A第二章：抗菌防臭.ppt

1、第二講：抗菌紡織品,主講：藍(lán)廣芊,第一節(jié):織物微生物學(xué),1.1 衛(wèi)生微生物學(xué) A、人體離不開(kāi)微生物：人體上微生物無(wú)所不在 B、水與微生物：水是微生物傳播的重要介質(zhì) C、醫(yī)院內(nèi)感染：醫(yī)院是微生物交叉感染的重要場(chǎng)所，同時(shí)，醫(yī)院內(nèi)的紡織用品是醫(yī)院內(nèi)感染的重要媒介。 D、織物與微生物： 日常使用的織物一般都存在著微生物， 汗水是微生物在穿著的織物上快速繁殖的重要介質(zhì) 合成纖維比天然纖維更容易滋生微生物 普通的洗滌對(duì)致病的微生物無(wú)法有效去除,1.2 微生物對(duì)人體的危害,1.2.1 微生物的種類(lèi) A、細(xì)菌：包括革蘭氏陰性菌，革蘭氏陽(yáng)性菌 B、真菌：包括霉菌，日常所吃的蘑菇類(lèi)也屬于真菌 C、病毒：它是一種具

2、有蛋白質(zhì)外殼的非細(xì)胞性生物，屬于專(zhuān)性寄生生物，進(jìn)入宿主細(xì)胞才能存活和自我復(fù)制，對(duì)人體具有極大的危害性,如：流感病毒，乙肝病毒，艾滋病病毒等等。 D、藻類(lèi)：是一類(lèi)多細(xì)胞微生物，有水和陽(yáng)光才能生長(zhǎng)可以在織物上生長(zhǎng)。,1.2.2 微生物的危害,A、微生物的大量繁殖帶來(lái)異味 B、真菌的大量繁殖造成香港腳，浴室發(fā)霉，床褥真菌感染等 C、致病微生物通過(guò)織物感染傷口,1.2.3 常見(jiàn)的對(duì)人體危害的微生物,A、志賀菌屬：革蘭氏陰性，需氧，無(wú)芽孢的桿菌，常引起人類(lèi)細(xì)菌性痢疾 B、埃希氏菌屬：革蘭氏陰性，需氧，能運(yùn)動(dòng)的，如大腸桿菌；常引起腹瀉，敗血癥等 C、沙門(mén)氏菌：革蘭氏陰性，常引起傷寒，敗血癥等 D、假單胞菌

3、屬：革蘭氏陰性，無(wú)芽孢，常引起軟組織感染，敗血癥等 E、微球菌屬和葡萄球菌屬：革蘭氏陽(yáng)性，如：金黃色葡萄球菌，常引起傷口感染，腹瀉等 F、白色念珠菌菌屬：一種容易感染的真菌，常引起痢疾，組織感染等,大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,第二節(jié)：抗菌紡織品的發(fā)展,2.1 抗菌紡織品產(chǎn)生的背景 A、最早的抗菌紡織品木乃伊的裹尸布 B、二戰(zhàn)時(shí)期人們開(kāi)始注意殺菌劑 C、20世紀(jì)50年代開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)發(fā)抗菌整理劑 D、 20世紀(jì)70-80年代抗菌紡織品發(fā)展、也受到置疑 F、20世紀(jì)90年代以來(lái)抗菌紡織品進(jìn)入一個(gè)新的地發(fā)展時(shí)期,2.2 目前亟待解決的問(wèn)題,A、抗菌譜的問(wèn)題： 不同的微生物有不同的生物結(jié)構(gòu)，單一抗菌劑很難

4、具備廣譜的抗菌作用。 B、耐久性的問(wèn)題：許多抗菌劑與織物的結(jié)合不牢固，抗菌性能隨著水洗的次數(shù)增加，效果減弱。 C、安全性的問(wèn)題：有些抗菌劑雖然有良好的的抗菌性能，但是不符合環(huán)保性能。,3 抗菌作用總機(jī)理概述,3.1 有控釋放機(jī)理,整理后的織物，在一定的濕度下，會(huì)緩慢地、有控制地釋放出抗菌劑。 除了用化學(xué)方法來(lái)產(chǎn)生有控制的釋放殺菌劑外，還可使用微膠囊技術(shù)。 將有效的化學(xué)藥劑包在樹(shù)脂防護(hù)層中間，經(jīng)水淋或紫外線(xiàn)照射。,2.2 再生機(jī)理,在織物上加一層化學(xué)整理劑，再生形成有效的殺菌劑。,抗菌織物，在含漂白劑的水洗過(guò)程或經(jīng)紫外線(xiàn)照射后，能再生形成有效的殺菌劑，使織物表面的抗菌劑能維持在一定濃度而具有持久

5、抗菌性,2.3 阻隔機(jī)理,在織物表面生成生物障礙體，防止微生物穿過(guò)織物，達(dá)到靜態(tài)抑菌的效果。,通過(guò)將某種陽(yáng)離子物質(zhì)與纖維結(jié)合，在織物表面生成生物障礙體,3 抗菌劑的分類(lèi)與作用機(jī)理,3.1 抗菌劑的概念 （1）、抗菌劑、消毒劑、滅菌劑 抗菌劑：能夠在一定時(shí)間內(nèi)，使某些微生物（細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類(lèi)及病毒等）的生長(zhǎng)或繁殖保持在必要水平以下的化學(xué)物質(zhì) 消毒劑：能夠殺滅一般病原微生物的方法，叫消毒。消毒通常只對(duì)細(xì)菌的繁殖體有效，而對(duì)芽孢無(wú)殺滅作用，具有消毒作用的藥物稱(chēng)為消毒劑 滅菌劑：將物體上所有微生物（包括病原菌和非病原菌）的繁殖體和芽孢全部殺滅，使其達(dá)到滅菌要求的制劑叫滅菌。,（2）評(píng)估抗菌劑的

6、兩個(gè)重要指標(biāo),最低抑菌濃度(Minimum Inhibitory Concentration，MIC)： 系指抑制細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的最低濃度,一般用抗菌藥物的最低抑菌濃度來(lái)表示病原菌對(duì)抗菌藥物的敏感度(簡(jiǎn)稱(chēng)藥敏)，常用g/ml或mg/L表示 。 最低殺菌濃系指度(Minimum Bactericial Concentration,MBC)： 系指殺死細(xì)菌的最低藥物濃度，常用g/ml或mg/L表示,（3）抗菌劑應(yīng)具備的特點(diǎn) ：,a.抗菌能力強(qiáng)和廣譜抗菌性； b. 特效性，既耐洗滌、耐磨損、壽命長(zhǎng)； c. 耐候性：既耐熱、耐日照，不宜分解失效； d. 與其他整理劑的相容性好 e. 安全性好，對(duì)健康無(wú)

7、害，不造成對(duì)環(huán)境的污染； f. 細(xì)胞不易產(chǎn)生耐藥性。 g.加工方法簡(jiǎn)單，成本低廉 h.對(duì)織物性能無(wú)不良影響,3.2 抗菌劑的作用原理和方式,（1） 抗菌劑的作用原理： A、使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)代謝失活 B、與細(xì)胞蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能 C、抑制孢子生長(zhǎng)，阻斷DNA合成，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng) D、極大的加快磷酸氧化還原體系，打亂細(xì)胞正常生長(zhǎng) E、破壞細(xì)胞內(nèi)的能量釋放 F、阻礙電子轉(zhuǎn)移體系及氨基酸生成,抗菌劑有多種分類(lèi)方法，這里按照材料來(lái)源分為無(wú)機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑,3.1 無(wú)機(jī)抗菌劑及其抗菌機(jī)理,優(yōu)點(diǎn)：耐熱性、持久性、連續(xù)性和安全性等 缺點(diǎn)：添加量較大、成本較高、易變色等,3.1.1 金

8、屬元素抗菌材料及其抗菌機(jī)理3.1.1.1 金屬元素抗菌劑,金屬元素抗菌劑有銀系、鈦系、銅系、鋅系等，與有機(jī)抗菌劑相比具有耐高溫性(600) 能。,無(wú)機(jī)抗菌劑主要是利用銀、銅、鋅、鈦、汞、鉛等金屬及其離子的殺菌或抑菌能力制得的抗菌劑。,而銅類(lèi)化合物往往帶有較深的顏色，也限制了其作為抗菌劑使用的范圍。,由于汞、鉛等金屬及其化合物的毒性較強(qiáng)，不適合作為普通場(chǎng)合的抗菌劑使用,銀離子無(wú)毒、無(wú)色，屬抑菌能力較強(qiáng)的品種之一，所以目前制備無(wú)機(jī)抗菌劑以銀離子及其化合物為多，由于銀鹽具有很強(qiáng)的光敏反應(yīng)，遇光或長(zhǎng)期保存都極易變色，接觸水時(shí)Ag+ 易析出而導(dǎo)致抗菌有效期短，很難具有使用價(jià)值。,為了解決這些問(wèn)題，人們采

9、用內(nèi)部有空洞結(jié)構(gòu)而能牢固負(fù)載金屬離子的材料或能與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物的材料作為載體等手段來(lái)解決銀離子變色問(wèn)題，控制離子釋放速率，提高離子在材料中分散性以及離子和材料的相容性問(wèn)題。,根據(jù)載體的類(lèi)型，可分為沸石抗菌劑、硅膠抗菌劑、膨潤(rùn)土抗菌劑、磷酸復(fù)鹽抗菌劑等。,抗菌成分引入載體的方法有離子交換法、熔融法和吸附法等。以磷酸復(fù)鹽為載體的銀系無(wú)機(jī)抗菌劑的特點(diǎn)是高效廣譜抗菌，可防止環(huán)境中的細(xì)菌、霉菌和藻類(lèi)生成，用量只是其他無(wú)機(jī)抗菌劑的一半；與樹(shù)脂相容性?xún)?yōu)于沸石型、硅膠型抗菌劑；,以磷酸復(fù)鹽為載體的銀系無(wú)機(jī)抗菌劑具有高透明性；耐高溫；在較寬PH范圍內(nèi)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且能經(jīng)受陰離子表面活性劑多次洗滌，抗菌

10、力不下降；超低毒性。在塑料、化纖、紡織、陶瓷、涂料、造紙等領(lǐng)域均可應(yīng)用。,載銀沸石、載銀鋅沸石、載銀銅沸石等無(wú)機(jī)抗菌劑對(duì)革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌殺滅能力最強(qiáng)。日本用該類(lèi)抗菌劑整理的紡織品品種很多。 無(wú)機(jī)類(lèi)抗菌劑的低毒性，順應(yīng)了人們對(duì)綠色環(huán)保消費(fèi)觀(guān)念的要求，是很有發(fā)展前途的一類(lèi)抗菌防臭劑。,另一類(lèi)無(wú)機(jī)抗菌劑是以二氧化鈦為代表的具有光催化類(lèi)抗菌劑，其特點(diǎn)是耐熱性比較高，必須有紫外光照射和有氧氣或水存在才能起殺菌作用。,金屬氧化物可以做成納米級(jí)殺菌材料，如納米二氧化鈦、納米氧化鋅等，可用于制造抗菌纖維、玻璃、陶瓷、涂料等。 納米無(wú)機(jī)抗菌劑用于織物后整理要解決納米微粒在整理體系中的分散問(wèn)題和與纖維的結(jié)合問(wèn)

11、題。,無(wú)機(jī)納米抗菌劑分兩類(lèi)，一類(lèi)是本身具有抗菌活性的金屬納米氧化物，以TiO2為代表.它們?cè)谧贤饩€(xiàn)照射下,在水和空氣中產(chǎn)生活性氧。具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，能與多種有機(jī)物發(fā)生反應(yīng),從而把大多數(shù)病菌和病毒殺死,因而可將它們應(yīng)用于制作抗菌纖維、玻璃、陶瓷、建筑材料等。,另一類(lèi)是以銀鋅的復(fù)合為主的抗菌體，以超細(xì)TiO2和SiO2等為載體,由于超細(xì)納米級(jí)粉體顆粒的特殊效應(yīng)，大大提高了整體的抗菌效果，使耐溫性、粉體細(xì)度、分散性和功能效應(yīng)都得到了充分發(fā)揮，無(wú)論是塑料制品還是紡織、建筑等行業(yè)都得以廣泛的應(yīng)用。,金屬元素殺滅和抑制細(xì)菌的活性按下列順序遞減： Ag+ Hg2+ Cu2+ Cd2+ Cr3+ Ni2+

12、Pb2+ Co4+ Zn2+ Fe3+,3.1.1.2 金屬元素抗菌機(jī)理,金屬元素以其離子形式起抗菌作用，對(duì)于金屬離子特別是Ag+的抗菌機(jī)理，目前主要有2種觀(guān)點(diǎn)： 接觸反應(yīng)機(jī)理 活性氧機(jī)理,接觸反應(yīng)機(jī)理,因細(xì)胞膜帶負(fù)電荷而與金屬離子發(fā)生庫(kù)侖吸引，即所謂微動(dòng)力效應(yīng),導(dǎo)致金屬離子穿透細(xì)胞膜作用于微生物：,首先，微生物膜外存在高濃度的金屬陽(yáng)離子，改變了正常的生物膜內(nèi)外的極化狀態(tài)，并引起新的離子濃差，從而阻礙或破壞細(xì)胞維持生理所需的小分子和大分子物質(zhì)的運(yùn)輸，如在Na+ K+-泵的驅(qū)動(dòng)作用下糖和氨基酸的運(yùn)送。,其次，重金屬能使大多數(shù)酶失活，可能是絡(luò)合，也可能是與-SH基反應(yīng)，替換出質(zhì)子，甚至破壞或置換維

13、持酶活力所必需的金屬離子，如Mg2+、Fe3+和Ca2+等。,此外，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的金屬離子也可以與核酸結(jié)合，破壞細(xì)胞的分裂繁殖能力。,活性氧機(jī)理,激活吸附在材料表面的空氣或水中的氧，產(chǎn)生羥自由基和(OH)及活性氧離子(O2-)。,3.1.2 光催化抗菌材料及其抗菌機(jī)理3.1.2.1 光催化抗菌劑,目前，光催化抗菌劑主要有TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2和Fe2O3等金屬氧化物。,3.1.2.2 光催化抗菌機(jī)理,光催化又稱(chēng)作光觸媒氧化分解。所謂光觸媒材料，就是通過(guò)吸收光而處于高能狀態(tài)，并以此能量與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料，其代表性的物質(zhì)為T(mén)iO2。,可以將吸附在TiO2表面的OH-和H

14、2O分子氧化成OH。OH的氧化能力是水體中存在的氧化劑中最強(qiáng)的，可不加選擇地使有機(jī)物全部氧化降解，而且OH對(duì)反應(yīng)物幾乎無(wú)選擇性，它的抗菌譜比金屬離子的抗菌譜更廣。,3.1.3 納米抗菌劑3.1.3.1 納米級(jí)抗菌劑,納米粒子是一種介于固體與液體間的亞穩(wěn)定中間態(tài)物質(zhì)。納米級(jí)抗菌劑與其他納米材料一樣具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀(guān)量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn)。,3.1.3.2 納米抗菌材料抗菌機(jī)理納米表面效應(yīng),納米表面效應(yīng)最典型的例子是納米ZnO。 無(wú)機(jī)納米氧化鋅抗菌劑的抗菌反應(yīng)條件是“綠色”的。它是通過(guò)光反應(yīng)使有機(jī)物分解來(lái)達(dá)到抗菌效果。,生成的空穴可以激活空氣中的O2，生成的原子氧和OH。 納米

15、抗菌材料粒度越細(xì)、分散性越好、比表面積越大，則殺菌效果越好。,3.2 有機(jī)抗菌材料及其抗菌機(jī)理3.2.1 有機(jī)抗菌劑,有機(jī)抗菌劑的優(yōu)點(diǎn)是殺菌力強(qiáng)，即效好，種類(lèi)多,價(jià)格低廉。 缺點(diǎn)是毒性大，耐熱性較差(200)，難以與纖維熔紡；易遷移；可能產(chǎn)生微生物耐藥性等。 近年來(lái)無(wú)機(jī)抗菌劑和天然抗菌劑受到重視，有機(jī)抗菌劑的市場(chǎng)需求下降。,按其化學(xué)結(jié)構(gòu)特征，可分為季銨鹽類(lèi)、苯類(lèi)、脲類(lèi)、胍類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、有機(jī)金屬類(lèi)等類(lèi)別。 季銨鹽類(lèi),代表性的品種是美國(guó)道康寧公司的DC-5700，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為：,DC5700化學(xué)結(jié)構(gòu)上左端的三甲氧基硅氧烷具有硅烷偶合性，當(dāng)用水稀釋DC5700時(shí)，由于甲氧基的水解和析出甲醇即會(huì)形成硅醇

16、基：,此硅醇基與纖維表面及彼此之間的脫水縮合反應(yīng)，使DC5700以共價(jià)鍵牢固地結(jié)合在纖維表面,經(jīng)水稀釋的DC5700在形成硅醇基的同時(shí)，DC5700的陽(yáng)離子因纖維表面帶負(fù)電荷而被吸引，形成離子鍵結(jié)合，加上DC5700彼此之間的脫水縮合反應(yīng)，使其在纖維表面上形成堅(jiān)固的薄膜，即DC5700是以在纖維表面上共價(jià)鍵和離子鍵兩種結(jié)合方式，形成耐久性?xún)?yōu)良的抗菌表面膜。,另外，一些脂肪族或芳香族季銨鹽也可用于織物的抗菌整理。,苯酚類(lèi) 苯酚類(lèi)化合物具有抗菌活性，其中對(duì)氯間甲苯酚和對(duì)氯間二甲苯酚具有很活的殺菌力，但苯酚的氣味影響了它們?cè)诩徔椘飞系膽?yīng)用。2,4,4-三氯-2-羥基二苯醚是一個(gè)著名的織物整理劑。,對(duì)

17、滌綸織物的整理可以高溫高壓染色同浴，整理效果有耐久性,脲類(lèi)和胍類(lèi) 脲類(lèi)和胍類(lèi)抗菌劑的特點(diǎn)是廣譜抗菌，對(duì)真菌的抑菌效果很好，低毒安全。如3,4,4-三氯二苯脲、三氟甲基二苯脲、烷基乙烯脲、十二烷基胍、1,6-二(4-氯苯雙胍)己烷等，有的亦可作為防臭劑。醫(yī)療方面應(yīng)用很廣泛的1,1-六亞甲基雙5-(4-氯苯基)雙胍葡萄糖酸鹽酸鹽可以用于制造抗菌合成纖維。聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽可以用于整理棉及其混紡織物。,（3,4,4-三氯二苯脲）,（十二烷基胍）,PHMB,(聚環(huán)己雙胍氫氯化物),雜環(huán)類(lèi) 在雜環(huán)類(lèi)抗菌劑中， 2-（3，5-二甲基-1-吡啶）-4-苯基-6-羥基嘧啶對(duì)大腸桿菌、金葡菌等37種微生物有抗

18、抑功能，并對(duì)尼龍織物有強(qiáng)的吸附力和柔軟作用。2-噻唑荃-4-苯并咪唑?yàn)榘踩珡V譜抗菌劑，可用以制造抗菌腈綸纖維和其他織物的抗菌整理。,有機(jī)金屬化合物 主要是有機(jī)鋅、有機(jī)銅、有機(jī)鈦等化合物。聚丙烯酸銅采用接枝共聚應(yīng)用于棉或粘膠纖維抗菌整理，喹啉銅絡(luò)合物應(yīng)用于織物抗菌,12ppm濃度即可奏效；8-羥基喹啉銅、二吡啶硫醇銅和羧甲基纖維銅等都對(duì)織物有良好抗菌作用。,（乙二胺四乙酸二鋅鹽）,（羥基氯化鋁）,（喹啉銅絡(luò)合物）,3.2.2 有機(jī)抗菌劑的抗菌機(jī)理,一般認(rèn)為有機(jī)抗菌劑的作用機(jī)理可歸納以下3個(gè)方面： 一是作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜系統(tǒng)； 二是作用于生化反應(yīng)酶或其他活性物質(zhì)； 三是作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)

19、構(gòu)。,3.2.2.1 低分子有機(jī)抗菌劑,低分子有機(jī)抗菌劑主要有季銨鹽類(lèi)、季鏻鹽、雙胍類(lèi)、醇類(lèi)、酚類(lèi)、有機(jī)金屬、吡啶類(lèi)、咪唑類(lèi)等。 其抗菌機(jī)理主要是與陰離子相結(jié)合，或與巰基反應(yīng)。,3.2.2.1.1 季銨鹽類(lèi)抗菌劑,季銨鹽類(lèi)抗菌劑可吸附帶負(fù)電荷的細(xì)菌；季銨鹽也具有抑制細(xì)菌脫氫酶、氧化酶等作用。,季銨鹽抗菌劑抗菌能力 當(dāng)碳原子數(shù)為14時(shí)，抗菌劑的抗菌力最大。 烷基鏈為芐基及其衍生物時(shí)抗菌力要比為甲基時(shí)高得多。 季銨鹽中引入不飽和烷基也有助于提高抗菌活性。,酸性染料分子可作為季銨鹽型抗菌劑與合成纖維(如尼龍)的連接部分，制備耐久的抗菌纖維。,3.2.2.1.2 胍類(lèi)抗菌劑,。雙胍類(lèi)殺菌劑濃度低時(shí)破壞

20、細(xì)菌細(xì)胞膜，使胞質(zhì)內(nèi)容物漏出；濃度高時(shí)使菌體蛋白質(zhì)凝固。,部分陽(yáng)離子基團(tuán)與織物表面結(jié)合，而游離的陽(yáng)離子基團(tuán)可起到抗菌作用。,3.3 天然抗菌劑,目前從薄荷、大麻、孟宗竹等植物中提取抗菌劑正處于研發(fā)階段，前景樂(lè)觀(guān)。從含甲殼素的螃蟹、蝦等動(dòng)物中提取的安全無(wú)毒、殺菌力強(qiáng)并可生物降解、吸收的“殼聚糖”已被用作棉、蠶絲類(lèi)天然織物后整理過(guò)程的抗菌劑。但此類(lèi)抗菌材料使用壽命短、耐熱性較差，一般在150180開(kāi)始炭化分解，應(yīng)用范圍小。,3.3.1 植物源抗菌劑,目前已應(yīng)用于生產(chǎn)的植物源天然抗菌劑主要取材于檜柏油、艾蒿、蘆薈、甘草、蕺菜、茶葉、石榴果皮以及其他一些天然的中草藥等。,3.3.1.1 檜柏油,檜柏油

21、可由檜柏蒸餾而得，由2種組份組成即作為香精原精的倍半萜烯類(lèi)化合物的中性油和具有抗菌活性的酚類(lèi)酸性油。酸性油中含檜醇(或稱(chēng)日柏醇)，中性油主要成分為斧柏烯。檜柏油的抗菌機(jī)理是分子結(jié)構(gòu)上有2個(gè)可供配位絡(luò)合的氧原子，它與微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)作用使之變性。,3.3.1.2 艾蒿,艾蒿為一種菊科多年生草本植物。艾蒿的氣味有穩(wěn)定情緒、松弛身心的鎮(zhèn)定作用。艾蒿的主要成分有1,8-氨樹(shù)腦、-守酮、乙酰膽堿、膽堿等。,3.3.1.3 蘆薈,蘆薈為百合科植物，蘆薈的藥效成分主要包括多糖類(lèi)成分和酚類(lèi)成分2種。其中起主要作用的蘆薈素具有抗菌消炎和抗過(guò)敏等作用。,3.3.1.4 甘草,甘草含多種三萜皂甙、其中主要是甘草甜素

22、，它可分離出多種黃酮類(lèi)化合物。,3.3.1.5 茶葉,茶葉中主要有多酚類(lèi)化合物、生物堿(多為咖啡堿)、氨基酸、芳香物質(zhì)等。,3.3.2 動(dòng)物源抗菌劑,動(dòng)物源抗菌劑有氨基酸類(lèi)、天然肽類(lèi)、高分子糖類(lèi)等，資源十分豐富。這里將重點(diǎn)介紹近年來(lái)紡織領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)殼聚糖。,3.3.2.1 殼聚糖,在動(dòng)物源天然抗菌劑中應(yīng)用于紡織最廣泛的非殼聚糖莫屬。有生物可降解性和良好的吸收性能，安全無(wú)毒。,3.3.2.1.1 殼聚糖的基本性質(zhì),殼聚糖(Chitosan)又稱(chēng)甲殼胺，分子結(jié)構(gòu)與甲殼素類(lèi)似。 游離氨基,3.3.2.1.2 殼聚糖的抗菌機(jī)理,殼聚糖的抗菌作用通常認(rèn)為有以下2種機(jī)理： 一種是殼聚糖分子中的-NH3+

23、帶正電性，吸附在細(xì)胞表面。 另一種是通過(guò)滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，吸附細(xì)胞體內(nèi)帶有陰離子的物質(zhì)。,3.3.2.2 天然肽類(lèi)抗菌劑,天然肽類(lèi)抗菌劑目前已成為抗菌劑的研究熱點(diǎn)。天然肽類(lèi)抗菌劑抗菌機(jī)理有多種：比如溶菌酶作用機(jī)制是破壞細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中的-1,4糖苷鍵；糖肽抗生素的抗菌機(jī)理是通過(guò)阻礙肽聚糖合成過(guò)程中的轉(zhuǎn)糖基步驟，及與肽聚糖的二糖殘基反應(yīng)；內(nèi)肽酶能使肽尾及肽“橋”內(nèi)的肽鍵斷裂；葡聚糖和甘露聚糖酶可分解酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁等等。,從昆蟲(chóng)體內(nèi)分離出的抗菌性的蛋白質(zhì)，可作為天然肽類(lèi)抗菌劑。目前，由昆蟲(chóng)中分離出的抗菌蛋白約有150種以上，可分為防衛(wèi)素(Defensin)型、殺菌素 (Cecropin)型、攻

24、擊素(Attacin)型，含高脯氨酸(Proline)抗菌蛋白型、含高甘氨酸(Gliycin)抗菌蛋白型等。昆蟲(chóng)抗菌性蛋白質(zhì)一般有耐熱性，抗菌性廣，對(duì)耐藥性病菌有一定作用。其中一種作用機(jī)理是在微生物細(xì)胞膜上形成通道，引起細(xì)胞質(zhì)溢流。,3.3.3 礦物類(lèi)抗菌劑,許多天然礦物有抗菌作用，如膽礬對(duì)化膿性球菌、痢疾桿菌和沙門(mén)氏菌均有較強(qiáng)的抑制作用。雄黃對(duì)多種皮膚真菌、恥垢桿菌和腸道致病菌有很強(qiáng)的殺滅作用。有抗菌作用的礦物作為藥物應(yīng)用有悠久的歷史，其在紡織上的應(yīng)用則尚處于探索階段。,日本敷島紡?fù)瞥龅纳a(chǎn)有皮膚保護(hù)功能產(chǎn)品的加工方法，即是對(duì)天然礦物的應(yīng)用。它將天然礦物粉碎成粉末，固著在纖維內(nèi)部。用此方法生

25、產(chǎn)的產(chǎn)品耐洗性好，滑爽性好，有保濕效果，特別對(duì)過(guò)敏癥型和對(duì)變應(yīng)源有抵抗或阻擋效果。,3.3.4 微生物類(lèi)抗菌劑,微生物自身也可用作抗菌劑。抑菌機(jī)理有： 分泌抗菌素。 參與營(yíng)養(yǎng)和生存空間的競(jìng)爭(zhēng)。通過(guò)占有生存空間、消耗氧氣等削弱以至消除同一生存環(huán)境中的某些病原物。 誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗病性。微生物可誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生防御反應(yīng)或?qū)Σ≡苯蛹纳种撇≡?對(duì)病原菌直接作用。,4 抗菌整理的方法,目前抗菌織物主要由兩種方法制得： 直接采用抗菌纖維制成各類(lèi)織物。 將織物用抗菌整理加工以獲得抗菌性能。,4.1 抗菌纖維的制備方法,可采用物理改性、化學(xué)改性、復(fù)合紡絲及把抗菌劑摻加到紡絲液中紡出纖維的方法(共混紡絲)

26、制取抗菌纖維。,4.1.1 物理改性技術(shù),物理改性使抗菌劑能夠滲入纖維表面較深部位。如開(kāi)發(fā)表面粗糙化和微孔化的纖維，在還可以在紡絲過(guò)程中把抗菌劑摻加到紡絲油劑中，在纖維的冷凝收縮和牽伸收縮時(shí)能包容在表層以下的部位。,4.1.2 化學(xué)改性技術(shù),化學(xué)改性法又稱(chēng)化學(xué)接枝改性法 對(duì)于不具備反應(yīng)基的物質(zhì)要引入反應(yīng)基，使纖維具化學(xué)改性的條件。,4.1.3 共混紡絲,共混紡絲法是將抗菌劑添加到紡絲液中來(lái)紡出具有抗菌性能的纖維。這是開(kāi)發(fā)抗菌纖維的主要手段。 一般添加無(wú)機(jī)抗菌劑的多用熔融紡絲法，添加有機(jī)抗菌劑的多采有用溶液紡絲法。 共混紡絲法 就是將抗菌劑和分散劑等助劑與纖維基體樹(shù)脂混合，通過(guò) 熔融紡絲的方式生

27、產(chǎn)抗菌纖維。 A、抗菌特細(xì)丙綸絲：抗菌母粒配置 紡絲 牽引加彈 B、無(wú)機(jī)抗菌滌綸：抗菌母粒配置 混紡絲 干燥 牽引 C、防螨、抗菌多功能纖維,4.1.4 復(fù)合紡絲,復(fù)合紡絲是采用雙螺桿紡絲。一螺桿利用共混技術(shù)制得抗菌熔體，另一螺桿制得不含抗菌成份的熔體，兩種熔體通過(guò)復(fù)合紡絲、冷卻、成形紡制成復(fù)合抗菌纖維。 對(duì)于皮芯型纖維，抗菌劑只添加到皮層，不僅節(jié)省原料，而且有利于保持纖維的原有的基本性能。,4.2 織物后整理法,這種方法優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，對(duì)抗菌材料的技術(shù)要求相對(duì)較少，易于推廣，缺點(diǎn)是隨著織物洗滌次數(shù)的增加，抗菌效率逐步降低。,表面涂層法 將抗菌劑添加至涂層劑中，按常規(guī)方法對(duì)織物進(jìn)行涂層處理，使

28、抗菌劑固著在織物表面的涂層膜中。 某些無(wú)機(jī)抗菌劑或非水溶性抗菌劑可用此種方式，涂層對(duì)象可以是任何纖維織物。,浸漬烘干（焙烘）法 將抗菌劑配制成一定濃度的整理液，需要時(shí)可添加其它助劑，織物置入整理液中浸漬，離心脫水至一定含水量時(shí)烘干，根據(jù)需要可進(jìn)行焙烘固著。此法主要用于針織品及巾被類(lèi)產(chǎn)品。,浸軋烘干（焙烘）法 此法是將整理液以浸軋的方式施加至織物上，主要適用于平幅連續(xù)加工，是機(jī)織物常用的整理工藝。,DC5700整理工藝可用整理劑用量1.53%（owf），配制工作液時(shí)要邊加邊攪拌，如攪拌不良會(huì)產(chǎn)生局部凝聚，整理液中應(yīng)加入適量滲透劑。 典型的耐久整理工藝是軋-烘-焙工藝。如DC-5700的整理工藝為

29、：織物浸軋一定濃度的整理液（一浸一軋或二浸二軋，軋余率80-150%），而后120烘干5分鐘。,無(wú)機(jī)抗菌防臭劑整理時(shí)，工作液中需要加粘合劑以增加耐洗性，焙烘工藝依粘合劑種類(lèi)而定。 對(duì)于合成纖維織物，除了可采用抗菌纖維外，后整理獲得衛(wèi)生性能時(shí)應(yīng)選擇特殊結(jié)構(gòu)的整理劑或借助于粘合劑來(lái)完成。,如滌綸織物抗菌防臭可選用 2,4,4-三氯-2-羥基二苯醚作為整理劑，因其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于分散染料，可采用高溫高壓法來(lái)完成整理過(guò)程，也可在高溫高壓染色時(shí)同浴整理。對(duì)于不溶于水的無(wú)機(jī)抗菌劑，整理時(shí)須添加粘合劑以固著于織物上。,4.2.2 表面涂層法,對(duì)織物進(jìn)行涂層處理，使抗菌劑固著在織物表面，從而起到抗菌效果。,4.2.

30、3 樹(shù)脂整理法,主要是將抗菌劑溶解在樹(shù)脂中然后配成乳化液，將織物放在乳化液中充分浸漬，樹(shù)脂能夠附于織物表面，然后經(jīng)烘干和焙烘，使其具有抗菌功效。,4.2.4 微膠囊技術(shù),目前普遍使用的微膠囊技術(shù)，是將一種或幾種抗菌物質(zhì)，包裹在微粒子膠囊中，再固著在織物的纖維里。,4.2.5 超聲波技術(shù),超聲波在傳播時(shí)，使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩，并通過(guò)介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量。在液體內(nèi)，分子在縱向產(chǎn)生壓縮和稀松，低壓部位會(huì)形成孔穴或氣泡，這些氣穴發(fā)生膨脹，最后猛烈地塌陷或破滅而產(chǎn)生激波，這種作用稱(chēng)為氣穴作用。,在氣穴作用過(guò)程中，在溶液極小范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極高的壓力和溫度，并引起局部極大的攪動(dòng),4.2.6 等離子體技術(shù),等離子體技術(shù)在染整加工上的應(yīng)用主要包括纖維的表面改性和接枝聚合兩個(gè)方面?？咕韯┰诩徔椘飞蠎?yīng)用不妨采用以上兩種方法進(jìn)行試驗(yàn)。,4.2.7 納米技術(shù),納米材料是全新的超微固體材料，納米級(jí)的抗菌劑或納米級(jí)的材料外包覆抗菌物質(zhì),在一定的作用下,可以很容易地到達(dá)纖維內(nèi)部。,5、新型抗菌紡織品整理技術(shù),（2）、納米技術(shù)在抗菌織物中的應(yīng)用 A、作用原理： 通過(guò)