂仅在可见光甚至紫外光照射之下才会显现出高的抗菌性能,而且有研究表明重复洗涤和循环使用会降低T i O2抗菌整理后纤维的抗菌性能[33]㊂此外,光催化下产生的活性氧对纤维的聚合物基材也有一定的氧化裂解作用,长期累积下会造成纤维的强力下降和色泽变化[34]㊂因此,在设计使用无机光催化型抗菌整理时,有必要在抗菌效果和潜在的性能损失之间进行平衡,以达到预期的目的㊂此外,虽然以T i O2为代表的无机金属氧化物没有毒性,但是一些研究表明T i O2纳米粒子对小鼠的肺部具有损伤㊂附着在纤维上的T i O2在82西安工程大学学报第34卷使用过程中可脱落进入人体呼吸系统或经皮肤进入血液系统,长期积累会导致肺部炎症㊁组织损伤和其他器官的潜在过敏㊂因此,在开发环境友好的光催化抗菌纺织品中,用户安全应该受到更多的考虑[35-36]㊂2有机抗菌剂有机类抗菌剂因其来源广泛㊁成本低廉㊁加工工艺简单㊁杀菌性能高效㊁杀菌速度快等优点,成为目前使用最为普遍的一类抗菌整理剂㊂但是,有机抗菌剂普遍存在毒性稍大㊁耐热性能差且易使微生物产生耐药性等缺点㊂常用的有机抗菌整理剂包括季铵盐类㊁胍类㊁卤代酚类㊁卤胺类等[37-38]㊂2.1季铵盐类抗菌剂季铵盐类抗菌剂广泛用于公共卫生消毒㊁个体防护之中,被认为是一种安全无毒的抗菌消毒剂㊂季铵盐在水中呈现正电性,与负电性的细菌细胞膜产生静电吸引而结合,破坏细胞膜的正常渗透㊂同时,季铵盐的疏水性长链基团会刺破细胞膜进入细胞内部,破坏细胞正常代谢过程[6,39]㊂然而,相较其他抗菌剂而言,季铵盐类抗菌剂抗菌消毒能力较低,对真菌㊁结核杆菌㊁亲水病毒和细菌芽孢等微生物作用有限;当暴露于阴离子洗涤剂时,季铵盐活性成分易通过阴阳离子作用而被中和[6,40]㊂近年来,关于季铵盐的研究主要在于增强其抗菌活性方面,研究表明:随着单烷基链长度的增加,抗菌活性随之增加;双链季铵盐抗菌活性普遍高于单链季铵盐;烷基链为苄基时抗菌活性比甲基季铵盐高得多;含不饱和烷基链的季铵盐比饱和烷基链季铵盐的抗菌活性更高㊂即经过结构改进的季铵盐类抗菌剂具有更高效的抗菌性能,更具广谱抗菌能力[40-42]㊂季铵盐类化合物之所以能连接在纤维上,主要是由于带有阳离子的季铵化合物与纤维表面的阴离子存在离子相互作用,因此,对于含有羧基和磺酸基的改性腈纶或是阳离子可染涤纶可以在接近沸腾条件下,直接吸附季铵盐抗菌剂[43-45]㊂然而,普通季铵盐抗菌剂易溶出㊂为了提高季铵盐抗菌剂的耐久性,可在其中引入硅氧烷基基团㊂最具代表性的是道康宁公司的A E M-5700(原D C-5700)抗菌剂,其硅氧基可与纤维上的羟基形成共价键,从而持久牢固地附着于纺织品表面㊂目前,A E M-5700抗菌剂已广泛应用于棉㊁聚酯㊁尼龙等多种纺织品的抗菌整理,并已进入商业化应用[19,45]㊂磷与氮在元素周期表中同属一族,季鏻盐与季铵盐结构类似㊂磷原子比氮原子离子半径大,极化作用更强,相较于季铵盐更容易吸附带负电的微生物㊂同时,季鏻盐比季铵盐更加稳定,用于织物抗菌整理的同时可带来一定的阻燃性能,在抗菌领域有着较大的发展潜力,被称为是季铵盐的下一代产品㊂目前,由于制备工艺较为复杂,成本尚高等原因,对于季鏻盐抗菌剂的研究虽然已受到广泛关注,但用于纺织品的抗菌整理仍处于起步阶段[46-48]㊂2.2胍类抗菌剂在胍类抗菌剂中,以聚六亚甲基胍盐酸盐类(P HM B)的应用最为广泛㊂P HM B是一种高效㊁广谱㊁低毒性的抗菌剂,易溶于水,广泛应用于食品㊁化妆品和泳池消毒等领域,其分子结构如表1所示㊂由于胍基的存在,P HM B分子呈正电性,易吸附各类细菌,通过细胞膜扩散并与细胞质膜结合,破坏细菌的渗透平衡,导致其细胞破裂[49]㊂棉纤维织物表面的葡萄糖单元在丝光和漂白等工艺过程中会发生氧化还原反应,从而产生羧基阴离子,P HM B的阳离子容易与羧基阴离子通过离子键或氢键结合㊂P a y n e等[50]利用这一性能最先经浸轧焙烘工艺将P HM B整理到棉纤维上,获得了持久抗菌的棉织物㊂经历10次洗涤后,抗菌棉对金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌的抑制作用仍可保持98%以上㊂利用P HM B对羊毛织物进行抗菌整理,需要对羊毛进行化学改性㊂G a o等[51]利用过氧单硫酸盐和亚硫酸钠对羊毛进行预处理,使羊毛表面带有羧基基团;随后利用离子吸引,用P HM B进行抗菌整理,从而得到具有持久抗菌性能的羊毛织物㊂目前,已出现了一些基于具有更佳抗菌效果的改性P HM B型商用整理剂㊂例如A r c h公司推出的R e p u t e x 整理剂,改性后的P HM B拥有多达16个胍基单元㊂更多的胍基使阳离子性大为增强,除抗菌性能优于P HM B外,与纺织品的结合力也更强,现已应用于P u r i s t a 牌抗菌尼龙㊁聚酯的生产之中[19,52]㊂但是,P HM B对真菌㊁分枝杆菌㊁亲水性病毒等杀灭效果不佳,且对细菌芽孢基本没有杀灭作用,只能抑制其繁殖;在纺织品功能化整理时一般需要较大的剂量,广泛使用容易使病菌产生抗药性[6,49]㊂2.3卤代酚类抗菌剂在卤代酚抗菌剂里,三氯生在纺织品中的应用最为广泛,其结构如表1所示㊂92第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展表1常用抗菌整理剂的抗菌机理与使用特点T a b.1 S t r u c t u r e a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f c o mm o n l y u s e da n t i m i c r o b i a l f i n i s h i n g a g e n t s三氯生对多种细菌㊁真菌以及某些病毒(如乙型肝炎病毒)都有着很强的杀灭能力,最低抑菌浓度仅为10μg/m L,是一种极为高效的广谱抗菌剂㊂与其他阳离子类有机抗菌剂不同,三氯生在水中不会电离,对微生物的作用主要是通过阻断脂质的生物合成,并与酶活性位点的氨基酸残基在膜上相互作用达到抗菌杀毒的效果[53-54]㊂在纺织工业中,通常将三氯生混入熔融聚合物中纺丝,使其均匀分散在纤维内部从而得到抗菌纤维,并进一步加工成各种抗菌织物㊂现在已有多种品牌和类型的商用型三氯生抗菌纤维,例如汽巴精化公司的T i n o s a n AM100 抗菌尼龙㊁C E L 抗菌聚酯纤维,N o v a c e t a 公司的抗菌S i l f r e s h 醋酯纤维等㊂在使用过程中,三氯生缓慢且持续地从纤维中释放,提供持久的抗菌效果[55-56]㊂I y i g u n d o g d u等[57]利用硼酸钠和三氯生对棉织物进行整理,经整理后的抗菌棉织物对多种细菌㊁真菌具有良好的杀灭能力,对1型腺病毒和5型脊髓灰质炎病毒也有一定的抑制作用㊂2种病毒的滴度在整理后的织物表面均下降了60%左右㊂然而,近几年的研究发现,三氯生的大规模使用易使细菌产生耐药性,并且在日光照射下,三氯生可以分解生成致癌物2,8-二氯二苯并对二噁英㊂出于安全性考虑,一些欧洲国家对三氯生的使用开始限制,日本已明确禁止其用于服用纺织品中[46,58]㊂2.4卤胺类抗菌剂卤胺类指分子中含有氮-卤键的化合物,可由含有胺㊁酰胺或者酰亚胺基团等含N H键化合物经次卤酸简单氧化后得到,是近些年来发展的一种新型抗菌剂㊂之前曾广泛应用于水体消毒之中,是一种安全㊁高效㊁低毒的抗菌剂㊂由于N B r键不稳定,易分解,实际使用中常用氯胺化合物㊂其中与N 原子通过共价键相连的C l原子具有正电性,在水中还可缓慢释放出活性氯正离子㊂无论是卤胺分子中的共价氯还是游离释放的氯正离子都具有强氧化性,可以在短时间内杀死绝大多数细菌,对某些病毒也有良好的杀灭作用㊂卤胺类抗菌剂抗菌消毒机理与无机含氯消毒剂(如次氯酸钠㊁氯化磷酸三钠等)类似,但是与传统无机含氯消毒剂相比,卤胺化合物具有更好的稳定性,可保持较长时间的杀菌功效,并且在杀死病菌后,卤胺化合物可经漂白粉漂洗充电再生,重新获得杀菌功能[59-62]㊂织物的卤胺功能化整理方式多种多样:卤胺前驱体可以利用甲醛㊁B T A C等交联剂与纤维进行交联[63-64],也可通过引入环氧㊁硅氧烷等活性化学基团使其直接与纤维发生化学键合[65-66],还能使用不饱和卤胺化合物将其接枝共聚在织物上[67],再经氯漂工艺完成卤胺功能化㊂03西安工程大学学报第34卷R e n等[68]利用卤胺整理丙纶无纺布,发现卤胺功能化涂层可有效破坏病毒的R N A,可快速高效地杀灭包括禽流感病毒在内的多种病毒㊂美国H a l o-s o u r c e公司与加州大学戴维斯分校㊁奥本大学合作,推出了H a l o S h i e l d 纺织品,已经用作床单㊁抹布㊁袜子和军事防护服等多种纺织品㊂UM FC o r p o r a t e 公司推出了M i c r i l l o n 高性能抗菌纤维产品,并证明其可在几分钟内高效杀死H1N1病毒;M i l l i k e n 公司推出的B i o S m a r t 抗菌服和毛巾,在使用过程中可有效杀灭如沙门氏菌㊁大肠杆菌以及A型肝炎病毒等多种病原微生物[69]㊂然而,由于N C l键的存在,某些卤胺基团对紫外线敏感,易在光照下发生分解,释放出少量盐酸,使得织物发黄㊂此外,虽然经卤胺整理后的纺织品可使用漂白液进行抗菌剂再生,但是在此过程中织物会吸收过多的活性氯,导致织物产生难闻的气味和不利的色泽变化㊂为了去除织物中残留的活性氯,L i等[70]开发了在氯漂后使用还原剂(如亚硫酸氢钠)对卤化织物进行二次浸轧的工艺㊂这一方法能够在不降低抗菌活性的情况下,减少由于织物吸附活性氯带来的异味和变色㊂3天然抗菌剂在自然界千百万年的演化过程中,大量动植物进化出了自己对抗微生物的独有防御机制,产生了一些具有抗菌性能的生物活性物质,这些来源于自然界的抗菌物质称为天然抗菌剂㊂与有机合成抗菌剂相比,天然抗菌剂具有生物相容性好,可被自然降解,且不会使细菌产生抗药性等优势㊂随着人们对抗菌纺织品的需求的提高,对生活品质的不断追求以及对合成抗菌剂所带来的环境问题的担忧,天然抗菌剂的研究受到了广泛关注[71-72]㊂3.1壳聚糖壳聚糖是极具代表性的一类动物源天然抗菌剂,对多种细菌㊁真菌有着良好的抑制作用,是由甲壳素脱除乙酰基得来㊂甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的第二大多糖,广泛分布在虾蟹壳及软体生物等生物体内㊂天然甲壳素溶解性能不佳,但在脱除乙酰,得到的壳聚糖裸露出氨基后,亲水性大为增加,溶解度得到改善,因此壳聚糖的应用更为广泛[73]㊂壳聚糖的氨基基团p K a值为6.5㊂氨基基团在水中质子化后形成多阳离子,其抗菌抑菌作用方式与季铵盐类抗菌剂类似,带正电的氨基可与带负电荷的细菌表面相互作用,破坏其细胞膜的完整性㊂壳聚糖与织物之间只能以大分子作用力相结合,单独使用壳聚糖对织物进行整理牢度较低㊂为增加壳聚糖与纤维作用力,一种方法是利用交联剂如柠檬酸㊁丁四羧酸(B T C A)等多羧基交联剂与棉㊁麻等纤维素纤维进行化学连接,另一种获得化学键合的方法是用高碘酸盐氧化棉纤维,生成双醛基团,使醛基与壳聚糖的氨基进行化学交联[74-78]㊂此外,等离子体处理使纤维表面产生一些活性基团,可以增强壳聚糖与纤维的作用力㊂H e等[79]利用等离子体预处理方法,在涤纶纤维表面形成C=O㊁C O和 OH等,随后将壳聚糖衍生物接枝到涤纶纤维表面㊂改性后的涤纶在具有抗菌性的同时,还改善了透湿性和亲水性㊂为了增强壳聚糖的抗菌效果,W a n g等[80]发现,向壳聚糖中掺入C u㊁Z n等金属盐后,复合抗菌剂的抗菌效果明显高于单独使用壳聚糖或金属离子盐㊂这种抗菌增强作用主要来源于金属离子与壳聚糖络合后,阳离子较单独使用更为增强㊂此外,还可利用化学法对壳聚糖进行衍生化改性,赋予其季铵盐㊁卤胺等抗菌基团,以达到复合抗菌的效果[81-82]㊂虽然壳聚糖抗菌整理具有很多优点,但目前市面上使用壳聚糖进行抗菌整理的纺织品并不多㊂主要原因在于壳聚糖只有在浓度较高时才能进行有效抗菌,而较高浓度的壳聚糖往往会在织物表面形成一层纤维膜,整理后的织物会出现手感发硬,白度和透气性等服用性能下降的缺陷㊂未来研究方向主要是对壳聚糖进行改性修饰,提高其抗菌性和耐久性,同时改进整理方法,增强织物与壳聚糖衍生物的结合力,降低壳聚糖用量,减少其对织物服用性能带来的损伤[73-74]㊂3.2植物源抗菌剂植物源抗菌剂抗菌的活性成分多为天然萜类㊁生物碱㊁蒽醌类㊁黄酮类㊁单宁酸类㊁香豆素类物质,其抗菌范围各不相同㊂一些植物抗菌剂可同时作为天然染料,赋予抗菌性的同时还提高了织物抗氧化性㊁抗紫外线等性能[6]㊂目前,利用天然抗菌剂处理织物的主要方法之一是微胶囊技术㊂这些天然抗菌活性成分可包裹在微胶囊中,利用涂层加工或是浸轧法使其固着在纤维上,在使用时微胶囊经摩擦作用破裂,缓慢释放出抗菌物质,可以从一定程度上解决天然抗菌剂耐久性差的问题[83]㊂艾蒿是我国的传统中药用植物,提取自艾蒿的艾蒿油除具有抗菌活性外,并有消炎㊁止血㊁平喘等多重药理功能㊂王亚等[84]利用艾蒿油-壳聚糖抗菌微胶囊对医用非织造布进行抗菌整理,得到的抗菌医用织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达到96%以上㊂13第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展。

纺织品抗菌整理新进展(二)

将壳聚糖与棉进行交联，部分还用于棉织物的耐久压烫整理。据报道，其抗菌活性可耐５０次水洗。Ｙｅ等人合成了以聚丙烯酸丁酯为核、壳聚糖为壳的核壳结构纳米粒子，采用轧烘焙并
５国外纂蔓科技２
．＜＞．。．。．＜＞．。．。．
纺织品抗菌整理新进展（）二
多主要零售商以及政府，正在考虑或者已经禁止三氯新在纺织
了一种复合纤维Ｃａｙｎ＠，ｒｏｂ它具有耐久的抗菌整理效果，适用
于很多纺织品。此外，聚糖还可被纺入纤维中，壳但其应用仅局限于医用纺织品（如医用纱布、缝合线和创伤敷料）。上
５６可再生的ＮｈｌＩｉｅ和过氧酸．・ｓｎｎｌｌｓ
５４三氯新．
三氯新（４４－２，，＇三氯．一基二苯醚）是一种广谱杀菌２羟也
工艺将其施加到棉织物上。经５水洗后，０次其抗菌活性仍保
持在９％以上的水平。ｏ
剂，对很多常见菌种的Ｍ１Ｃ值都小于１ｇｋ。与纺织品用的０ｍ／ｇ
丙烯酰胺甲基对纤维有活性，与棉纤维共价结合，有优秀可具的耐久性。Ｋｎｗｅａｙ等人将几种化合物接枝在壳聚糖的活性氨
很多公司都在生产、售含三氯新的纤维、销纱线或织物。
如尼龙及聚酯产品ＴｎｓｎＡ０ｉａＭ１０＠、ＥｏＣＬ＠（巴精化公汽司）Ｓｆｓ，ｉｒｈ＠醋酯纱线（ｌｅ意大利Ｎｖｃｔ公司）Ｍｉｏａｏａｅａ和ｃｂｎ＠ｒ
纺织品（国Ｍｉｏａ美ｃｂｎ国际公司），含有三氯新抗菌剂。ｒ等都其或是在整理阶段被加入，或是在挤压成丝过程中与纤生物尤其是真菌，高度有效。

纺织品的抗菌性能与市场趋势

纺织品的抗菌性能与市场趋势在我们的日常生活中，纺织品无处不在，从衣物到床上用品，从窗帘到毛巾。

而随着人们对健康和卫生的关注度不断提高，具有抗菌性能的纺织品逐渐成为市场的新宠。

那么，什么是纺织品的抗菌性能？它又是如何实现的？当前的市场趋势又是怎样的呢？首先，我们来了解一下纺织品抗菌性能的定义。

简单来说，抗菌性能指的是纺织品抑制或杀灭微生物（如细菌、真菌、病毒等）生长和繁殖的能力。

这些微生物在适宜的环境中会迅速滋生，不仅可能导致纺织品产生异味、变色、变形等问题，还可能对人体健康造成潜在威胁，例如引发皮肤感染、过敏反应等。

实现纺织品抗菌性能的方法多种多样。

一种常见的方式是在纤维制造过程中添加抗菌剂。

这些抗菌剂可以与纤维原料均匀混合，从而使制成的纺织品具有持久的抗菌效果。

另一种方法是对纺织品进行后整理处理，将抗菌剂通过浸渍、涂层等方式附着在纺织品表面。

此外，还有一些新型的技术，如利用纳米技术将抗菌物质嵌入到纤维结构中，或者通过生物技术对纤维进行改性，使其具有天然的抗菌性能。

那么，具有抗菌性能的纺织品在市场上的表现如何呢？近年来，市场对这类产品的需求呈现出持续增长的态势。

这主要得益于人们健康意识的增强以及生活方式的改变。

在医疗领域，抗菌纺织品的需求尤为突出。

医院是各种病菌滋生和传播的高风险场所，医护人员的工作服、病人的床单被褥等都需要具备良好的抗菌性能，以减少交叉感染的风险。

此外，一些医疗用品，如口罩、手术衣等，也对抗菌性能有着严格的要求。

在运动和户外领域，抗菌纺织品也受到了消费者的青睐。

运动时人体会大量出汗，为细菌的生长提供了有利条件。

具有抗菌性能的运动服装和鞋袜能够有效地减少异味和细菌感染，提高穿着的舒适度和健康性。

同样，在户外活动中，人们暴露在各种环境中，抗菌的户外装备能够提供更好的保护。

在家庭生活中，消费者对具有抗菌性能的床上用品、毛巾、内衣等的需求也在不断增加。

特别是在疫情期间，人们更加注重家庭卫生，抗菌纺织品成为了许多家庭的选择。

抗菌纺织品的发展趋势是啥

抗菌纺织品的发展趋势是啥
随着人们对卫生和健康意识的提高，抗菌纺织品在市场中的需求不断增长。

未来抗菌纺织品的发展趋势包括：
1. 新型抗菌技术：传统的抗菌纺织品常常采用化学药剂进行抗菌处理，但这些药剂可能存在安全和环境问题。

未来的抗菌纺织品发展将倾向于使用新型抗菌技术，如纳米技术、抗菌纤维和天然材料等。

这些技术能够更有效地杀灭细菌，同时具有较低的环境污染和无毒性。

例如，纳米颗粒可以在纺织品表面形成抗菌层，从而抑制细菌的生长。

2. 功能多元化：未来的抗菌纺织品将更加注重功能多元化。

除了抗菌功能外，可能还具有防臭、吸湿排汗、防紫外线等特性，以满足消费者对高品质纺织品的需求。

3. 持久性和耐洗性：传统的抗菌纺织品在经过一定次数的清洗后，抗菌效果会逐渐减弱。

未来的发展趋势将注重提高抗菌纺织品的持久性和耐洗性，使其抗菌效果在多次清洗后仍能保持较高水平。

4. 应用领域扩大：当前抗菌纺织品主要应用于医疗、卫生和运动领域。

未来将会扩大到更多领域，如家居纺织品、服装、鞋袜等。

抗菌功能的应用领域扩大将进一步推动市场需求的增长。

5. 生态环保：未来抗菌纺织品的发展趋势还将注重生态环保。

从生产过程到使用后的处理，抗菌纺织品将更加注重环境友好和可持续发展。

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析在现代社会，纺织品不再仅仅是满足基本的遮体和保暖需求，人们对其功能性提出了越来越高的要求。

功能性整理技术的出现和不断发展，为纺织品赋予了更多独特的性能和价值。

本文将深入探讨纺织品功能性整理技术的研究现状，并对其应用进行详细分析。

一、功能性整理技术的分类1、防水防油整理这种整理技术使纺织品表面形成一层低表面能的薄膜，水滴和油滴难以在其表面润湿和渗透。

常见的防水防油整理剂有含氟化合物和有机硅等。

经过处理的纺织品，如户外运动服装、厨房用纺织品等，能够有效地抵御雨水和油污的侵袭，保持干爽和清洁。

2、抗菌防臭整理通过在纺织品中添加抗菌剂，抑制细菌、真菌等微生物的生长和繁殖，从而达到抗菌防臭的效果。

常用的抗菌剂有银离子、季铵盐类和壳聚糖等。

抗菌防臭纺织品在医疗、卫生、运动等领域具有广泛的应用，能够减少异味产生，降低感染风险。

3、抗紫外线整理紫外线对人体皮肤有一定的伤害作用，抗紫外线整理技术可以使纺织品有效地阻挡紫外线的穿透。

通常采用添加紫外线吸收剂或反射剂的方法，如二苯甲酮类、苯并三唑类化合物等。

此类纺织品如防晒服、遮阳伞等，能为人们提供更好的紫外线防护。

4、阻燃整理为了提高纺织品的防火性能，阻燃整理技术应运而生。

通过在纤维或织物表面施加阻燃剂，改变其燃烧性能，延缓火焰蔓延，减少火灾危害。

常见的阻燃剂有无机阻燃剂（如氢氧化镁、氢氧化铝）和有机阻燃剂（如磷系、氮系化合物）。

5、吸湿排汗整理使纺织品具有良好的吸湿和排汗功能，能够快速吸收人体汗液并将其扩散到织物表面蒸发，保持皮肤干爽舒适。

常用的方法有对纤维进行改性处理或使用特殊的织物组织结构。

运动服装和内衣等常采用这种整理技术。

二、功能性整理技术的原理1、物理作用通过在纺织品表面形成物理屏障，如薄膜、涂层等，实现防水、防油、抗紫外线等功能。

物理作用通常不改变纺织品的化学结构，但可能会影响其手感和透气性。

2、化学作用整理剂与纤维发生化学反应，形成共价键或离子键结合，从而赋予纺织品特定的功能。

国外纺织品整理技术最新进展_李戎

2. 机械手感整理机械手感整理是利用机械方式松弛织物结构，经多次拍打、轧压降低织物刚度，增加织物表面的丰满度和蓬松度。意大利Biancalani（白卡拉尼）公司推出的新型连续平幅式转笼烘干机Airo®24将烘干能力、生产效率、多功能性以及著名的爱乐®手感结合为一体。其工作原理是利用文丘里管的风动原理，将加温的热气流充进文丘里管，吸进面料，并在加速度中将面料加以揉搓，然后面料在被喷出文丘里管时，失压状态下得以膨化。在面料撞击到栅板时又得以适度的撞击摔打。文丘里管内壁形成的气流边界层对面料起到充分的气垫保护作用，使面料得到有力但又柔和的处理。在处理过程中，织物与气流、织物与管壁、织物与织物、织物与栅格，甚至织物与处理液之间不断摩擦、揉搓、拍打以及在助剂的作用下，使纤维的内应力彻底消除，产生蠕动、蓬松，甚至微纤化，从而使织物获得活络、柔软、蓬松的手感。其他的手感整理设备有：Biancalani的Petra织物滑爽整理机（也称Petra仿麂皮起绒机），是在磨毛辊和织物接触的一面包上特制的金刚砂皮；意大利Lafer公司的麂皮起绒机采用了合成金刚石砂纸（Carbosint金刚砂）起绒；意大利Pentek（磐钛）公司的绳状平幅两用柔软整理机EnAIRgy （爱能极）等。 3. 防缩整理纤维在润湿溶胀过程中，直径的增大幅度远远大于长度方向的增加幅度，即纤维（尤其是亲水性纤维）溶胀的异向性。纤维在纺纱、织造及染整加工过程中，受外力拉伸，形成高度取向的分子构象，纤维内部产生内应力。烘燥过程会使其伸长状态及应力被固定，使纤维处于一种热力学不稳定的“干燥定形”形变状态。润湿时，在内应力作用下，纤维发生收缩。以上两种情况都会导致纺织品在湿处理时，纵向和横向尺寸发生变化而造成面积的明显收缩，即缩水的现象。缩水导致纺织品的变形，严重影响纺织品的使用性能和外观。由于湿处理是织物服用过程中最普遍的应用环境，缩

纺织品抗菌性能的研究进展

纺织品抗菌性能的研究进展在我们的日常生活中，纺织品无处不在，从衣物到床上用品，从窗帘到毛巾。

随着人们对健康和卫生的关注度不断提高，纺织品的抗菌性能逐渐成为研究的热点。

具有抗菌性能的纺织品能够有效地抑制细菌、真菌和其他微生物的生长和繁殖，从而减少感染和疾病传播的风险，为我们的生活提供更健康、更舒适的环境。

一、抗菌纺织品的作用及意义抗菌纺织品的主要作用是防止微生物在纺织品上的滋生和传播。

微生物如细菌和真菌在适宜的条件下会迅速繁殖，不仅会导致纺织品产生异味、变色和损坏，还可能引发人体的过敏反应和感染疾病。

例如，在医疗机构中，使用具有抗菌性能的纺织品可以降低交叉感染的风险；在运动服装中，抗菌功能可以减少汗水滋生的细菌，防止异味产生，保持衣物的清新；在家居用品中，抗菌的床上用品和毛巾能够提供更清洁、卫生的生活环境。

二、抗菌剂的种类及特点目前，用于纺织品的抗菌剂种类繁多，主要包括天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。

天然抗菌剂主要来源于植物、动物和微生物，如壳聚糖、芦荟提取物、茶树精油等。

这类抗菌剂具有良好的生物相容性和安全性，对环境友好，但抗菌效果相对较弱，且稳定性较差。

有机抗菌剂包括季铵盐类、双胍类、卤胺类等。

它们具有较强的抗菌活性，但其耐热性和耐久性往往不够理想，而且部分有机抗菌剂可能存在一定的毒性和刺激性。

无机抗菌剂主要有金属离子（如银、铜、锌等）及其化合物。

其中，银离子的抗菌性能尤为突出。

无机抗菌剂具有抗菌效果持久、耐热性好等优点，但成本相对较高。

三、抗菌纺织品的制备方法为了使纺织品获得抗菌性能，目前主要有以下几种制备方法：1、后整理法这是一种较为常见的方法，将纺织品浸泡在含有抗菌剂的溶液中，通过吸附、交联等作用使抗菌剂附着在纤维表面。

这种方法工艺简单、成本较低，但抗菌剂与纺织品的结合牢度往往不够理想，容易在使用过程中流失，从而影响抗菌效果的持久性。

2、共混纺丝法将抗菌剂与聚合物原料在熔融或溶液状态下共混，然后进行纺丝。

纺织品抗菌整理新进展(一)

垫和女式内衣。与抗菌服装相比，抗菌纤维的市场更加广阔，
在户外纺织品、空气过滤器、汽车用纺织品、家居装饰织物和医
用纺织品中均有应用。反过来，这些高需求也促使人们对此展开了深入的研发。Ｐｒａ、ｏｈ和Ｗｉｉｍ等人简单回顾了早ｕｗｒＪｓｉｌａｓｌ期的抗菌纺织品研究工作。之后，很多相关论文和专利也相继发表。本文总结了采用各种活性剂，对合成纤维、棉和毛织物或纤维进行抗菌整理的最新进展，以及抗菌效果的评价方法。主要生产商已向市场推出了众多的抗菌纺织产品。本文将例举这些产品中使用的活性剂及其应用方法。
染和轧－焙工艺，烘一已被用于天然纤维和合成纤维的生物杀灭
类（如三氯新和ＰＭＢ）Ｈ抗菌剂整理。浸轧、喷雾和泡沫整理方式，也被用于纺织品的硅基季铵盐ＡＭ５０Ｅ７０抗菌整理。另外，也有报道很多其它的方法，如纳米溶胶、壳结构纳米粒子的核一应用；将生物杀灭剂与纤维共价键结合进行化学改性；采用交联剂将活性剂固着在纤维上，以及聚合接枝法等。下面将对这
溶胶一凝胶法是一种新型抗菌整理方式，它可用于加工各
种性能的材料，如超细粉末、片陶瓷和玻璃、瓷纤维、机单陶无膜、薄膜涂层和气溶胶等。人们已对溶胶．凝胶法在涂层等方
维普资讯
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印染（０８Ｎ．９２０ｏ１）

抗菌纤维及抗菌纺织品讲述

该法是将抗菌剂的超细粉末作为添加剂迚行纺丝此时抗菌剂迚入到纤维的内部故耐洗涤性能好抗菌效果持续时间长但纤维改性法对抗菌剂的要求较高抗菌剂必须在水碱和酸里的溶解度极低化学稳定性好耐强酸碱和氧化剂热稳定性好因此目前抗菌添加剂多为载银陶瓷颗粒或者载银沸石
抗菌纤维及抗菌纺织品
07染整（1）班孙基源
抗菌纤维
和剂量相关

注: + 表示有效; + + + 表示高效; - 表示无效。测定方法不同,不同抗菌剂间无法进行比较。
2 银的安全性我国民间很早就认识到银有抗菌作用,并记述了银的毒性,

明代医学家李时珍在《本草纲目》中对银的性质有所记述:“生银、味辛、寒、无毒”。从生理学上讲,银不属于人体必需的微量元素,但由于食物和饮水的摄取或者职业的原因,人体内仍然可以检测到银的存在(质量浓度 <213μg/L) 。疾病治疗过程中所使用的含银药膏、绷带或者导尿管等所含的银也会进入人体的循环系统。在大多数情况下,银与人体细胞中的金属硫蛋白作用会形成蛋白络合物,从而减小了银的毒性。含银医用敷料所释放的银除了形成硫化物或氯化物沉淀,与伤口的分泌物反应形成稳定的复合物外,有较少部分也会通过开放的伤口进入人体。研究报道,受伤皮肤吸收的银离子量远高于健康人体的皮肤。从理论上讲,银会沉积于人体的任何组织之中,但只有皮肤、大脑、肝、肾、眼睛和骨髓是目前研究最多的部位。大多数的银主要通过肝和肾排出人体,同时头发和指甲的生长也提供了一个排泄途径。
表1
抗菌剂
三氯生银系季铵盐壳聚糖
用于纺织品的不同抗菌剂性能比较
格兰氏阳性菌格兰氏阴性菌真菌抗药性
有未报道有未报道
皮肤吸收

抗菌在纺织领域的应用

抗菌在纺织领域的应用抗菌纺织品是指在生产过程中添加抗菌剂或将抗菌剂与纤维进行混合，以抑制或杀死细菌、真菌和其他微生物，从而保持纺织品表面清洁和健康。

抗菌纺织品在医疗、餐饮、家居以及户外运动等领域有着广泛的应用。

本文将探讨抗菌在纺织领域的应用，其原理、技术和市场前景等方面。

一、抗菌纺织品的原理和技术1. 抗菌原理抗菌纺织品通常利用抗菌剂在纤维表面形成一层保护膜或将抗菌剂混合到纤维中，通过抗菌剂对细菌、真菌等微生物进行杀灭或抑制，从而实现保持纺织品表面清洁的效果。

常见的抗菌剂包括银离子、氧化锌、硫化铜等。

这些抗菌剂在与微生物接触时，会破坏微生物的细胞结构，阻断微生物的代谢过程，从而达到抑制或杀死微生物的效果。

2. 抗菌技术抗菌技术包括纺纱、织造和后整理等环节。

在纺纱过程中，可以将抗菌剂与纤维原料进行混合，或者将抗菌剂加入纺丝溶液中，使得纤维本身就具有抗菌性能。

在织造过程中，可采用特殊的织造结构，增加抗菌效果。

在后整理过程中，通过热处理、涂覆等手段，将抗菌剂固定在纺织品表面，提高抗菌效果和耐洗性能。

二、抗菌纺织品在医疗领域的应用1. 医用服装医用服装中的抗菌纺织品主要用于手术室、洁净室等对卫生要求较高的环境。

抗菌纺织品可以有效阻止病原微生物在医护人员和病人之间传播，从而降低交叉感染的风险。

抗菌纺织品还可以减少医护人员对服装的频繁更换，提高工作效率。

2. 医用绷带和敷料医用绷带和敷料是医疗领域中常见的抗菌纺织品应用。

通过添加抗菌剂，使得绷带和敷料具有抗菌性能，可以预防伤口感染，促进伤口愈合。

抗菌绷带和敷料还能够减少更换次数，降低医疗成本。

三、抗菌纺织品在家居领域的应用1. 家居纺织品抗菌纺织品在家居领域主要应用于床上用品、毛巾、坐垫等产品。

床上用品和毛巾的抗菌性能可以有效抑制床上细菌和霉菌的生长，保持床品清洁卫生。

而抗菌坐垫则可有效去除异味、防止霉菌滋生，保持家居空气清新。

2. 厨房用品在厨房领域，抗菌纺织品主要应用于抹布、洗碗巾等清洁用品。

纺织品的抗菌性能与应用前景

纺织品的抗菌性能与应用前景在我们的日常生活中，纺织品无处不在，从我们贴身穿着的衣物到家居装饰的布料，从医疗领域的敷料到工业生产中的特殊防护材料。

随着人们对健康和生活质量的要求不断提高，纺织品的抗菌性能逐渐成为了一个备受关注的焦点。

具有抗菌性能的纺织品不仅能够为我们提供更加清洁、卫生的使用体验，还在医疗、卫生、运动等多个领域展现出了广阔的应用前景。

一、纺织品抗菌性能的实现方式要使纺织品具备抗菌性能，通常有以下几种主要的实现方式：1、抗菌剂整理这是目前应用较为广泛的方法之一。

通过在纺织品的后整理过程中，使用抗菌剂对织物进行处理，使其能够附着在纤维表面或渗透到纤维内部。

抗菌剂的种类繁多，包括有机抗菌剂（如季铵盐类、胍类等）、无机抗菌剂（如银离子、铜离子等金属离子）以及天然抗菌剂（如壳聚糖、艾草提取物等）。

有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌效果显著的优点，但部分有机抗菌剂可能存在耐热性差、易分解等问题。

无机抗菌剂则具有稳定性好、抗菌持久等优点，但成本相对较高。

天然抗菌剂由于来源天然，具有较好的安全性和生物相容性，但抗菌效果可能相对较弱。

2、纤维改性通过对纤维进行化学或物理改性，使其本身具有抗菌性能。

例如，在纤维的聚合过程中添加具有抗菌功能的单体，或者对纤维进行表面处理，引入抗菌基团。

这种方法可以使抗菌性能更加持久，但技术难度和成本相对较高。

3、混纺抗菌纤维将具有抗菌性能的纤维与普通纤维进行混纺，从而使纺织品获得一定的抗菌效果。

常见的抗菌纤维有银纤维、铜纤维等。

这种方法相对简单易行，但抗菌效果可能会受到混纺比例等因素的影响。

二、纺织品抗菌性能的评价指标为了准确评估纺织品的抗菌性能，需要一系列科学的评价指标：1、抗菌率这是最常见的评价指标之一，表示在一定条件下，纺织品对特定细菌或真菌的抑制或杀灭能力。

通常以百分比的形式表示，抗菌率越高，表明抗菌性能越好。

2、抑菌圈直径通过在培养基上观察抑菌圈的大小来评价抗菌性能。

纺织品抗菌性能简述

摘要抗菌纤维及织物是指对细菌、真菌及病毒等微生物有杀灭或抑制作用的纤维或织物，其目的不仅是为了防止纺织品被微生物沾污而损伤，更重要的是为了防止传染疾病，保证人体的健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率，使纺织品获得卫生保健的新功能。

本文简述了抗菌纺织品的发展历程，现状及应用前景。

并且介绍了抗菌剂的选择及评价。

关键词：抗菌；发展历程；抗菌剂；应用前景ABSTRACTAntimicrobial fibers and fabrics refers to bacteria, fungi and viruses and other microorganisms have to kill or inhibit the fiber or fabric, which aims not only to prevent microbial contamination and damage to textiles is more important is to prevent infectious diseases, to ensure that the human body health and comfort, reducing cross-infection rates public environment, so that access to health care textiles new features.This paper describes the development of antimicrobial textile history, current situation and prospects. And describes the selection and evaluation of antimicrobial agents.Keywords:Antibacterial; development process; antibacterial agent; application prospects1 前言近一个多世纪以来，在经济发展的背后，人们忽视了环境污染与人类健康的紧密关系，世界范围内的生态环境和微生物环境遭到了严重污染。

浅析生态纺织染整技术及其发展方向

浅析生态纺织染整技术及其发展方向摘要：在全社会积极强调生态环保的背景下，纺织业也需要在实际的染整工作中能够向环保方向发展。

在实际工作中，要结合实际，做好染整工艺的生态研究，更好地满足生态生产的要求。

本文对生态纺织品染整技术及其发展趋势进行了研究。

关键词：生态纺织；染整技术；发展动向1引言在纺织企业的生产中，染整是一个重要的生产环节，对实际的产品质量和效果起着重要的作用。

同时，这是一个对环境危害极大的工作环节。

在加工过程中，将使用更多对环境有害的染料和化学品，生产过程中将消耗更多的能源。

这是一个高污染、高耗能的行业，中国今天重点监管。

在新的市场发展要求下，要求纺织企业积极做好技术研究和应用，实现自身的绿色可持续发展。

2技术发展现状2.1纳米技术近年来，纳米技术在中国取得了快速发展，并已应用于纺织行业。

目前，纳米材料在纺织行业的应用主要集中在材料的染整和纳米纤维的制备上。

在染整方面，纳米技术主要应用于后整理阶段。

随着功能性整理剂的应用，纺织品可以通过涂布、吸收和浸轧而具有特殊功能。

例如，它在纳米抗菌剂中有很好的应用。

对于天然抗菌剂，使用安全，但在色牢度和耐热性方面存在缺陷。

虽然合成抗菌剂具有良好的抗菌效果，但毒性更大，耐久性较差。

目前，一些研究人员对银纳米粒子的抗菌性能进行了积极研究。

通过应用银纳米复合材料，织物可以具有更好的抗菌性能。

同时，在实际穿着过程中，纺织品很可能会被染色，从而影响其性能和外观。

在这种情况下，可以通过应用纳米TiO2和SiO2来完成纺织品。

SiO2材料的应用可以降低纺织品的表面张力，从而使油和污水只能附着在织物表面，降低进入织物的概率。

在紫外光的激发下，TiO2具有良好的氧化降解和光催化性能。

它可以分解布料上的有机污垢和油，并在它们变成水和二氧化碳后蒸发，从而确保纺织品的清洁度。

通过应用这些材料，织物可以具有更好的耐油和耐水性能。

2.2防紫外线染整近年来，抗紫外线纺织品取得了较快的发展。

纺织品的功能整理及功能整理剂

纺织品的功能整理及功能整理剂纺织品是指利用纤维材料通过编织、织布、针织、非织造等工艺制成的各种布料和制品。

正因为纺织品的多样性和广泛应用，人们对其功能的需求也逐渐增加。

纺织品的功能可以通过添加功能整理剂来实现。

下面是一些常见的纺织品功能整理及相应的功能整理剂。

1.抗菌功能：纺织品添加抗菌整理剂可以抑制细菌的生长，减少各类致病菌的滋生，保持纺织品的清洁卫生。

常见的抗菌整理剂有光触媒抗菌剂、银离子抗菌剂、二氧化钛抗菌剂等。

2.防尘功能：纺织品添加防尘整理剂可以减少纺织品表面的静电吸附，抑制尘埃、灰尘的附着，保持纺织品的整洁。

常见的防尘整理剂有防尘喷剂、防尘饰品等。

3.防水功能：纺织品添加防水整理剂能使纺织品具有防水性能，不易渗水，可以保持人体干燥，防止外来水分的进入。

常见的防水整理剂有氟碳防水剂、硅烷防水剂等。

4.抗UV功能：纺织品添加抗UV整理剂可以起到防晒作用，有效阻挡紫外线的侵害，保护人体皮肤免受紫外线的伤害。

常见的抗UV整理剂有二氧化钛防晒剂、碳黑防晒剂等。

5.抗静电功能：纺织品添加抗静电整理剂可以保持纺织品的导电性能，减少静电产生和积累，避免静电对人体和周围环境的干扰。

常见的抗静电整理剂有抗静电液、抗静电剂等。

6.导电功能：纺织品添加导电整理剂可以使纺织品具有导电性能，用于制作智能纺织品、电子纺织品等。

常见的导电整理剂有导电纤维、导电涂层等。

7.防火功能：纺织品添加防火整理剂可以增加纺织品的耐火性，减少火灾的发生和扩散，保护人身和财产安全。

常见的防火整理剂有阻燃剂、防火涂料等。

8.凉感功能：纺织品添加凉感整理剂可以降低纺织品的表面温度，使穿着者感到凉爽，适用于夏季高温时穿着。

常见的凉感整理剂有凉感剂液、凉感纤维等。

9.柔软功能：纺织品添加柔软整理剂可以改善纺织品的手感，使其更加柔软、舒适，增加穿着者的舒适感。

常见的柔软整理剂有柔顺剂、液态柔软剂等。

10.抗皱功能：纺织品添加抗皱整理剂可以减少纺织品的皱褶，增加纺织品的平整度，方便使用和保持良好的外观。

纺织品常用的抗菌整理剂的应用综述

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。

2024年抗菌面料市场分析现状

2024年抗菌面料市场分析现状1. 引言抗菌面料是近年来广泛应用于纺织品行业的一种新型材料。

随着全球疾病传播的不断加剧，人们对于生活环境和个人卫生的关注度日益提高，抗菌面料受到越来越多消费者的青睐。

本文将对抗菌面料市场的现状进行详细分析。

2. 抗菌面料的概述抗菌面料是一种能够抑制细菌和其他微生物生长的特殊纺织物。

它通过在纺织品中添加抗菌剂或使用特殊纤维材料，从而实现抗菌效果。

在医疗、家居、服装等领域广泛应用。

3. 抗菌面料的市场规模及发展趋势据市场研究机构统计，全球抗菌面料市场规模正在不断扩大。

预计在未来几年内，该市场将保持较高的增长率。

这主要得益于以下几个因素：•健康意识的提高：随着疾病预防和卫生意识的增强，消费者对抗菌面料的需求不断增加。

•医疗行业的需求增加：医疗行业对抗菌面料的需求量大，包括医用服装、床上用品等。

•家居市场的发展：随着人们对室内空气质量的关注程度提高，抗菌面料在家居布艺等领域的应用呈现出良好的市场前景。

4. 抗菌面料的应用领域抗菌面料在各个领域的应用呈现出不同的特点和需求：4.1 医疗领域医疗领域是抗菌面料市场的重要应用领域之一。

医用服装、手术布、床上用品等抗菌面料产品在医院和医疗机构中广泛使用。

这些产品能够有效抑制病菌传播，降低医患感染的风险。

4.2 家居领域在家居领域，抗菌面料主要应用于床上用品、沙发垫、窗帘等产品中。

这些产品能够有效防止细菌、真菌和其他微生物的滋生，提升室内环境的卫生水平。

4.3 服装领域在服装领域，抗菌面料主要应用于内衣、袜子、运动服等产品中。

这些产品能够抑制细菌滋生，减少异味和过敏反应。

5. 抗菌面料行业的竞争格局目前，全球抗菌面料市场竞争激烈。

市场上存在着多家知名抗菌面料生产商和供应商。

市场竞争主要体现在技术创新、产品质量、售后服务和价格等方面。

针对不同的应用领域，企业需要满足客户需求，提供定制化的解决方案。

6. 抗菌面料市场的发展趋势随着科技的进步和消费者健康意识的提高，抗菌面料市场有望在未来几年内保持较高增长。

抗菌纺织品现状及进展

ＡｂｔａｔＩｈｓｐｐｒｔｅｐｏｅｓｎｅｈｄｆｎｉａｔｒａａｒｓｔｅａｔａｔｒａｇｎｓｕｕｌｐｌｄｓｒｃ：ｎｔｉａｅ，ｈｒｃｓｉｇｍｔｏｓｏｔｃｅｉｌｆｂｉ，ｈｎｉｃｅｉｌｅｔｓａｌａｐｉａｂｃｂａｙｅａｄｔｅｒｎｉｃｏｉｌｃａｉｍｓｗｅｅｐｅｅｔｄＩｄｉｏ，ｈｓｔｏｓｏｅａｔｉｒｂａｃｉｉｆｎｉａｔｈｍｉｒｂａｍｅｈｎｓｒｒｓｎｅ．ｎａｄｔｎｔｅｔｔｉｅｍｅｈｄｒｈｎｉｃｏｉｌｔｔｏｆｔｍａｖｙ
ＰｒｓｎｔＳｔｔｎｄＤｅｌｐｍｅｔｏｅｅａｕｓａｖｅｏｎｆｔＡｎｔｂａｔｒａｂｒｃｈｅｉｃｅｉｌＦａｉｓ
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１抗菌纺织品的加工
抗菌纺织品的加工主要有两种方法：一是用抗菌纤维制得抗菌纺织品；是通过对织物进行抗菌后二处理获得。用抗菌纤维制得的抗菌纺织品具有抗菌效果持久，耐洗性好等优点，但是加工抗菌纤维对抗