抗菌整理剂是一门牵涉面十分广阔的边缘学科,涉及染整、化工、医学、微生物学等诸多许可。该技术将抗菌整理剂应用于纺织品上,可以给织物提供不同程度的抗菌功能。抗菌整理中所使用的抗菌剂有许多不同,包括其自身的化学性质、使用方法、作用方式、对人类及环境的影响以及表现在不同纤维上的持久性、成本以及如何与不同的微生物发生作用等。
纺织品抗菌卫生整理剂的分类
(1)按抗菌剂的结构分类:一般分为三类,即有机类、无机类和天然生物抗菌剂三大类型。
无机抗菌剂:耐热性好,但用于纺织品后整理时难以获得耐久的效果,并且大部分品种存在重金属毒性问题。无机抗菌剂以新型光催化型和载银的纳米复合型抗菌材料为主要发展趋势,其中光催化型无机抗菌剂依赖光致激发的强氧化自由基而起杀菌作用;载银等金属离子型抗菌剂通过与活性基团如硫基键合或置换金属离子辅基等方式使微生物的生命活性物质失活而起到抗菌作用。
有机抗菌剂:以开发专效于生物分子(如微生物代谢酶、膜受体等)的抗菌剂为其拓展方向,其通过作用于细胞壁和细胞膜系统、生化反应酶、遗传物质等达到抗抑或杀菌作用。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。
天然生物抗菌剂:来源于所有生物体,主要包括多糖、多肽及糖肽聚合物类物质,以及杀菌织物、矿物,是未来抗菌材料的主要发展方向;它们作用于微生物细胞外结构层或酶等生物活性物质,影响微生物的运动、跨膜物质运输或生化反应等。但其应用范围窄,多数严重影响织物的色光;不同的抗菌剂对同一种病原菌有不同的抗菌作用机理和有效性,同一种抗菌剂对于不同的病原菌也有不同的抗菌作用机制和抑制范围,因此为了得到既长效又光谱、既搞笑又安全的抗菌剂,对其抗菌机理的研究十分重要。
(2)按抗菌剂与纤维的结合方式分类:有以下3中类型,并具有不同的溶出特性。
直接吸附性抗菌剂:依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力(分子间的范德华力、氢键、离子键等),实现抗菌剂分子与纤维分子的结合。这类抗菌剂的抗菌物质有聚六亚甲基双胍氯化氢,羟基氯代二苯醚以及某些天然抗菌剂。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释放抗菌剂,使其表面的抗菌剂含量维持在一定水平。这类产品一般耐洗性交叉,溶出性最大。用晕圈法检测有很大的抑菌圈(抑菌圈D>7mm),主要用来生产具有治疗作用的医用杀菌纺织品。
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(也称为交联剂)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聘用。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、纤维分子三者结合起来。为了克服交联树脂造成的手感差的问题,可加入一些改善手感的柔软剂。工作的重点是筛选手感较好的交联树脂和满足印染后整理工艺要求的抗菌剂及其合适的配方。因开发这类抗菌剂相对比较简单,故新型号、新产品不断出现,目前国内外的抗菌整理剂大部分是这种类型。这类产品与纤维分子既有直接亲和力,又有共价键结合,故耐洗性比直接吸附型好很多。经过整理的织物能在一定的湿度下缓缓释放出抗菌物质来,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,虽然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;若追求很高的耐洗涤次数,必须增加使用量,随之交联剂含量增多,必然导致手感及吸湿透气性差,且溶出性较大,即使洗涤多次,用晕圈法检测仍会有不小的抑菌圈。
反应结合型抗菌剂:这类抗菌剂的分子中含有反应性活性基团及抗菌基团,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;另一方面利用抗菌基团在织物表面生成微生物障碍体,杀灭或抑制细菌和真菌的生长。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。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,故具有很高的耐洗涤性。这类抗菌剂开发困难,属于非溶出型抗菌剂,代表着织物抗菌技术的前沿水平及发展方向,目前世界上只有很少数产品投入了应用。国外的典型韩品是美国道康宁公司的专利产品DC——5700。国内的典型产品是北京洁儿爽高科技有限公司的SCJ-877。由于抗菌物质不从纤维分子中溶出,故洗涤一次后,用晕圈法几乎检测不到抑菌圈(抑菌圈D≤1mm),而且整理后的织物手感及吸湿透气性好,能满足高档抗菌纺织品的要求。
纺织品抗菌卫生整理剂的理想特征
抗菌纺织品应具有高效光谱的抗菌能力,持久的抗菌效果,良好的耐洗涤性,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。因此要求抗菌整理剂具备以下特征:
(1)高效抗菌:要求一般纤维及织物中抗菌剂的含量低于3%时,可以确保纤维及织物具有明显的杀灭和抑制微生物的效果。
(2)光谱抗菌:即对包括细菌、霉菌、病毒和酵母菌等在内的微生物都具有抑菌或杀灭作用。
(3)安全性:要求抗菌剂本身无毒性、无皮肤刺激性和过敏性,对使用者不造成任何不良影响,并对环境友好,使用过程和使用后不污染环境。抗菌剂安全性评价指标有急性毒性(如半数致死量),对皮肤、粘膜和眼睛的刺激性等。除急性毒性外,对纺织品用抗菌剂的慢性毒性问题也应引起足够的重视。
(4)耐久性:耐水洗涤,耐干洗,耐磨损,使用寿命长,耐热,耐日照,不易分散失效。
(5)对织物的物理性能无不良影响:抗菌剂的加入不会对纺织品的常规性能产生不良影响,不损伤纤维,不降低织物的透气性,不使织物产生色变,不影响织物的白度,并在存储和使用过程中具有良好的稳定性。
(6)加工性几成本:加工方法简单,价格便宜,成本低廉。
(7)相容性:其它整理剂具有相容性。
来源:纺织品抗菌及防螨整理