纺织用抗菌剂的种类、特性及使用方法

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。

由于该类抗菌剂生产技术难度相对较低，所以国内外生产厂家很多，但产品质量良莠不齐。

严格地说，无机抗菌剂属于溶出型抗菌剂，按照其抗菌成份分，除了几个小类之外，主要有载体结合金属离子型和氧化铁光催化型两大类。

金属离子型无机抗菌剂是将具有抗菌功能的金属离子加载在各种无机天然或人工合成的矿物载体上，使用时载体缓释抗菌活性离子，使制品具有抗菌和杀菌的效果。

其中应用效果最好的金属离子是Ag+、Cu++、Zn++等。

氧化物型抗菌剂是利用N型半导体材料，如:TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、CdS等在光催化下，将吸附在表面的OH-和H2O分子氧化成具有强氧化能力的OH·自由基，对环境中的微生物具有抑制和杀灭作用。

除了以上两种无机抗菌剂以外，还有过氧化物类、无机酸碱类以及可与纤维配位的金属类等。

1·3 天然抗菌整理剂
天然抗菌剂主要来自天然物质的提取物，如壳聚糖来自于天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等动物壳体非常坚硬的部分，经由脱去N-乙酰基获得。

天然抗菌剂的优点是不属于化学制品，是从天然食物或植物中提取或直接使用的，在生产和使用过程中，对环境一般不产生污染危害，生物相容性好，因而受到青睐。

但其缺点也是明显的：160-180℃就开始炭化分解，使应用范围受到很大限制。

常见的天然抗菌产品见表1。

表l 天然抗菌产品
种类产品
壳聚糖如β-1,4-聚葡萄糖胺(脱乙酰壳聚糖多糖)、0-羟甲基壳聚糖(O-CMCh)
日柏醇如UNIKA MCAS-25(微胶囊化的日柏醇)、桧醇等
油脂如蓖麻油、椿树油、花椒油等
海藻类琼脂低聚糖、海藻糖、褐藻胶
植物芦荟、艾蒿、苏紫、蕺、茶叶、竹子
中草药黄连、黄芪、鱼腥草、板蓝根、竹沥、甘草
目前使用的天然抗菌剂处理织物的主要方法之一是微胶囊技术，该技术是将一种或几种天然抗菌提取物的活性成分，包裹在微粒子胶囊中，再固着在织物的纤维里，使其成为卫生保健织物。

一些纤维里的胶囊和皮肤接触摩擦时就爆裂开，散发出香气和抗菌剂等，发挥其卫生保健作用。

对于抗菌微胶囊，通常可改变壁材的组成和厚度，来控制微胶囊抗菌剂的释放速度，延长耐用时间。

应用时可以通过涂层加
工或采用浸轧法与固着剂等一起应用使微胶囊结合在纺织品上。

2 抗菌纺织品的生产方法
抗菌纺织品应具备以下特征：高效广谱的抗菌能力；持久的抗菌效果，耐洗涤、耐磨损；耐热、耐日照、不易分解失效；柔软、透湿、舒适性佳；使用安全，对健康无害，不会对环境造成污染。

虽然抗菌纺织品的种类繁多，但其生产方法可以分为两种：一种方法是将抗菌剂添加到成纤聚合物中，采用共混纺丝法制成抗菌纤维。

共混纺丝法是在纤维聚合阶段或纺丝原液中加入抗菌剂，制得抗菌纤维的方法。

该方法的好处是无需进行后整理，成本较低。

另一种方法是使用抗菌整理剂进行后加工处理的方法。

后整理加工法是将抗菌剂与纤维结合，从而使纺织品具有抗菌的功能。

实验证实，抗菌棉织物的抗菌耐久性好于抗菌合成纤维。

分析其原因，主要是由于纤维芯层的抗菌剂不能迁移到纤维皮层，起不到抗菌作用。

解决该问题的最好方法是制成皮芯结构的抗菌纤维：即在皮层加入抗菌剂，芯层则为普通纤维。

抗菌剂的添加量不能过大，否则会严重影响抗菌纤维的物理指标。

由于这个原因，大大限制了抗菌合成纤维的抗菌效果和使用范围。

2·1 后整理法
抗菌整理是采用浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将抗菌剂施加在纤维上，并使之固着在纺织品中的一种方法。

从机理上看，抗菌纤维的后处理加工法还可分为四种：①反应性树脂将抗菌剂热固定于纤维上；
②以成膜物质为媒介，将抗菌剂固定于织物上；③抗菌剂吸附于纤维；
④纤维的官能团与抗菌剂上的活性基团进行反应，形成牢固的化学
键，使抗菌剂和纤维成为一体。