抗菌织物的发展概况

抗菌织物的发展概况

抗菌卫生整理在美国等被称为抗细菌整理和抗微生物整理；在日本被称为抗菌防臭加工。虽然抗菌纺织品的种类繁多，但其生产方法可以分为两种：一种方法是将抗菌剂添加到成纤聚合物中，采用共混纺丝法制成抗菌纤维。共混纺丝法是在纤维聚合阶段或纺丝原液中加入抗菌剂，制得抗菌纤维的方法。该方法的好处是无需进行后整理，成本较低。另一种方法是使用抗菌整理剂进行后加工处理的方法。后整理加工法是将抗菌剂与纤维结合，从而使纺织品具有抗菌的功能。在对市面上的大量抗菌纤维和织物进行的对比实验中证实：的抗菌棉织物的抗菌耐久性明显好于抗菌合成纤维。分析其原因，主要是由于纤维芯层的抗菌剂不能迁移到纤维皮层，起不到抗菌作用。解决该问题的最好方法是制成皮芯结构的抗菌纤维——即在皮层加入抗菌剂，芯层则为普通纤维。但是抗菌剂的添加量不能过大，否则会严重影响抗菌纤维的物理指标。正是由于这个原因，大大限制了抗菌纤维的抗菌效果和使用范围。因此，目前使用比较广泛的抗菌纺织品都是通过后整理的方法制成的，大约占其总量的80%。距今4000年前，在埃及用经过某种提炼之草药浸渍处理的包木乃伊布，久历沧桑，依旧不霉不腐，可谓是抗菌防臭加工的起源。第一次世界大战中，丹麦科学家从毒气受害者伤口不易化脓这一现象得到启示，由此开始了杀菌剂的研究。据称，在第二次世界大战期间，部分德军军服经过杀菌剂处理，明显降低了战场上伤病员的二次感染。战后，美国和日本投入了大量的资金和人力，寻求抗菌织物的发展。1955年左右，市场上曾一度出现过称作卫生加工的抗菌防臭加工制品，但由于技术上的缺陷，很快就在市场上销声匿迹了。抗菌整理剂的大规模开发阶段是在1960年末期至1970年初期，这阶段开发的抗菌剂主要是：l 有机汞化合物：如吡啶油酸汞、苯基油酸汞、烯丙基三嗪汞。l 有机铜化合物：如羟基萘酸铜、五氯苯酚铜、8-羟基喹啉铜。l 有机锌化合物：如五氯苯酚锌、萘酸锌、水杨酸锌等。l 有机铅化合物：如三丁基醋酸铅、硫化甲基铅、五氯苯酚铅等。l 有机锡化合物：如三丁基醋酸锡、二甲基月桂基醋酸锡、三丁基丁酸锡。l 其他金属类：如五氯苯酚镉、硬脂酸铊、五氯苯酚钴等。l 无机金属化合物：如Ag、AgCl、Cu、Cu(OH)2、Hg。l 酚类：如五氯苯酚、四溴邻甲酚、水杨酸苯胺、二羟基二氯二苯基甲烷。l 杂环化合物：如吡唑类、嘧啶类、吡咯类。l 其他有机化合物：如五氯苯基月桂酸、三苯甲烷染料孔雀绿和结晶紫等。这些制剂中大部分用量极少并且效果显著，由于它们多属于溶出型抗菌剂，一经洗涤，就会脱落，所以也没有在市场上站住脚。另外，大量用作纺织品抗菌整理剂和纤维改性剂的有机金属化合物和部分无机物都含有多种重金属离子。这些重金属离子通过与人体接触会被人体吸收，重金属一旦为人体所吸收，则会倾向于累计在肝脏、骨骼、肾脏、心脏及脑中。当受影响的器官中重金属含量累计值达到一定程度后，便会对人体的健康造成巨大的损害。此种情形对儿童来说尤为厉害，因为儿童对重金属具有较强的消化吸收能力。后来，由于甲醛问题引起了人们对织物引发皮肤炎症事故的调查。1973年，日本确立了“关于含有害物质家庭用品限制法”，有机汞化合物禁止使用，其他部分金属化合物等，因其对人体、皮肤有伤害作用也大多废止。另一类我国染整技术人员熟知的抗菌剂BCA/747[即2-（3、5-二甲基-1-吡唑）-4—苯基-6-羟基嘧啶]和α-溴肉硅醛，因发现其毒性而被禁止用于衣料。一些无机抗菌剂，例如Hg（水银）、Sn（锡）、 As（砷）及其氧化物等，虽具有较好的抗菌性，但由于不能与织物形成牢固结合的基团，耐洗牢度差，更为严重的是具有毒性，已被明确禁止用于纺织品。2001年春天，耐克公司的一种T恤衫因含有毒性的锡化合物TBT，在世界各地（包括中国）遭到封杀。1976年，美国Dow Corning公司采用安全性和耐久性兼备的新型抗菌剂处理袜子投入市场，新一代抗菌防臭加工再度登场。据报道至1981年的5年内约销售了一亿五千万双抗菌防臭袜。其他纺织厂、抗菌加工剂工厂、服装厂等相继也在袜子、内衣等纤维制品上进行抗菌卫生加工。现在，除了袜子、内衣、衬衫、工作服、礼服等外，被套、床单、睡衣裤、毯子等床上用品；毛巾、抹布、坐便套等杂货；鞋子、鞋垫等鞋用材料；地毯、帘等室内装饰用品；无纺布、吸尘器滤网、室内空气清滤机滤网等等许多方面都有抗菌卫生加工制品。20世纪80年代以来，出现了效果好、安全性高、耐洗涤的抗菌整理剂，加工技术日趋成熟，走向了抗菌卫生整理发展阶段。但也存在以下问题：（1）抗菌谱问题：由于细菌、真菌和霉菌具有不同的细胞结构，因此单一抗菌基团的抗菌整理剂很难具备广谱的抗菌作用。如卤代二苯醚类对真菌、霉菌的抗菌效果较差；依靠季铵盐阳离子正电性抑菌的化合物（有人在商业宣传中称之为“物理抗菌”，其实这是不科学的），对不带负电荷的菌类抗菌效果较差。（2）耐久性问题：一类是抗菌整理剂本身没有和纤维牢固结合，因此不具有良好的耐洗涤性。另一类是季铵盐化合物，其中有机硅季铵盐是研究较多的一种，该类抗菌整理剂的抑菌机理是季铵盐阳离子吸引带负电荷的细菌，破坏细菌细胞壁，使其内容物渗出而死亡。该类产品虽耐非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂洗涤，但日常使用的洗涤剂绝大多数为阴离子表面活性剂，这样在洗涤时阴离子表面活性剂就与阳离子季铵盐结合，抗菌织物就失去了抗菌作用。90年代以来，抗菌卫生整理的耐久性、抗菌性又有了新发展，并出现了抗菌阻燃、抗菌防静电防污、抗菌拒水拒油等多功能产品，以及抗菌漂白一浴法、抗菌染色一浴法等新工艺。抗菌卫生整理产品在美国、日本等分别实现了工业化生产，大量产品投放市场受到消费者欢迎。据美国南部研究中心抗菌卫生整理权威人士Clark M Welch介绍，在美国，抗菌整理剂的生产控制很严，需经美国环境保护局（EPA）、食品与药物管理局（FDA）、消费者安全委员会（CPSC）的认可，一种抗菌整理剂的毒性实验有18项之多，费时3-4年，并且耗去巨资。因此，在美国以商品供应的抗菌卫生整理剂种类较少，并且价格较贵。在日本有信越化学、大和化学、帝三制药、大日本油墨公司、住友公司、北兴化学和松本油脂等十多家化学公司生产不同成分的抗菌整理剂，其抗菌剂种类大多是有机硅季铵盐、甲壳素、二苯醚芳香族卤化物或复合物；并由有关生产厂家和卫生组织等成立了“日本纤维制品卫生加工协议会”。在英国，抗菌卫生整理着重于在军事、医疗方面的应用，例如英格兰南部的多塞特研制成功了一种能吸收臭气和其他有害气体的布，它是天然纤维经氯化物和其他无机盐的特殊化学处理后制成的，目前已广泛地用于医疗上包扎溃烂伤口等。在德国，纺织研究院采用电子束使成纤聚合物在某一特定的部位产生活化，再用抗菌剂分子链植入。

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