2.2合成有機抗菌劑
合成有機抗菌劑根據其化學結構可分為二十余大類,其中結構較為簡單是醛基水溶液(福爾馬林),結構較為復雜是異噻唑和咪唑類等[4]。合成有機抗菌劑發展較早,但存在著耐熱性低、易揮發分解、安全性差、抗菌持續時間短等缺點[5]。用在紡織品上的合成有機抗菌整理劑主要有有機季銨鹽類、季銨鹽類、雙胍類、有機金屬化合物等。
2.2.1季銨鹽類
季銨化合物是最常用的抗菌劑,由于其與纖維的結合力很差,故與反應性樹脂并用,以提高其耐久性[6]。例如,日本可樂麗的Saniter與日清紡的Peachfresh就是季銨鹽與反應性樹脂同浴整理而成的產品。這類抗菌劑主要用于純聚酯織物上,系脂肪族季銨鹽或烷氧基氯化銨。其主要品種還有烷基二烷基芳基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、聚氧化乙烯三甲基氯化銨、聚烷基三烷基氯化銨、十八烷基二甲基氯化銨、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨等。
2.2.2有機硅季銨鹽類
1972年美國道康寧公司開發的DC-5700,即十八烷基二甲基(3-甲氧基硅烷基丙基)氯化銨,是具有代表性的優良抗菌劑。DC-5700為陽離子型抗菌劑,故可與陽離子型和非離子型助劑同浴使用,采用浸漬或浸軋的方法將其固定在合成纖維的表面,賦予纖維抗菌性能。它既能與纖維的陰離子發生結合,又能自身縮聚成膜,在起到殺菌作用的同時,還可使織物具有良好的耐洗性。國內也開發出類似產品,如上海樹脂廠的SAQ-1、山東大學的STU-101、寧波化工研究所的NBM SI-4等。因此類為陽離子型抗菌劑,故可與陽離子型和非離子型同浴使用,而和陰離子型助劑同用則必須采用一浴二步法或二步法加工,并注意處理前對織物進行充分水洗。工藝流程主要為:浸漬或浸軋織物后,隨即于30℃~120℃烘干,以除去溶劑。此時,整理劑在纖維表面縮聚并與纖維形成共價鍵或離子鍵結合。
2.2.3酚類(二苯基醚及其衍生物類)
國外使用的酚類織物抗菌劑主要是2,4,4’-三氯-2’-二羥基二苯醚,它是目前國際市場上最流行的廣譜高效環保型抗菌劑之一。近年來該產品在國際市場上十分緊俏,主要生產廠家是汽巴精化,價格高達60萬元/噸。國內四川天然氣化工研究院、浙江黃巖東亞醫藥化工公司等,相繼開發出這類產品,并已進入市場。此類抗菌整理劑屬于非離子型乳化分散液,故可與其他助劑、柔軟劑以及乙二醛類、三聚氰胺等樹脂同用,這點顯然比陽離子型抗菌劑優越。主要工藝流程為:乳液通過浸軋或噴法施加于織物,經烘干,再于120℃焙烘3分鐘后固著于纖維。抗菌整理產品手感柔軟且耐久性好。常用整理產品有毛巾、手帕、襪子、內衣、襯衫、運動服、床上用品和地毯等。
2.2.4胍類
這類抗菌劑由英國ICI公司在1980年研制成功。胍類抗菌劑的品種有1,1-六甲撐-雙[5-(4-氯苯基)雙胍]二葡萄糖酸酯、聚六甲撐雙胍鹽酸鹽等,這類抗菌劑對纖維的附著力很強,耐洗性和殺菌效果均很好,但防霉效果、耐熱和耐光性能較差。
2.3天然抗菌整理劑
天然抗菌整理劑尚處于起步階段。目前天然抗菌物質越來越受到重視,因為它們毒性低、對環境無害,更易被消費者接受。
2.3.1植物類提取物
這類提取物通常是液體。液體提取物施加到織物上常使用微膠囊技術,提取物封入微膠囊以后,再以樹脂固著在織物上。目前使用較多的是檜柏油,其主要組分是4-異丙基-2-羥基-環庚基-2,4,6三烯-1-酮,這是一種七個原子的環狀結構化合物[6]。其抗菌機理是分子結構上有兩個可供配位絡合的氧原子,它與微生物體內蛋白質作用使之變性[7]。
2.3.2甲殼質(殼聚糖)
甲殼質是除纖維素外第二個最豐富的天然聚合物。殼聚糖是甲殼質在濃堿液中脫去乙酰基的衍生物形式,早已被用作織物整理劑。近幾年發現它還具有抗菌及皮膚護理特性。殼聚糖微粉可均勻地混入粘膠紡絲液中,再紡成抗菌粘膠絲。殼聚糖具有良好的生物活性,與生物體能親和相容,可對多種菌類表現出抗菌性。殼聚糖的抗菌機理為分子中的氨基吸附細菌,和細菌表面的陰離子成分結合,阻礙細胞壁內外物質的輸送[7]。
2.3.3微生物發酵產物
氨基葡萄糖苷ST-7是用一種放線菌發酵獲得的抗生物質,對細菌的繁殖有明顯的抑制作用。安全性高,對皮膚無刺激。其抗菌機理為:它作用于細菌細胞核蛋白質的子單位上,阻礙間核糖核酸的密碼因子和特核糖核酸反密碼因子的相互作用,使其合成異常蛋白質而致死[8]。
2.3.4昆蟲抗菌性蛋白質
利用昆蟲抗菌性蛋白質是紡織工業利用生物技術的一個方面。昆蟲適應環境能力很強,對細菌霉菌和病毒等微生物的侵襲有很強的抵抗力。從它們體內分離出抗菌性蛋白質并設法用于紡織品上,是抗菌防臭加工今后努力的方向。
2.3.5天然抗菌整理加工方法
天然抗菌整理應用于紡織品的抗菌整理加工可采用:①與化纖混合紡絲,如日本富士紡織公司將殼聚糖混入粘膠中紡絲生產的Pchitopolyi。②與合成樹脂混合后在織物表面成膜。第一種方法可以得到持久功能的抗菌纖維,但工藝復雜。第二種方法工藝雖簡單,但需要解決牢度問題。
3抗菌防臭效果測試
衡量抗菌防臭整理的抑菌、殺菌的水平,即抗菌防臭紡織品的檢測方法,目前國內尚無統一標準,一般參考日本和美國的一些方法。
3.1 ATCC-90試驗法
在瓊脂培養基上,接種試驗菌種,再緊貼上試樣。另取一塊未整理織物,貼在同一培養基上作對照。于37℃下培養24小時后,借放大鏡觀察菌類繁殖情況和試樣周圍無菌區的暈圈大小,同時與對照的試驗情況比較。故該法也稱暈圈試驗法。
3.2 AATCC-100試驗法
目前,在美國的三種抗菌定量試驗法中,AATCC-100為惟一的標準試驗法。其方法是:在滅菌織物上,接種革蘭氏陰性菌和陽性菌,以瓊脂培養基培養,培養后與未整理織物相比較,得出細菌減少數。此法適用于容易從被加工纖維上溶出的抗菌劑,而不適用于和加工纖維以化學方式相結合的抗菌劑,如DC-5700,因為加工在纖維制品上的DC-5700和試驗菌接觸機會少,經一定時間培養后生存繁殖的菌數和對照物上的菌數幾乎相同,因而無法計測。
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