纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座

第一節(jié)為何要做抗菌整理？由纖維疊加編制而成多孔性紡織品易吸收人體汗腺和皮脂腺分泌汗水、新陳代謝產(chǎn)物和皮脂等排泄物,形成微生物營養(yǎng)源,極易造成微生物滋生和繁殖。在潮濕、營養(yǎng)和適當(dāng)溫度下，微生物繁殖快速，細菌數(shù)量每20～30分鐘翻倍,一個細菌在8h后會變成8×106個。人體在正常狀態(tài)下攜帶著大量微生物。如附著于雙手細菌超出106個,上半身皮膚上微生物約500～5000個/cm2

纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第1頁

這些微生物分解人體分泌物,產(chǎn)生氨等異味物質(zhì),或在織物上生成菌斑,使紡織品產(chǎn)生霉變、脆化甚至變質(zhì)，以致在穿著或應(yīng)用過程中,對人體產(chǎn)生不適或不良影響。另外細菌橫行惡劣后果還將造成骯臟體味產(chǎn)生,皮膚疾病傳輸,皮膚感染。紡織品是病原以及產(chǎn)生細菌和真菌氣味攜帶者，也是微生物生長良好媒介。旅館和醫(yī)院紡織品會造成皮膚疾病傳輸和交叉感染。

第一節(jié)為何要做抗菌整理？

試驗顯示只經(jīng)過清洗紡織品不能到達清潔衛(wèi)生目標(biāo),處理方法在于做一次持久衛(wèi)生防護整理

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紡織品抗菌整理目標(biāo)

賦予紡織品抗菌、抑菌和殺菌功效,保護其本身使用價值,不被霉菌等降解,并預(yù)防微生物經(jīng)紡織品傳輸,讓使用者免受侵害，并降低公共環(huán)境交叉感染率。還可阻止細菌在織物上不停繁殖而產(chǎn)生臭氣,改進服用環(huán)境

第一節(jié)為何要做抗菌整理？纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第3頁第二節(jié)抗菌整理技術(shù)2.1共混紡絲法：先將抗菌劑加入紡絲材料中制成抗菌纖維，然后制成抗菌紡織品。該法抗菌效果持久，耐洗性好，但技術(shù)含量高，難度大，包括領(lǐng)域廣，抗菌劑要求高；慣用來生產(chǎn)合成類纖維產(chǎn)品。2.2后整理法：在織物印染后整理過程中加入抗菌劑(常被稱為抗菌整理劑)，然后制成各種抗菌紡織品。該法加工處理較為簡單，而耐洗性及抗菌效果持久性較差

。2.3復(fù)合整理法:先將抗菌劑加入到紡絲材料中制成抗菌纖維，在織物印染后整理過程中加入抗菌整理劑，然后制成抗菌紡織品，這種方法僅在含有高抗菌性能要求特殊產(chǎn)品中使用，限制了使用范圍

。纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第4頁抗菌劑與纖維結(jié)合方式：1）直接吸附型，2）交聯(lián)結(jié)合型，3）反應(yīng)結(jié)合型第三節(jié)抗菌劑分類依據(jù)抗菌劑溶出性不一樣：1）溶出性，2）非溶出性按對細菌增加作用分：殺菌劑，抑菌劑按結(jié)構(gòu)分：

1）無機類：

Ag+,Cu2+,TiO2，ZnO,Hg+

2）有機類:

季銨鹽，聚六亞甲基雙胍，氯代酚，鹵胺…

3）天然生物類：多肽…纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第5頁4.1重金屬及離子：主要代表為納米Ag，Ag+1）抗菌機理：其抗菌機理是離子緩釋抗菌機理，在使用過程中，靠遲緩釋放金屬離子破壞細菌細胞膜或與細菌酶蛋白巰基等基團結(jié)合，破壞酶活性，從而發(fā)揮抗菌作用釋放金屬銀陽離子富集于生物膜外改變正常微生物內(nèi)外極化狀態(tài)，引發(fā)濃度差，從而妨礙或破壞細胞維持生理所需小分子和大分子物質(zhì)運輸。金屬陽離子也可擴散到細胞膜，并被細胞膜吸附而破壞細胞膜，阻止微生物繁殖而到達殺菌目標(biāo)。第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：高效抗菌，耐高溫

3）缺點：影響植物色澤，持久性差，有金屬污染之虞纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第6頁4.2金屬氧化物：主要代表為TiO21）氧化分解抗菌機理：納米級銳鈦礦型TiO2存在晶格缺點，含有良好光催化活性，其禁帶寬度為3.2ev,它吸收波長小于387.5nm紫外光波后，價帶中電子就會被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成帶負電荷高活性電子，同時在價帶上也產(chǎn)生了帶正電荷空穴。分布在TiO2表面空穴將吸附在表面OH-和H2O氧化成·OH自由基。而高活性電子有較強還原能力，將TiO2表面氧還原成O2-。O2-和·OH有很強氧化能力，能夠不加選擇將有機物全部氧化降解，包含透過細胞膜，破壞膜結(jié)構(gòu)使細菌、病毒細胞分解，又能分解細胞產(chǎn)生毒素。第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)缺點：能夠作用于一切有機物，可分解所接觸病菌和能產(chǎn)生惡臭有機物，含有優(yōu)良抗菌、消臭、防污功效，所以，她抗菌譜比金屬離子抗菌譜更廣。但需要紫外線光照

纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第7頁4.3季銨鹽：主要代表為DC-5700

1）破壞細胞膜機理：季銨鹽化合物尤其是含12～18碳原子季銨鹽，已廣泛用作消毒劑。這些化合物在溶液中其季氮原子所帶正電荷可破壞微生物細胞膜，致使蛋白質(zhì)變性以及破壞細胞結(jié)構(gòu)

。帶正電季銨鹽基團也吸引帶負電荷細菌、真菌和酵母菌等,束縛它們活動自由度,抑制其呼吸功效,即發(fā)生“接觸死亡”。這類抗菌劑是國內(nèi)研究最多有機抗菌整理劑第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：高效抗菌，可共價鍵結(jié)合季銨鹽抗菌持久3）缺點：與陰離子表面活性劑不相容，影響色澤纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第8頁4.4鹵胺化合物

：主要代表為氯胺化合物1）氧化分解抗菌機理：該類型化合物中N-Cl在水分子作用下會遲緩分解,釋放出含有強氧化作用Cl+,能夠殺死病菌等微生物，同時化合物中N-Cl被還原為N-H，殺死病菌后,化合物經(jīng)氯水(有效成份為次氯酸鹽)漂洗后,其中N-H又可被氧化為N-Cl,重新取得殺菌功效。第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：能夠作用于一切有機物，可分解所接觸病菌和能產(chǎn)生惡臭有機物，含有優(yōu)良抗菌、消臭、相對于季銨鹽類抗菌劑而言,鹵胺化合物抗菌劑含有殺菌速度快、穩(wěn)定、長期有效、殺菌效率高、抗菌功效可再生等優(yōu)點，能夠在很短時間內(nèi)殺死絕大部分葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿假單胞菌等常見病菌,甚至對一些病毒也有殺滅作用

。纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第9頁4.5氯代酚

：主要代表為三氯新

1）氧化分解抗菌機理：一個廣譜高效抗菌劑和消毒劑,它經(jīng)過阻止脂質(zhì)合成抑制微生物生長。對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌和病毒含有極強抑制和滅殺作用，廣泛地應(yīng)用到日化、紡織、建材和塑料等行業(yè)。第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：抗菌效果好，含有很好耐久性能和耐熱性能，不會影響織物手感、外觀，不會降低織物強力，處理方法簡易，加工費用低廉，與皮膚有良好親和力，可連續(xù)抗菌。2）缺點：耐藥性,在光和氧化作用下分解生成致癌二惡英

氧化光照纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第10頁4.6聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽（PHMB）

1）破壞細胞膜機理：PHMB能夠破壞細胞膜完整性，其活性伴隨聚合度增加而增加。在漂白或絲光等預(yù)處理過程中，會氧化棉紡織葡萄糖單元而產(chǎn)生一些陰離子羧基，PHMB能夠與這些棉紡織上羧基經(jīng)過離子相互作用而固定于紡織品上，從而提升了其抗菌活性持久性

。第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：強力廣譜低毒殺菌劑，它已被成功在食品工業(yè)和泳池中用作消毒劑。3)缺點：耐光性差，抗真菌活性低，耐洗性差，耐藥性纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第11頁4.7殼聚糖1）破壞細胞膜機理：殼聚糖來自于天然提取物，由自然界廣泛存在幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過脫乙酰化而得,CS能夠破壞細胞膜完整性第四節(jié)慣用抗菌整理劑2）優(yōu)點：殼聚糖及其衍生物可抑制各種細菌、真菌和病毒生長繁殖,含有毒性低、成膜性好、生物相容性好且無抗原性優(yōu)點,因與纖維素分子結(jié)構(gòu)相同,對其有很好吸附性和相容性。3)缺點：但其水溶性差,只能在酸性條件下抑菌。纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第12頁慣用抗菌劑抗菌機理及其優(yōu)缺點比較

抗菌劑抗菌機理優(yōu)點缺點重金屬離子（Ag+）破壞細胞膜或與酶蛋白巰基結(jié)合破壞酶活性高效抗菌，耐高溫，可用于天然和合成纖維影響織物色澤，釋放遲緩，損耗銀，有重金屬污染之虞光催化性金屬氧化物（TiO2）強氧化性自由基或活性氧，可氧化細菌、病毒及其分解毒素廣譜抗菌，熱穩(wěn)定性好，可氧化分解細菌、病毒及產(chǎn)生毒素。需要紫外光照射才有抗菌性,可能會造成織物降解季銨鹽靜電吸附破壞細胞膜和細胞壁，抑制脫氫酶和氧化酶可與紡織品共價鍵結(jié)合季銨鹽非常耐久與陰離子助劑相容性差，使織物泛黃變色，耐熱性差PHMB靜電吸附破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)凝固廣譜抗菌，刺激性較小耐光性差，抗真菌活性低，耐洗性差，耐藥性纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第13頁慣用抗菌劑抗菌機理及其優(yōu)缺點比較

抗菌劑抗菌機理優(yōu)點缺點三氯新阻止細菌攝取氨基酸，破壞細胞膜廣譜殺菌，不影響織物手感和外觀，不降低織物強力耐熱性很好會使細菌產(chǎn)生耐藥性,在光和氧化作用下會分解生成有毒二惡英,在一些歐洲國家中禁用殼聚糖靜電吸附，破壞細胞膜結(jié)構(gòu)廣譜抗菌,低毒，成膜性合生物相容性好，無抗原性負面影響織物手感，耐久性、耐熱性和水溶性差，酸性條件下才有抗菌性氯胺化合物水解生成強氧化性氯正離子殺菌廣譜殺菌，可循環(huán)再生需要再生，紡織品殘留氯會產(chǎn)生異味甜菜堿抑菌機理廣譜抑菌，可提升親水性和斷裂強力，不影響織物色澤、透濕性起步晚，項目技術(shù)尚在深入研究中纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第14頁1)廣譜抗菌,含有優(yōu)良抑制、殺菌、消毒和除臭功效2)持久抗菌，耐漂洗、干洗和常規(guī)洗滌劑（多為堿性）洗滌，耐日曬，可熨燙，這是抗菌整理劑面臨最大挑戰(zhàn)；3)對人體不產(chǎn)生副作用，無毒，不污染環(huán)境；4)不損傷纖維斷裂強力和斷裂伸長率，不影響織物本身色澤，對織物透氣性和吸濕性無負面影響，不影響其它紡織助劑功效；5)抗菌劑使用方法簡便、成本低，與其它整理劑相容性好；6)抗菌劑應(yīng)與織物有較強附著力或能化學(xué)鍵合于織物上，溶出性小，不能破壞人體皮膚黏膜微生態(tài)平衡。

第五節(jié)抗菌整理劑理想特征纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第15頁第六節(jié)抗菌整理劑存在問題及發(fā)展趨勢

6.1存在主要問題1）為求高抗菌率，濫用抗生素2）抗菌劑毒理性考慮不周全3）損傷織物力學(xué)性能、色澤等本身性質(zhì)4）與其它助劑不相容6.2發(fā)展趨勢：探索紡織品抗菌劑低碳綠色合成工藝路線和節(jié)能環(huán)境保護整理技術(shù)，開發(fā)對環(huán)境和人體安全無毒副作用、高效抗菌防霉且對紡織品斷裂強力、吸濕性和透氣性無負面影響新型抗菌劑是紡織品抗菌整理發(fā)展趨勢纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第16頁第七節(jié)新型甜菜堿抗菌整理劑研究進展7.1何謂甜菜堿？7.2甜菜堿性能特征？

1）親水性和吸水性：超親水性和吸水性2）低毒性：實際無毒物質(zhì)，對皮膚無刺激3）抗菌性：抑菌作用4）抗電介質(zhì)性：7.3甜菜堿主要用途？

表面活性劑，抗菌劑，絮凝劑，生物相容性表面改性劑，飼料添加劑，甜味劑，動物甲基供體纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第17頁第七節(jié)新型甜菜堿抗菌整理劑研究進展7.4甜菜堿抗菌整理劑研究進展1）抗菌整理原理Fig1抗菌整理反應(yīng)原理纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第18頁第七節(jié)新型甜菜堿抗菌整理劑研究進展2）抗菌整理結(jié)構(gòu)分析Fig2XPS分析纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第19頁第七節(jié)新型甜菜堿抗菌整理劑研究進展3）抗菌整理親水性分析baFig3紡織品親水性分析(a)未處理棉布，(b)抗菌整理棉布纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第20頁第七節(jié)新型甜菜堿抗菌整理劑研究進展4）抗菌整理織物抗菌活性(a)(b)(c)(d)Fig4抗菌性能分析纖維抗菌紡織品專業(yè)知識專家講座第21頁試驗菌種抗菌率抑菌圈試驗值(%)參考值(%)試驗值(mm)參考值(mm)大腸桿菌90.30±3.2≥700≤5金黃色葡萄球菌92.14±3.0≥800≤5白色念珠菌92.62±5