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上海老顾xx博客:
织物xx整理及xx整理剂的现状与发展趋势
1、前言
在日常生活中,微生物起着非常重要的作用,人们每天都要接触到各种各样的xx、xx等微生物。有些微生物对人类有益,而很多微生物对人类是有害的,有害微生物在合适环境条件下会迅速生长繁殖,并通过接触传播疾病,影响人们的身体健康。纺织品非常容易滋生病菌,是疾病的重要传播源,所以纺织品的xx整理有着极其重要的意义。随着工业的迅速发展和人民生活永平的提高,人们的卫生意识进一步提高,xx纺织品越来越受到消费者的喜爱。xx纺织品应用范围广泛,如家用纺织品、内衣、运动服、室内装饰品、医院、食品加工和制药工作服、病号服、包装材料等。
2、 xx整理的机理
21 织物xx整理的机理
织物xx整理基于三种机理:有控制的释放;再生原则;障碍或阻塞作用。
211 有控制的释放:经过xx整理的织物在一定的温度、湿度下有控制地释放出xx剂,其速率足以杀死或抑制xx或xx的生长。
212 再生原则:经过特殊xx整理剂整理的织物在洗涤或射线照射下,织物上整理剂与纤维的共价键断裂而不断地再生出xx剂,从而达到持续xx的目的。
213 障碍或阻塞作用:通过在织物上形成惰性的物理障碍层或涂层,阻止微生物穿过织物;或在织物上涂敷具有直接表面接触活性的膜,当xx与xx整理剂接触后,通过吸附等作用破坏细胞壁的代谢作用,阻止xx的生长。
22 从xx学的角度上看,xx整理剂可通过以下途径达到抑菌或xx的目的:
1)与xx细胞内的蛋白质发生化学反应,破坏其机能;
2)使xx细胞内各种代谢失活,从而杀灭xx;
3)抑制袍子生成,阻断DNA合成,抑制其生长:
4)破坏细胞内的能量释放体系;
5)加快磷酸氧化还原体系,打乱细胞正常生长体系;
6)通过电荷吸附作用,使xx的细胞壁破裂,从而杀灭xx;
7)阻碍电子转移系统及氨基酸转酯的生成。
3、xx剂
理想的xx剂必须是安全、低毒的,具有广谱xx性,xx作用强,用量小,不引起皮肤过敏反应或损伤,不能影响织物的服用性能,对纺织品性能和外观影响小,不影响通常的纺织品染整加工。
xx剂多种多样,总的来讲可分为溶出型与非溶出型两类;溶出型xx整理制不与织物发生化学结合,耐久性较差;非溶出型xx整理剂能与织物形成化学键结合,耐久性好。
31 无机xx整理剂
无机xx整理剂是利用银、铜、锌等金属离子所具有的xx能力,通过物理吸附或离子交换等方法,将这些金属离子结合在载体(硅、磷灰石、泡沸石、磷酸铅等无机化合物)上制成xx整理剂。在无机xx整理剂中,银系xx整理剂xx效果{zh0},银的xx作用与其价态有关,银离子杀灭或抑制病原体的活性按下列顺序递减:Ag 3>Ag 2>Ag 1,其{zd0}优点是耐热性达500℃以上,而且非常稳定和安全。
32季铵盐类xx剂
321季铵盐
季铵盐xx剂为脂肪族季铵盐或聚烷氧三烷基氯化铵。xx通常带负电荷,季铵盐带正电,当季铵盐xx剂与xx接触时,其阳离子吸附带负电荷的xx,抑制了xx的呼吸功能,使xx接触后死亡。由于其与纤维的结合力差,一般与反应性树脂并用,以提高其耐久性。
322有机硅季铵盐类
有机硅季铵盐的有机硅组分具有偶联特性,通过硅醇与纤维上的-OH基偶联结合,在纤维表面形成不溶于水及一般有机溶剂的高分子膜,使整理剂具有较好的耐久性。目前有机硅季铵盐xx剂品种较多,如日本东洋纺的BIOSIL、日清纺的Peachfresh、美国DowComing公司的DC-5700[活性成分为3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化物]都具有耐久、安全性好及广谱xx的特点。
33双胍类
双抓类xx整理剂最早是由ICI公司于1980年开发成功。常用于纺织品整理加工的双胍类xx剂为1,1-六亚甲基双胍[5-(4-氯苯基)]的盐或葡萄糖酸盐。双胍系xx整理剂是通过阻碍细胞溶菌酶的作用,使细胞表层结构变性而破坏xx的,毒性较低,杀灭xx效力很高,耐热性良好,但对xx的xx性能较差,耐洗性也不理想。
34 xxxx剂
341 植物类xxxx剂
植物类xxxx剂是从桧柏油、艾篙、芦荟、甘草、蕺菜、茶叶、石榴果皮等提取得到,其中很多xx剂像芦荟等已广泛应用于医药、化妆品和保健食品中。
342 动物类xxxx剂
{zj1}代表性的动物类xxxx剂如甲壳质和壳聚糖,它们对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌均有抑制能力。从昆虫中分离出的xx蛋白约有150种以上,具有xx性广,耐热性好等特点,日本东丽公司的差别化Macspec纤维使用的xx剂就是来自自然的甲壳质。壳聚糖是很好的动物类xxxx剂,其衍生物也具有很好的xx性,曾有人对壳聚糖进行季胺化,得到了比壳聚糖更好的xx剂。
343 矿物类xxxx剂
矿物类xxxx剂如胆矾对化脓性球菌、痢疾杆菌和沙门氏菌均有较强的抑制作用;雄黄对多种皮肤xx、肠道致病菌有很强的杀灭作用。
344 微生物xxxx剂
微生物xxxx剂如氨基葡萄糖苷ST-7是一种由放射线菌发酵而得到的抗生物质,对革兰氏阳性球菌及革兰氏阴性杆菌都有效。
4、xx织物的加工方法
xx织物的加工方法主要有两种,一种是直接采用xx纤维制成各类织物,所得织物xx效果持久,耐洗性好,但对xx剂要求高。另一种是对织物进行xx整理加工来获得xx性能,这种加工方法简单,但耐洗性及xx持久性较差,存在穿着安全性问题。
41xx纤维
xx纤维采用物理改性、化学改性、复合纺丝及把xx剂添加到纺丝液中纺出纤维的方法制取。化学改性技术分为接枝法、离子交换法,离子交换制得的纤维,由于金属离子与纤维的离子交换基团形成离子键,所以它具有持久的xx效果;纺丝液中添加xx剂是开发xx纤维的主要手段,该方法已获得多项发明专利,这种方法加工的纤维织物具有xx效果好、持久等优点,但此方法控制整理剂颗粒的粒径较困难;复合纺丝是将xx剂制得的xx母粒和原料通过复合纺丝的方法制成皮芯结构的纤维。以xx母粒为皮层,原料为芯层。此法所得的xx纤维,xx剂只分布于纤维的皮层,因此与纺丝液中添加xx剂法相比,所需的xx剂少,从而可以减少因xx剂的引入对纤维物理力学性和服用性能的影响,如日本东丽公司开发的防螨聚酯纤维Kepach-f与具有防螨功效的床垫CLINICFUTON及其系列产品,缺点是生产技术复杂,成本较高。
42后整理加工法
后整理加工法是在纺织品印染、整理过程中,采用浸渍、浸轧、涂层等方法将xx剂施加在纤维表面,并使之固着在纺织品上而具有xx效果的一种方法,优点是加工简单,缺点是xx剂只存在于纤维表面上,不耐洗涤,初期溶出量大,存在穿着安全性问题。主要采用浸渍法(浸轧法)、表面涂层法,近几年,也有将xx剂制成微胶囊处理到纤维上,使xx织物的耐洗性有所提高。
5、xx织物的测试方法
xx纺织品测试方法主要有两种:
51将一定浓度的菌液接种在试样上,在一定的条件下接触一段时间,然后比较接触前后试样的相关参数(菌落数、pH值、颜色、强力等)的变化来评价xx性能如:AATCC l00试验法;
52 将试样置于(或埋入)一定浓度的菌液(或接种菌液的平板、土壤)中,在一定条件下接触一段时间后,通过一定手段比较接触前后试样的相关参数(菌落数、阻带宽度、强力等)的变化值来评价xx性能。如HALO法(又称晕圈试验法)、土埋法、振荡烧瓶法(参照美国道康宁公司开发的振荡烧瓶法Shake Flask Method)等。
6、xx剂及xx整理的研究现状与发展趋势
61 研究现状
近年来由于人们对服装舒适性,功能性要求越来越高,xx织物也越来越受到人们的亲睐,据报道,功能性纺织品占全部纺织品的比重日本为39%,欧洲为21%,美国为28%,而xx纺织品在功能性纺织品占有很大的比重。
日本xx剂的开发及应用在国际上居{lx1}地位,日本xx剂生产厂家目前已达100家以上,尤其是无机xx剂,据资料统计日本使用的无机xx剂占世界的98%左右,石冢硝子、品川燃料、东亚合成、锺纺和松下等几大制造商的xx剂日本市场占有率为80%,欧美地区开发的xx材料主要是以有机xx剂为主,如瑞士汽巴,美国ARP,而中国生产的无机xx剂比例不到1%,今后我国还有很长的一段路要走。
目前,对于xx剂的研究,主要集中在xx及纳米xx整理剂上,xxxx剂以壳聚糖居多,壳聚糖为xxxx整理制,容易取得,xx效果好,它的xx性是通过壳聚糖的阳离子来实现的,能够和xx及xx的阴离子交联达到xx的目的;Ming-Chien Yang在涤纶纤维上首先嫁接丙烯酸然后再嫁接壳聚糖的办法使壳聚糖整理到织物上后,发现经过整理的涤纶纤维具有良好的xx性;樊李红等通过溶液纺丝法制备海藻酸盐/羧甲基壳聚糖(CMC)共混纤维,对金黄色葡萄球菌具有较强的抑菌效果,可用作新型伤口敷料纤维;崔胜云,池善女研究用碘化钾对壳聚糖进行碘化改性,xx速度明显加快;日本富士纺公司利用甲壳素 或脱乙酰甲壳素先后开发了基特塞尔和基特波利两种产品,使甲壳素或脱乙酰甲壳素均匀地分散到纺丝液中,在酸性条件下纤维上的 NH3 与xx细胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解离 出的阴离子结合,使xx的自由活动受阻,从而阻碍xx的大量繁殖。
相对于壳聚糖,一些纳米离子的xx性更好,耐洗性也更好,很有发展前景,也吸引了大量国内外科研人员对其机理和产品的开发进行研究,HOON JOO LEE对纳米银进行了xx及对皮肤的影响的测试,xx率达99.9%,对皮肤xx无害;日本各合成纤维厂商正在推进应用纳米技术的涤纶与尼龙的开发研究,天津大学目前正在研究粘胶基及载银、载碘活性炭纤维的xx性能,赵姊等利用载银纳米氧化锌xx剂与涤纶共混制得PETxx母粒,通过复合纺丝制得皮芯型xx涤纶纤维,实验证明xx剂在xx涤纶纤维中均匀分散,xx涤纶纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的xx率均达 99%以上;张海斌等利用复分解反应制备了氟磷灰石载银和锌两种金属离子的氟磷灰石,通过低温干燥、1O00℃烧结所得到的银和锌复合离子的氟磷灰石比单纯载银离子的氟磷灰石具有更优良的xx性能啦。
Ciba公司第四代银系xx剂lrgaguard B7000,xx广谱,在800℃高温加工不分解,xx性能优异、持久,己获得美国FDA认可。
加拿大汤姆森研究协会研制的silpure声称是{dy}个耐久的典型应用在织物上的载银纳米xx剂,它克服了一般xx整理剂的缺点,价格合理,应用简单,产品由极细的载银胶粒组成,通过轧-焙-烘工艺处理到织物上,用纳米技术将银分散,粒径在180nm左右,能够和通常的染整加工相容。
日本纺织期刊报导,以硫磺温泉成分制成微粒,混入粘胶纤维内制成的产品具有以下特点:对黄色葡萄球菌、白癣菌、大肠菌、绿脓菌等有xx性、抗霉性;具有PH值控制功能,人的肌肤通常呈弱酸性,它能保持中性至弱酸性,有 利于保护肌肤;耐洗,经多次洗涤亦可保持原有效果;吸湿好对皮肤温和无刺激性。
日本Gunma大学的A。Oyad X研究小组和天津大学对活性炭纤维做了大量的基础性研究工作。采用酚醛树脂、粘胶基、沥青基等制成不同基材的活性炭纤维,对它们的xx、消臭性能进行对比。结果表明:沥青基活性炭纤维不仅成本低,而且在xx、消臭效能方面明显高于其他纤维。
Deepti Gupta等研究一些xx染料在棉纤维的xx性能,选取了几种xx染料:
Ouercus infectoria、acacia、Rumex maritimus、Rubia cordifolia,研究表明所测试的几种染料都有很好的xx性,且Ouercus infectoria不仅具有很好的xx性,而且抗紫外性能也很好。
62 发展趋势
621 xx纤维的发展:由xx纤维制得的织物从xx效果和持久性来看,都优于后整理织物,所以开发新型的具有{yj}xx效果的xx纤维是纺织品研究的新趋势。
622 由于纳米xx整理剂整理的织物具有优异的耐洗涤性,抑菌效果高效持久,具有其他整埋剂难以比拟的优点,开发纳米整理剂是当今xx整理的热点。
623 使织物同时具有卫生性、保健性、舒适性和易存放性多种功能的xx整理,加强防霉、防癣等方面的多重整理效果。
624 由于xx整理后的织物大部分含有甲醛,达不到生态纺织品的标准,因此,无甲醛或低甲醛的xx整理成为xx整理的发展方向。 (浙江印染信息与技术)