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纺织品用无机抗菌剂

作者:纺织品用无机抗菌剂  来源:纺织品用无机抗菌剂  发布时间:2011-4-14 7:45:27

纺织品用无机抗菌剂

无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物及其与无机载体的复合体。

1按作用于微生物的机理分类

1.1负载型无机抗菌剂

负载有金属或金属离子的无机物称为接触性或载体类抗菌剂,此类抗菌剂根据其载体类型的不同又可分为沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、硅胶抗菌剂、膨润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂等.负载性抗菌剂载体与抗菌机理关系密切.抗菌机理有两种:

(1)金属离子溶出型抗菌机理,即通过载休缓释Ag+、Cu2+、Zn2+等来阻止微生物的繁殖和发挥杀菌作用,溶出的金属离子(特别是Ag+)可与细胞及膜蛋白质结合,导致细胞立体结构损伤(变性作用),产生机能障碍.而到达细胞内的金属离子又可对酶以及DNA的功能产生障碍;(2)金属离子非溶出型抗菌机理,即认为不溶出的金属离子也有杀菌作用,如可见光使载银磷锆中电子被激发.被激发的电子与吸附在银离子上的氧反应,使之还原成活性氧和过氧化物,Ag 等在这里起了催化作用,另外,失去电子而带正电的空穴则可氧化水中OH一生成·OH.这样生成的负离子o 一的-oH等都具有很强的氧化还原作用,从而可产生持久的抗菌效果。

1.2光触媒抗菌剂(以二氧化钛为代表)二氧化钛是一种半导体.当含有紫外线的光照射到二氧化钛时,会产生电子(e一)和空穴(h+),产生的电子和空气中的组分反应.生成过氧化氢(还原反应)。

空穴与抗菌剂表面的微量水分反应生成·oH(氧化反应)。

过氧化氢和·OH可将细菌慢慢分解.并具有防污、除臭功能。此外,ZnO、SnO2、wo3等均属此系列。

2按组成分类

无机系列抗菌剂可分为元素型、氧化物型和多种无机化合物的复配型以及无机与有机抗菌剂的复合物型4大类,后两种统称为复合型,近年来,超微细技术的发展将亚微米及纳米技术应用于无机抗菌剂的制备.生产了纳米无机抗菌剂等性能更为卓越的背后型无机抗菌剂,随着研究的深入,无机抗菌剂的类型将不断增多,性能也将逐步提高,其应用也会愈来愈广泛。

日本在无机抗菌剂的开发及抗菌纤维的制备方面一直处于领先地位。近年来.多使用有机聚硅氧烷与沸石复合的方法,例如.用有机聚硅氧烷、可水解硅烷及酸的混合物对载银沸石进行表面处理.所得的产品颜色稳定,还可以与树脂等高聚物很好地相容,也可利用层间插入技术.将有机抗菌剂引入到用银离子交换过的层状粘土的层间隙中.以提高其耐热温度和对紫外线的稳定性。

国内的研究刚刚起步.例如.叶学军等发明的有机硅季铵盐和银的复合物制成的抗菌剂应用于纺织品上,具有良好的广谱抗菌性.对数种细菌都有抑菌性。

我国科研人员近年也做了许多无机抗菌剂的研究和开发工作,如舟山纳米材料有限公司开发的纳米复合银系抗菌粉MFS350,以纳米SiO2为主要原料,平均粒径小于90rim.具有高效快速、持久、广谱抗菌等特点,可广泛用于化纤、塑料、涂料等各领域,此外,浙江丽水金地亚纳米材料有限公司开发的MOD纳米高性能无机抗菌剂.是结合了光催化抗菌技术、金属离子抗菌技术和纳米制备技术而开发的一种新型无机抗菌剂.改善了有机抗菌剂在使用安全性、广谱抗菌持久性及耐热性等方面的不足,是目前抗菌领域的最新技术.又如,中国纺织科学研究院对纳米层状银系无机抗菌剂进行特殊处理后与聚酯聚合物共混、造粒、纺丝.得到具有一定抗菌性能的功能保健纤维.即纳米层状银系无机抗菌聚酯母粒及纤维。

含银化合物都有一定变色问题,造成耐候性不良.作为抗变色剂,天然或合成水滑石及其烧成物、碱式碳酸铅、磷酸锆等已获得应用:表面活性剂、紫外线吸收剂、抗氧剂也有一定作用,但均不够理想,因此,安全、稳定、高效、价廉的变色抑制剂的开发已成为研究热点之一.如西北有色金属研究院的张文钲等.对载银无机抗菌剂变色抑制剂做了许多的工作。

可靠、快速的抗菌性能检测方法的研究也值得重视.用电导率法或MIC法评价静菌力;用菌落计数法(MPN)、最小杀菌质量分数法(MBC)、比浊法评价杀菌力,都有局限性.抗菌纤维及其制品的抗菌性能检测方法.如抑菌圈法、统一试验法、浸渍法、滴下法、振荡接触法等也仅是定性的评价,而且也不一定适于特殊菌株。

虽然目前所使用的无机抗菌剂类型已相当多,但仍普遍存在抗菌范围不广和耐久性差的问题,此类问题应从抗菌剂的复配、加工、应用工艺和开发新型水不溶性但有一定亲水性的抗菌剂方面着手解决;而从环保方面考虑.则应注意采用不会产生二次污染的抗菌剂.在抗菌机理研究中,应深入研究抗菌剂的种类、分散状态、与纤维的结合方式及其对性能的影响,特别是对抗菌性、舒适性和稳定性的影响,以期全面满足人们对纤维制品功能的要求,从发展来看,抗菌纤维的制备应与其它功能相结合,因此,研制抗菌纤维的主要趋势应是:抗菌范围更广、抗菌耐久性更好、功能更齐全.从而最终获得更高的附加值和使用价值。

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