無(wú)機(jī)抗菌劑在紡織品上的應(yīng)用

2024年3月15日發(fā)(作者：教育教學(xué)故事)

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一

３６一　化多　’園地　精細(xì)化工原料及中間體　２００８年第２期　

無(wú)機(jī)抗菌劑在紡織品上的應(yīng)用　

一

微米顆粒抗菌劑Ｎｏｖａｒｏｎ，以載銀氧化鋅為主要成　

分的松下產(chǎn)品Ａｍｔｅｋｕｒｉｎ　ｚ等，總之，含無(wú)機(jī)抗菌劑　

、

無(wú)機(jī)抗菌劑在紡織品中的應(yīng)用特點(diǎn)　

的纖維已廣泛應(yīng)用到服裝、衛(wèi)生用品、寢裝用品、洗　

浴用品、裝飾織物、日用雜品等各類(lèi)紡織產(chǎn)品，并以　由于Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒ離子對(duì)人體有殘留性毒　

害，Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ離子具有染色作用；而銀、銅、鋅離子　

具有較強(qiáng)抗菌作用，微量時(shí)幾乎對(duì)人體沒(méi)有影響，其　

其抗菌的長(zhǎng)效性、安全性等優(yōu)點(diǎn)獲得重視．從衛(wèi)生和　

醫(yī)療保健性考慮，含無(wú)機(jī)抗菌劑的抗菌織物在醫(yī)護(hù)、　

中，銅和鋅還是人體不可缺少的元素，所以用于紡織　

纖維的無(wú)機(jī)抗菌劑主要是銀、銅、鋅離子及其化合　

食品工業(yè)等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。　

二、抗菌加工方法　

物，它們與一般有機(jī)抗菌劑相比具有的特點(diǎn)：（１）高　

安全性，銀、銅、鋅離子毒性低，其化合物也大多無(wú)　

毒，如白鼠的急性口服試驗(yàn)，載銀沸石抗菌劑　

Ｚｅｏｍｉｃ的ＬＤ５０＞５０００ｍｇ?ｋｇ～，銀、銅離子雙組分無(wú)　

機(jī)抗菌劑的ＬＤ５０＞５０（０）０?ｋｇ一，而食鹽的ＬＤ５０為　

３０００ｍｇ?ｋｇ－　，可見(jiàn)毒性遠(yuǎn)低于食鹽，對(duì)皮膚無(wú)刺激，　

致突變性試驗(yàn)結(jié)果也呈陰性；（２）緩釋性、化學(xué)穩(wěn)定　

性好，銀、銅、鋅易制成難溶、穩(wěn)定的材料，如載銀沸　

石抗菌除臭襪洗’滌５０次后對(duì)大腸桿菌的殺滅率　

仍＞９０％；（３）高效、廣譜抗菌，如載銀活性炭抗菌劑　

與水接觸后，銀離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)５ｘ１０－ｓ時(shí)即可殺滅　

大腸桿菌，載銀抗菌劑不僅可殺滅一般細(xì)菌，而且對(duì)　

抗藥性很強(qiáng)的Ｏ－１５７大腸桿菌和ＭＩＬＳＡ細(xì)菌也有　

可靠的效果，高效性保證低用量，提高安全性；（４）不　

易產(chǎn)生抗藥性，以載銀沸石為例，為確認(rèn)載銀沸石是　

否造成細(xì)菌的抗藥性．選擇最易產(chǎn)生耐藥性的綠膿　

桿菌進(jìn)行測(cè)試，參照綠膿桿菌的ＭＩＣ數(shù)據(jù)，對(duì)以每　

次測(cè)定ＭＩＣ試驗(yàn)后的殘存活菌反復(fù)測(cè)定ＭＩＣ值　

１０次，殘留的細(xì)菌培養(yǎng)后再進(jìn)行抗菌試驗(yàn)，反復(fù)１０　

次，從每次的ＭＩＣ結(jié)果可以看出，綠膿桿菌對(duì)載銀　

沸石不存在抗藥性，而大多數(shù)有機(jī)抗菌劑則會(huì)誘發(fā)　

致病菌變異，產(chǎn)生耐藥菌株，危害人類(lèi)健康；（５）耐　

熱、耐候性好，熱穩(wěn)定性是高溫紡絲時(shí)對(duì)助劑不發(fā)生　

分解或揮發(fā)的基本要求，無(wú)機(jī)抗菌劑光照不易老化，　

可耐５００￣Ｃ的高溫，其中，磷酸復(fù)鹽為載體的銀系無(wú)　

機(jī)抗菌劑ＨＮ－３００能耐１３００￣Ｃ以上高溫，且性質(zhì)不　

受影響：有機(jī)抗菌劑一般只能在較低溫度下使用（≤　

３００￣Ｃ），受熱易分解，光照也易老化；天然抗菌劑通　

常在１５０－１８０￣Ｃ就開(kāi)始炭化分解，應(yīng)用范圍更窄。　

生產(chǎn)抗菌紡織品可用后處理法或采用抗菌纖　

維，抗菌紡織品一般都要使用抗菌劑，１９８３年，日本　

品川燃料株式會(huì)社首次將開(kāi)發(fā)的載銀沸石抗菌劑　

Ｚｅｏｍｉｃ用于生產(chǎn)抗菌除臭襪，近年來(lái)，抗菌紡織品　

的研究十分活躍，美、日、法、瑞士等國(guó)相繼研究過(guò)抗　

菌衛(wèi)生整理。開(kāi)發(fā)了系列抗菌紡織品供應(yīng)市場(chǎng)，頗受　

歡迎，其中，日本東亞合成株式會(huì)社的銀鋅系無(wú)機(jī)亞　

無(wú)機(jī)抗菌劑用在紡織纖維上主要有兩種加工方　

法：后處理加工法和原纖維加工法，其中以原纖維加　

工法最重要，７０％左右的抗菌纖維采用原纖維加工　

法，后處理加工法簡(jiǎn)單易行，所占比例近年來(lái)上升很　

快。　

Ｉ原纖維加工法　

原纖維加工法又稱(chēng)抗菌纖維法。是對(duì)化學(xué)纖維　

的高分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)接枝或共混改性，也可通過(guò)　

物理方法使抗菌劑滲入到纖維內(nèi)較深的部位。或者　

利用復(fù)合紡絲技術(shù)等，這是一種先制取抗菌纖維再　

進(jìn)行紡紗織造制備抗菌紡織品的方法．其中以共混　

改性方式應(yīng)用較多，即在合成纖維紡絲階段，將抗菌　

劑混入聚合物中進(jìn)行紡絲，抗菌劑混入纖維中的操　

作可以在高聚物聚合階段、聚合結(jié)束、聚合物熔融噴　

絲之前加入．人造絲、腈綸等纖維濕法紡絲時(shí)也可在　

紡絲原液中混入，在熔融紡絲時(shí)混入的抗菌劑要求　

具有較高的耐熱性和安全性，該法最大的優(yōu)點(diǎn)是抗　

菌效果持久并因熔出量少而使用安全，但要求使用　

高效抗菌劑，缺點(diǎn)是對(duì)天然纖維紡織品不適用，原纖　

維加工法用的抗菌劑一般是含金屬氧化物、鹽或載　

負(fù)在無(wú)機(jī)金屬化合物上的活性金屬離子，如含Ａｇ　

沸石、Ｚｎ、Ｃｕ復(fù)合物或Ｔｊｏ：等。　

天然纖維由于難以通過(guò)纖維改性獲得抗菌效　

果，故到目前為止，用天然纖維制成的紡織品的抗菌　

處理仍以后整理的方式為主。　

２后處理加工法　

后處理加工法是在紡織品印染、整理過(guò)程中，采　

用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將抗菌劑施加在纖　

維表面．并使之固著在紡織品上而具有抗菌效果的　

一

種方法，從機(jī)理上看，抗菌纖維的后處理加工法還　

可分為３種：（１）用反應(yīng)性樹(shù)脂將抗菌劑熱固定于纖　

維表面；（２）抗菌劑吸附于纖維表面；（３）纖維表面的　

官能團(tuán)與抗菌劑進(jìn)行反應(yīng)而接枝固定，包括采用乙　

二醛等交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，從操作上看抗菌劑可以與　

染料先行結(jié)合或在染色過(guò)程中添加；也可以在柔軟　

劑、整理劑中添加。如利用金屬及其化合物微細(xì)粉體　

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２００８年第２期　精細(xì)化工原料及中間體　

內(nèi)衣等。　

化鄉(xiāng)　園地　一３７一　

與具有較好粘合和成膜特性的柔軟劑共用，這類(lèi)方　

法實(shí)質(zhì)是纖維的一種加工整理技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是加工　

方便。可根據(jù)用戶(hù)或最終用途和需要選擇不同的抗　

菌劑進(jìn)行生產(chǎn)，也可以把抗菌劑整理在纖維、紗線、　

織物面料、成衣或各種紡織制品上，缺點(diǎn)是抗菌劑只　

２以色列尼龍生產(chǎn)者Ｎｉｌｉｔ開(kāi)發(fā)出抗菌纖維　

以色列的尼龍生產(chǎn)者Ｎｉｌｉｔ公司，開(kāi)發(fā)出一種　

新型的抗菌纖維。名字叫Ｓｅｎｓｌｆ　ＢｏｄｙＦｒｅｓｈ，可以給　

運(yùn)動(dòng)員和戶(hù)外的活動(dòng)者帶來(lái)氣味調(diào)節(jié)、經(jīng)久耐用和　

平滑舒適的感覺(jué)。并且該纖維還具有防止細(xì)菌滋生　

的功能。如葡萄狀球菌和微球菌以及棒狀桿菌，這些　

存在于纖維表面層中，一旦脫落便不能補(bǔ)充，因而往　

往不耐洗滌。抗菌功效的耐久性不理想，且可能會(huì)由　

于初期溶出量大而存在使用安全性問(wèn)題，其中，成膜　

細(xì)菌能導(dǎo)致身體異味和不舒適。　

法可形成一條金屬離子走出纖維內(nèi)部的通道。建立　

起一個(gè)緩釋系統(tǒng)。當(dāng)表面抗菌劑減少時(shí)纖維內(nèi)部的　

抗菌劑緩緩釋出使之得到補(bǔ)充。因而提高了耐久性　

和安全性。　

３新技術(shù)　

納米金屬及其化合物粉體。采用共混、復(fù)合、分　

散技術(shù)是生產(chǎn)抗菌纖維的新技術(shù)。日本鐘紡公司開(kāi)　

發(fā)出一種以普通纖維為芯。抗菌沸石聚合物為鞘的　

芯鞘纖維。Ｍｉｃｒｏ　Ｆｒｅｅ是美國(guó)杜邦公司推出的微核／　

殼結(jié)構(gòu)粉末型抗菌劑。使微核微粒被一層特殊的抗　

菌涂層包裹著，抑制微生物的繁殖，此外，利用微膠　

囊技術(shù)。無(wú)機(jī)抗菌劑在紡織上的應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)　

大。　

三、抗菌纖維的類(lèi)型和用途　

按纖維類(lèi)型。目前采用無(wú)機(jī)抗菌劑制成的抗菌　

纖維主要有：（１）抗菌長(zhǎng)絲產(chǎn)品，廣泛用于針織內(nèi)衣　

褲、運(yùn)動(dòng)服、襪子，各種裝飾織物，針織絨類(lèi)面料、過(guò)　

濾織物、地毯運(yùn)動(dòng)鞋內(nèi)襯材料等；（２）抗菌短纖維，可　

與天然纖維混紡或直接用于生產(chǎn)床上用品、裝飾織　

物、醫(yī)用產(chǎn)品、食品行業(yè)專(zhuān)用服裝、鞋用材料、手套以　

及各種內(nèi)衣褲等；（３）抗菌無(wú)紡布產(chǎn)品廣泛用于各種　

一

次性材料。如無(wú)菌手術(shù)衣、手術(shù)帽、口罩以及衛(wèi)生　

包覆材料、鞋墊、過(guò)濾材料等。　

四、抗菌纖維加工及應(yīng)用實(shí)例　

１德國(guó)耶拿大學(xué)研發(fā)成功抗菌纖維服裝　

德國(guó)耶拿大學(xué)研究人員用一種含有金屬銀的新　

型纖維和納米復(fù)合抗菌材料織成的面料。給面料賦　

予抗真菌和細(xì)菌的醫(yī)藥作用。　

據(jù)悉，用這種方法制成的米色Ｔ恤呈現(xiàn)銀色的　

色調(diào)。經(jīng)測(cè)試表明。這種纖維能夠抵抗引起腳部真菌　

或是引發(fā)強(qiáng)烈騷癢的酵母菌感染。在紡織品中加入　

這種纖維的含量越高，抗真菌效力越強(qiáng)；同時(shí)，該纖　

維也能抗金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草桿菌等細(xì)　

菌。　

該纖維可應(yīng)用于日常生活用品。如適用于有神　

經(jīng)性皮炎患者的床上用品、Ｔ恤衫、襯衫、襪子、男女　

它的抗菌性能是通過(guò)高性能服裝內(nèi)超細(xì)纖維　

實(shí)現(xiàn)的。這種超細(xì)纖維給人帶來(lái)舒適感覺(jué)的同時(shí)，還　

能經(jīng)久耐用并可以抵御硬東西的劃傷。抗菌添加劑　

是在聚合物中加入的。不是在織造過(guò)程中加入的。所　

以該服裝能夠水洗超過(guò)２Ｏ次而不影響其抗菌性能。　

Ｓｅｎｓｉｌ　ＢｏｄｙＦｒｅｓｈ可以提供多種纖度的纖維。　

可以設(shè)計(jì)成彈性的戶(hù)外活動(dòng)的外衣、運(yùn)動(dòng)衣和泳裝。　

手感外觀都非常的好。（楊華）　

遼寧成功研發(fā)聚苯硫醚長(zhǎng)絲　

年前。由遼寧銀珠化紡集團(tuán)日晟營(yíng)津合纖有限　

公司成功研發(fā)的聚苯硫醚（ＰＰＳ）長(zhǎng)絲。通過(guò)該省有關(guān)　

部門(mén)的檢測(cè)鑒定。ＰＰＳ長(zhǎng)絲不僅具有耐化學(xué)腐蝕、耐　

高溫、無(wú)毒等特點(diǎn)。且阻燃性好。同時(shí)還具有良好的　

物理機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性。長(zhǎng)期以來(lái)。由于原料　

ＰＰＳ樹(shù)脂和纖維生產(chǎn)技術(shù)被國(guó)外壟斷。我國(guó)在ＰＰＳ　

長(zhǎng)絲生產(chǎn)方面始終處于空白。為滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要。　

遼寧銀珠化紡集團(tuán)日晟營(yíng)津合纖有限公司經(jīng)過(guò)科技　

攻關(guān)。研發(fā)出了一整套ＰＰＳ長(zhǎng)絲生產(chǎn)技術(shù)工藝。其　

性能指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。具有完全自　

主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。　

以靜電紡絲法　

制備納米纖維鋰離子電池隔膜　

年前。北京理化所進(jìn)行的”靜電紡絲法制備納米　

纖維鋰離子電池隔膜研究”項(xiàng)目通過(guò)評(píng)審驗(yàn)收。以靜　

電紡絲法制備納米纖維鋰離子電池隔膜。是對(duì)新型　

隔膜材料的制備方法和制備工藝的創(chuàng)新性研究．是　

對(duì)鋰離子電池隔膜實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化途徑的有益探索：所　

形成的多針噴頭組控技術(shù)突破了以往單噴頭靜電紡　

絲技術(shù)制備效率低的瓶頸。具有良好的實(shí)際應(yīng)用前　

景；特別是鋰離子電池電極片表面直接噴涂納米纖　

維隔膜技術(shù)具有創(chuàng)新性和很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。處　

于國(guó)際領(lǐng)先水平。