核心提示:介紹了聚硅氧烷季銨鹽抗菌整理劑的合成方法及其應用性能。指出了現存的問題和今后的研究方向。聚硅氧烷季銨鹽的合成主要以DC-5700型季銨鹽和氨基硅油、含氫硅油等聚合物為原料,經過平衡聚合、縮聚、季銨化等反應制得。可用于織物材料的抗菌、除垢、防靜電處理,并且能大大降低界面的界面張力。由于其與被處理材料的表面以化學鍵結合,因而不易脫落,是一種安全高效的新型陽離子表面活性劑,具有廣闊的應用前景。
有機硅季銨鹽是一類新型陽離子表面活性劑,它具有耐洗、持久的效果,抑菌范圍廣,能有效地抑制格蘭氏陽性菌、格蘭氏陰性菌、酵母菌和真菌。有機硅季銨鹽可用于織物親水整理,賦予織物良好的吸水、吸汗性以及柔軟性、平滑性、回彈性和防靜電性。如果纖維被含有季銨鹽基團的有機硅處理,污垢的去除很容易,由此可大大提高織物的抗污染性。它是一種無毒、無害、高效、安全和多功能的柔軟抗菌整理劑。添加在個人護理品如洗發香波中,可配制成干、濕梳阻力小、光澤度好、手感柔軟滑爽和成本低的高檔香波,這類香波對皮膚及眼睛的刺激性遠遠小于添加了小分子季銨鹽的香波。有機硅季銨鹽在應用時無需添加反應性樹脂,不存在抗藥性菌出現和織物抗菌失效的問題,日益受到人們的重視。目前國內使用的有機硅季銨鹽類抗菌整理劑大多數從國外進口,致使用戶使用不便和生產成本升高。因此,研究并生產以低成本資源為原料的高質量抗菌整理劑,在實際生產中有著重要意義。然而,有機硅季銨鹽的研究起步晚,進展慢,在國內尤為突出。作者對聚硅氧烷季銨鹽的合成及應用予以簡要綜述,以期聚硅氧烷季銨鹽的理論與應用研究得到迅速發展。
1殺菌機理
有機硅季銨鹽類抗菌整理劑通過有機硅將具有殺菌性能的陽離子基團以化學鍵結合在纖維表面,吸引帶負電荷的細菌、真菌和酵母菌等,束縛它們的活動自由度,抑制其呼吸功能,并通過細胞膜滲透人細菌的細胞內,破壞細胞中酶的代謝使其死亡,從而達到殺菌、抑菌的作用,即發生了接觸死亡。普通季銨鹽抗菌劑應用在紡織品整理上是溶出型的,易洗脫,且易在人體表面逐漸富集,長期使用易產生病變。而有機硅季銨鹽屬于非溶出型抗菌整理劑,由于與纖維結合牢固、持久和抗菌效果明顯,對人體安全可靠,因此廣泛用于內衣、襪子、毛巾、床單、地毯及手術用紡織品的整理。式中尺為可以水解的基團,如一OCH3、一Cl和一ocaH等;R為烴基、含氧或含氮基團,如一(CH2)3NHCH2CH2一,一CH2COCH2CH2一,一CH2一等;R為含碳原子1個20個的烴基;X為酸根陰離子。
1967年,美國DowComing公司第一個申請專利,研制出有機硅季銨鹽DC一5700,其分子結構為[(CH3O)3Si一(CH2)3一N(CH3)2Cl8H37]cl一。該季銨鹽具有較強的殺菌、抑菌作用,3個易水解的甲氧基水解為易起交聯反應的硅羥基,能牢固地附著于纖維、皮革、紙張、木材、金屬及其他非金屬表面上,使固體表面耐久抗菌。由于其和纖維素牢固結合,故其殺菌機理為接觸殺死形式,而非溶出形式,保證了人體安全。同時它又具有優良的耐洗性,是現今最優秀的抗菌整理劑。國內山東大學與山東省紡織研究所合作研制的STU一1、中國紡織大學的CTU一1、上海樹脂廠的SAQ一1均屬于同類產品。
2合成方法
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