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1、抗菌卫生整理 主要内容n1.微生物n2.抗菌织物的发展n3.抗菌织物制备方法n4.抗菌整理剂及机理n5.抗菌整理效果测试1.概述概述1.1 1.1 微生物的种类微生物的种类n细菌细菌n真菌真菌n霉菌霉菌n螨虫螨虫大肠杆菌金黄色葡萄球菌尘螨n营养物质营养物质n水分水分n氧气氧气n合适的温度合适的温度纺织品是微生物生长的极好媒介物纺织品是微生物生长的极好媒介物(表面积大表面积大)n天然纤维更容易受到微生物的作用天然纤维更容易受到微生物的作用 n蛋白质纤维可作为蠕虫的营养来源蛋白质纤维可作为蠕虫的营养来源;n纤维素纤维本身虽不能作为直接的营养来源，但在合适的条件下，真纤维素纤维本身虽不能作为直接的营
2、养来源，但在合适的条件下，真菌分泌出的酶液将纤维素转变为葡萄糖菌分泌出的酶液将纤维素转变为葡萄糖 1.2 1.2 微生物的生长条件微生物的生长条件1.31.3 微生物的影响微生物的影响n影响人体卫生健康影响人体卫生健康;n对织物的损坏对织物的损坏;n微生物代谢物质会产生令人不愉快的气味微生物代谢物质会产生令人不愉快的气味;n会使织物产生污点和褪色会使织物产生污点和褪色(如窗帘和帐篷上的霉如窗帘和帐篷上的霉斑斑);1.4 1.4 抗菌整理目的抗菌整理目的 获得抗菌、防霉、防臭功能，保持纺织品清洁获得抗菌、防霉、防臭功能，保持纺织品清洁卫生；不仅防止织物被微生物沾污而损伤，更重卫生；不仅防止织物被
3、微生物沾污而损伤，更重要的是为了防止传染疾病，保证人体的安全健康要的是为了防止传染疾病，保证人体的安全健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率。和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率。1.5 1.5 抗菌织物的应用领域抗菌织物的应用领域n内衣、睡衣、运动衣、袜子、鞋衬布、婴儿尿布内衣、睡衣、运动衣、袜子、鞋衬布、婴儿尿布等；等；n医院、宾馆、家庭的床单、被套、毛毯、餐巾、医院、宾馆、家庭的床单、被套、毛毯、餐巾、毛巾、沙发巾、地毯；毛巾、沙发巾、地毯；n医药、食品、服务行业的工作服；医药、食品、服务行业的工作服；n部队的服装以及绷带、纱布等；部队的服装以及绷带、纱布等；n装饰用布。装饰用布。2.
4、抗菌织物的发展2.1 抗菌织物的历史4000年前，埃及人就采用了浸渍某种植物药物的纺织品包裹木乃伊一战中，丹麦科学家开始了杀菌剂的研究工作二战期间，德军用季铵盐处理军服66-76年代出现含锡、铜等的有机金属化合物和醌类及含硫化合的杀菌剂 90年代从后整理向抗菌纤维和卫生整理并举转变，抗菌性，安全性和耐久性得到提高。3.抗菌织物制备方法n抗菌纤维织造成织物n织物后整理（本课主要涉及的方法）表面涂层法、浸渍焙烘、浸轧焙烘3.1 制备抗菌纤维常用的加工方法制备抗菌纤维常用的加工方法n化学接枝法：对纤维原料和抗菌基团都有较高要求n离子交换法：银离子抗菌纤维n湿法纺丝法：腈纶抗菌纤维n熔融共混纺丝法：涤
5、纶、丙纶抗菌纤维n复合纺丝法：皮芯结构或并列结构抗菌纤维4.抗菌剂及抗菌机理n主要可以分为主要可以分为无机系列、有机系列和天然无机系列、有机系列和天然三种三种4.1抗菌整理剂基本要求抗菌整理剂基本要求n最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）MIC：抑制微生物发育的最低浓度；MBC：杀灭微生物的最低浓度；n抗菌谱：抗菌剂能表现抗菌活性的微生物种类集合。广谱，特异性n持久性n加工适应性：n耐气候性n安全性n价格n在美国的抗菌整理剂的生产控制很严，需经美在美国的抗菌整理剂的生产控制很严，需经美国环境保护局、食品与药物管理局、消费者安国环境保护局、食品与药物管理局、消费者安全委员会的认可；全委
6、员会的认可；n一只抗菌整理剂的毒性实验有一只抗菌整理剂的毒性实验有18项之多，费时项之多，费时3-4年之久，并且耗巨资，因此，以商品供应年之久，并且耗巨资，因此，以商品供应的抗菌卫生整理剂种类较少，并且价格较贵；的抗菌卫生整理剂种类较少，并且价格较贵；4.2抗菌整理剂的抗菌方式抗菌整理剂的抗菌方式n溶出型：与织物非化学结合，主要用于用过溶出型：与织物非化学结合，主要用于用过弃类纺织品；弃类纺织品；溶出型抗菌剂在培养基上向周围扩散并形溶出型抗菌剂在培养基上向周围扩散并形成抑菌环，在抑菌环内的细菌均会被杀灭并成抑菌环，在抑菌环内的细菌均会被杀灭并不再生长，达到抗菌效果。不再生长，达到抗菌效果。n非
7、溶出型：与织物化学键结合，耐久，通过非溶出型：与织物化学键结合，耐久，通过接枝或聚合抗菌剂或在纺丝液中混入抗菌剂；接枝或聚合抗菌剂或在纺丝液中混入抗菌剂；非溶出型抗菌剂在其周围不会形成抑菌非溶出型抗菌剂在其周围不会形成抑菌环，它主要靠抗菌剂直接与细菌接触，凡是环，它主要靠抗菌剂直接与细菌接触，凡是能与抗菌剂接触到的细菌都会被吸附杀灭，能与抗菌剂接触到的细菌都会被吸附杀灭，使其无法存活繁殖，这种方式亦称吸附灭菌。使其无法存活繁殖，这种方式亦称吸附灭菌。4.3抗菌的机理抗菌的机理（1）使细菌细胞内的各种代谢酶失活，达到灭菌效果；（2）与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机能，达到灭菌效果；（3
8、）阻断DNA的合成；（4）极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞的正常生理过程。（5）破坏细胞壁或阻断细胞内外的传质。4.4 无机类抗菌整理剂无机类抗菌整理剂含金属离子类（银、铜、锌、汞、铅等）金属氧化物（TiO2，ZnO等）近年来，无机类抗菌剂得到了进一步的发展，其在抗菌谱、热稳定性、特效性、使用安全性，产生细菌耐药性等方面，较有机抗菌剂具有明显的优势，并得到了广泛的开发和应用 4.4.1 金属与金属盐金属与金属盐 大部分重金属，无论是单质还是化合物，对微生物都大部分重金属，无论是单质还是化合物，对微生物都有破坏作用。有破坏作用。以银、铜、锌作抗菌主体；以银、铜、锌作抗菌主体；以硅胶、磷石灰、
9、泡沸石、氧化钛、磷酸锆为载体。以硅胶、磷石灰、泡沸石、氧化钛、磷酸锆为载体。通过离子交换或吸附作用加以制备。通过离子交换或吸附作用加以制备。As5+=Sb2+=Se2+Hg2+Ag+Cu2+Zn2+Ce3+=Ca2+As5+=Sb2+=Se2+Hg2+Zn2+Cu2+Ag+Ce3+=Ca2+SHSH2AgSAgSAg+2H+酶-S-M n+接触反应机理接触反应机理纳米载银无机抗菌剂是银离子和纳米级无机化纳米载银无机抗菌剂是银离子和纳米级无机化合物载体的复合体，它是利用合物载体的复合体，它是利用纳米载体微粒表纳米载体微粒表面含有许多纳米级微孔的特殊结构特征，采用面含有许多纳米级微孔的特殊结构特征
10、，采用离子交换的方法离子交换的方法，将银离子固定在诸如沸石、，将银离子固定在诸如沸石、硅胶、膨润土等疏松多孔的纳米载体材料的微硅胶、膨润土等疏松多孔的纳米载体材料的微孔中而获得的。孔中而获得的。4.4.2 无机纳米氧化物抗菌剂无机纳米氧化物抗菌剂锌离子会逐渐的游离出来，当它和细菌体相接触时，就会和细菌体内活性蛋白酶相结合使其失去活性，从而将细菌杀死。纳米ZnO的抗菌机理(1)光催化抗菌机理：纳米氧化锌在阳光尤其是紫外光的照射下，在水和空气中能自行分解出带负电的电子，同时留下了带正电的空穴，这种空穴可以激发空气中的氧变为活性氧，有极强的化学活性，能与多种微生物发生氧化反应，从而把细菌杀死。(2)
11、金属离子溶出抗菌机理：其主要品种有：其主要品种有：n季铵盐类季铵盐类n双胍类双胍类n醇类醇类n酚类酚类n有机金属类有机金属类4.5 有机类抗菌整理剂有机类抗菌整理剂4.5.1 阳离子有机抗菌剂阳离子有机抗菌剂 n通常季铵盐类的阳离子化合物具有杀菌力；通常季铵盐类的阳离子化合物具有杀菌力；n尤其是含尤其是含1218个碳原了的季铵盐，常用作个碳原了的季铵盐，常用作纤维的消毒剂和杀菌剂；纤维的消毒剂和杀菌剂；n许多破坏作用包括使蛋白质变性，干预糖降许多破坏作用包括使蛋白质变性，干预糖降解，破坏细胞膜等；解，破坏细胞膜等；举例举例1：有机硅季铵盐抗菌整理剂：有机硅季铵盐抗菌整理剂n代表性品种如：代表性
12、品种如：美国Dow Corning公司的DC-5700，北京洁尔爽高科技有限公司的SCJ-877。n特点：特点：安全性好：天竺鼠的LD50=12270mg/kg 广谱抗菌：对革兰氏阳性、阴性细菌；霉菌；酵母菌；藻类等26种，均有很好的抑制作用；耐久性：用于生产抗菌效果耐久的非溶出型抗菌防臭纺织品，可用于天然纤维和合成纤维的抗菌整理，耐久性优异。N+C18H37CH3(CH3O)3Si(CH2)3CH3ClDC-5700抗菌机理n由于细胞壁和细胞膜呈负电性；由于细胞壁和细胞膜呈负电性；DC-5700带正带正电；电；n抗菌剂阳离子吸引带负电荷的细菌，抗菌剂疏水性的长链烷基触及细胞壁，阻碍细胞壁的合
13、成，破坏细胞壁，杀死细菌。束缚细菌的活动束缚细菌的活动自由度，抑制呼吸机能，发生自由度，抑制呼吸机能，发生“接触死亡接触死亡”；n在电场引力下，细胞壁和细胞膜上的负电荷分在电场引力下，细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均造成变形，发生物理性破裂，使细胞的布不均造成变形，发生物理性破裂，使细胞的内容物如水、蛋白质等渗出，发生内容物如水、蛋白质等渗出，发生“细菌溶解细菌溶解”现象而死亡。现象而死亡。缺点n该类抗菌剂对那些不带负电的细菌没有抗菌作该类抗菌剂对那些不带负电的细菌没有抗菌作用；用；n阳离子季铵盐很容易和阴离子表面活性剂反应，阳离子季铵盐很容易和阴离子表面活性剂反应，使该类抗菌剂的正电性消失，
14、从而失去抗菌作使该类抗菌剂的正电性消失，从而失去抗菌作用。用。反应性抗菌剂：甲氧基水解得硅醇，能与纤维素羟基反应，反应性抗菌剂：甲氧基水解得硅醇，能与纤维素羟基反应，也能自身缩聚成膜。也能自身缩聚成膜。洗涤洗涤40次，抗菌率仍在次，抗菌率仍在98%以上。以上。N+C18H37*Cl-1(HO)3Si(CH2)3CH3CH3N+C18H37*Cl-1CH3CH3(CH3O)3Si(CH2)3 DC-5700与纤维结合模型 整理工艺n浸轧法浸轧法 二浸二轧（轧液率二浸二轧（轧液率7080%）烘干（烘干（80120）n浸渍法浸渍法 在在0.1%1%（owf）抗菌剂水溶液中浸渍）抗菌剂水溶液中浸渍30
15、分钟，然后脱水、烘干。分钟，然后脱水、烘干。处方：抗菌剂 210g/L阳离子或非离子型渗透剂 0.5g/L其他季铵盐类抗菌剂其他季铵盐类抗菌剂n反应性差，与反应性树脂共同使用n抗菌机理：静电吸附4.5.2 二苯醚抗菌整理剂n基本原理：二苯醚类化合物在纤维表面形成不溶性沉淀物基本原理：二苯醚类化合物在纤维表面形成不溶性沉淀物或扩散进入纤维的皮层。或扩散进入纤维的皮层。n腈纶纤维在腈纶纤维在40140下，用含有下，用含有001 10 owf的的 2,4,4-三氯-2羟基二苯醚、氟化物和阳离子分散剂的分、氟化物和阳离子分散剂的分散型加工液处理几十秒至几十分，处理后的纤维具有杀菌散型加工液处理几十秒至
16、几十分，处理后的纤维具有杀菌性和拒水拒油性。性和拒水拒油性。OClHOClCl如日本敷岛公司的Nonstar、帝人公司的Santiz、瑞士汽巴公司的Irgasan DP300等浸轧法浸轧法处方：抗菌剂 1520g/L无甲醛树脂 30g/L渗透剂 2g/L高温高压法（与涤纶染色同浴）高温高压法（与涤纶染色同浴）处方：染料(o.m.f)x%扩散剂 1g/L磷酸氢二铵 2g/LJFC 0.2g/L抗菌剂SFR1（o.m.f）10%工艺：130，处理30min 4.5.3 双胍衍生物聚环己双胍氢氯化物聚环己双胍氢氯化物英国卜内门（I.C.I）公司Reputex20，有效成分为聚六亚甲基双胍盐酸盐PHMBnPHMB是低聚物，每个双胍单元有是低聚物，每个双胍单元有2个阳离子个阳离子基团，其中部分阳离子基团与织物表面结合，基团，其中部分阳离子基团与织物表面结合，而游离的阳离子基团仍可起到抗菌作用而游离的阳离子基团仍可起到抗菌作用nPHMB是一种应用于棉织物上的有效抗菌剂，是一种应用于棉织物上的有效抗菌剂，经水洗经水洗2550次后对细菌、酵母菌仍有广谱次后对细菌、酵母菌仍有广谱抗菌性抗菌性n它通过缓释
