納米抗菌紡織品與技術(shù)
納米抗菌紡織品與技術(shù)
一、概括
人類的生活水平的提高，對(duì)服裝提出了舒適、衛(wèi)生、保健的要求，各種功能性的紡織品也不斷涌現(xiàn)。制造服裝的主要原料–纖維也成為人們科研的焦點(diǎn)。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，到2050年全世界抗菌纖維總需求量將達(dá)到0.9億~1億噸左右。由于天然纖維受到自然條件的限制，不可能大幅度增產(chǎn)，所以需依靠化學(xué)纖維的增長(zhǎng)來(lái)滿足需要。隨著高分子化學(xué)的不斷發(fā)展，服裝的生產(chǎn)從原來(lái)對(duì)現(xiàn)有纖維或織物進(jìn)行特殊整理發(fā)展到今天的新型功能纖維，出現(xiàn)了不少心的納米抗菌紡織品纖維品種。
以生物抗菌劑開(kāi)發(fā)或整理過(guò)的紡織品越來(lái)越受歡迎，除了工作服外，運(yùn)動(dòng)服、內(nèi)衣、休閑服、家居用品、家用裝飾等也同樣注重抗菌功能。經(jīng)過(guò)抗菌整理的紡織品成為市場(chǎng)追捧的對(duì)象。這類紡織品能夠有效的抑制使用中產(chǎn)品的細(xì)菌，去除異味，同時(shí)減低細(xì)菌滋生對(duì)人體的危害。
至今全球約有100余家院校和工業(yè)研究單位正在從事有關(guān)納米纖維、紡織品和聚合物的探索，美國(guó)、歐盟和日本在這方面走在前面，近年在纖維和紡織品納米技術(shù)方面有一些令人感興趣的發(fā)展。
二、概念與意義
在現(xiàn)實(shí)生活中，人們不可避免地要接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的環(huán)境條件下迅速生長(zhǎng)繁殖，并通過(guò)接觸傳播疾病、影響人們的身體健康。日常生活中，各類紡織品是這些微生物的良好生存之地，也是疾病的重要傳播源，所有紡織品的抗菌研究有著極其重要的意義。
三、紡纖材料與抗菌的發(fā)展
抗菌紡織品的現(xiàn)代應(yīng)用始于第二次世界大戰(zhàn)時(shí)的德軍，由于裝備了經(jīng)抗菌加工的軍服，德軍傷員的細(xì)菌感染大為減少。
20世紀(jì)50年代后，抗菌技術(shù)應(yīng)用于名用品，日本市場(chǎng)上曾一度出現(xiàn)過(guò)稱為衛(wèi)生加工的抗菌防臭制品，但由于技術(shù)上的缺陷，很快就從市場(chǎng)上消失了。
到60年代中期，抗菌防臭加工再次引起人們的重視，所用抗菌劑為有機(jī)金屬化合物，這類抗菌劑有抗菌效果好的優(yōu)點(diǎn)，但也存在卻多缺點(diǎn)，如有機(jī)金屬會(huì)引起皮膚疾病、耐洗滌性很差等，所以也沒(méi)有能在市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。但是，從此卻拉開(kāi)了較大規(guī)模的抗菌防臭加工的序幕。
70年代中期以后的日本，衛(wèi)生整理紡織品就已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。開(kāi)發(fā)最早一直延續(xù)至今的紡織品抗菌防霉、防臭的整理方法，這種方法得以普遍采用的原因是加工方便，并且可供選擇的抗菌劑品種較多，適用范圍也廣，但是抗菌效果不能耐久，經(jīng)過(guò)若干次洗滌后即失去抗菌效果。
盡管如此，天然纖維由于難以通過(guò)纖維改性的方式得抗菌效果，所以到目前為止，用天然纖維制成的紡織品仍以納米抗菌劑整理的方法為主。
80年代開(kāi)始，逐漸通過(guò)纖維改性的方法以獲得具有持久抗菌效果的紡織品，其中以共混方式為主。早期用于化纖共混紡絲的抗菌劑一般均為含金屬離子的復(fù)合物，這類抗菌劑有廣譜抗菌效果，對(duì)人體無(wú)害，而且熱穩(wěn)定性好，有利于共混紡絲，但其抗菌率僅達(dá)70%~80%。隨后無(wú)機(jī)納米抗菌防霉劑開(kāi)始引起人們的重視。
織物抗菌功能的獲得主要采用纖維改性加工和織物后整理兩種方法實(shí)現(xiàn)。而采用織物抗菌后整理方法，產(chǎn)品抗菌耐久性差，洗滌多次后抗菌效果逐漸消失；采用物理改性、化學(xué)改性、復(fù)合紡絲及把抗菌劑摻加到紡絲液中紡出纖維的方法制取抗菌纖維，再織成各種具有抗菌性能的織物及產(chǎn)品，具有產(chǎn)品抗菌性能持久，纖維性能穩(wěn)定、所織織物手感好、對(duì)人體安全性高等特點(diǎn)。
90年代初期，隨著納米抗菌劑的研制，以天然物質(zhì)為載體的無(wú)機(jī)納米殺菌劑微粉出現(xiàn)，并成為制造納米抗菌防臭纖維的重要手段。這類納米殺菌劑的抑菌效果及安全性的評(píng)價(jià)也逐步成型和規(guī)范化，在諸多領(lǐng)域納米抗菌防臭纖維的應(yīng)用量逐漸增長(zhǎng)。
四、紡織品抗菌機(jī)理
紡織品的抗菌機(jī)理依不同的抗菌劑而不同，歸納起來(lái)有下面幾種機(jī)理。
(1)使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的各種代謝酶失活，從而滅殺細(xì)菌；
(2)與細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能；
(3)阻斷細(xì)菌的DNA的合成，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)；
(4)破壞細(xì)胞內(nèi)的能量釋放體系；
(5)破壞細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生代謝障礙；
(6)通過(guò)靜電場(chǎng)的吸附作用，使抗菌劑分子滲入細(xì)胞壁內(nèi)，使菌細(xì)胞破裂，內(nèi)涵物泄漏而滅殺細(xì)菌。
五、無(wú)機(jī)納米抗菌劑抗菌除臭機(jī)理
無(wú)機(jī)納米抗菌防臭劑一般分為接觸型抗菌劑、光催化型無(wú)機(jī)納米抗菌防臭劑和光催化除臭方法機(jī)理。
常用于化纖的金屬抗菌劑是銀、鋅及其化合物。銀系抗菌劑是采用物理吸附或離子交換等方法，將銀離子固定在材料中。鋅的氧化物也是人們經(jīng)常選用的抗菌劑。具有理想的可染性和色澤穩(wěn)定性，并具有抗菌的廣譜性、耐熱性、持續(xù)性和對(duì)人體的安全性。光催化型無(wú)機(jī)抗菌劑超過(guò)傳統(tǒng)抗菌劑僅能殺滅細(xì)菌本省的性能，能將細(xì)菌和殘骸一起滅殺和消除，同時(shí)還能降細(xì)菌分泌的毒素分解。
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