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绿色抗菌整理剂

吴烨芳姚金波(天津工业大学材料与化工学院，天津300160)
作者简介:吴烨芳(1980-)，女，硕士在读，纺织化学与染整工程专业

【摘要】随着人们环保意识的增强及生活水平的提高，促使抗菌整理剂向"绿色"方向发展。为此介绍了绿色抗菌整理剂的种类和加工方法，并对抗菌整理的机理作了较详细的阐述。

【关键词】环保;抗菌整理剂;纳米技术

1抗菌整理的重要性及发展现状
随着生活水平的提高，人们越来越重视生活的质量，希望能获得有舒适感的衣着，以及卫生健康的居住环境。对于各种各样的纺织品要求越来越高，特别是安全、安心、舒适、健康、卫生、清洁等"绿色"观念的形成，使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视[1]。
在生活中，人们不可避免的接触到各种各样的细菌、真菌等微生物，这些微生物在合适的外界条件下，会迅速繁殖，并通过接触等方式传播疾病，影响人们的身体健康和正常的工作、学习和生活。纤维属于多孔性材料，叠加编织后又会形成无数空隙的多层体，因此织物较容易吸附菌类。抗菌整理就是使织物具有抑制菌类生长的功能，维持卫生的衣着生活环境，保证人体健康。
抗菌剂的应用起源于第二次世界大战期间，当时德军由于穿抗菌军服而大大减少了伤员的细菌感染[2]。在上世纪60年代，人们大多采用有机抗菌剂生产抗菌纺织品；随着1984年无机抗菌剂开发成功后，抗菌整理得到快速发展，使抗菌剂不仅用于纤维及纺织品，也用于塑料、建筑材料等制品中。
目前，日本在抗菌防臭方面研究最为活跃，技术领先，产品已拓展至运动服、地毯、医疗用品等领域。近年来，抗菌研究的重点已经从保护纺织品免受细菌侵袭转移到保护环境和使服用者免受细菌侵袭。
进入21世纪，随着老龄社会的到来，卧床老人和在家疗养者逐渐增多，防止褥疮的老人护理用品的需求也呈增加的趋势。由于从生产为主的社会向生活为主的观念转变，开发研究有利于人体健康、有利于地球环境的产品，将是今后重要的课题[3]，因此抗菌整理日益受到人们的重视。
2抗菌机理
目前，抗菌机理[4-5]主要有三种：有控释放、再生原理和障碍或阻塞作用。
2·1有控释放
织物抗细菌及真菌等整理的作用机理属于有控释放机理。对于致病细菌与真菌而言，整理后的织物，在一定的湿度下，会缓慢地释放出抗菌剂，释放量足以杀死(或抑制)细菌和真菌的繁殖，如广谱抗微生物聚乙烯醇纤维就属于有控制的释放机理。聚乙烯醇纤维在酸催化剂存在下，与5-硝基呋喃基丙烯醛反应生成一层缩醛化合物，在一定温度下，缓慢释放出硝基化合物，以达到杀菌作用。
除了用化学方法来产生有控制的释放杀菌剂外，还可使用微胶囊技术。将有效的化学药剂包在树脂防护层中间，当经水淋或紫外线照射，树脂层降解后，该化学药剂便渗透到外层来。
2·2再生原理
抗菌整理机理的再生原理是在织物上加一层化学整理剂，它在一定条件下将不断地再生杀菌剂。再生作用就是在洗涤或射线照射条件下，引起共价键断裂而产生的，因此这种模式具有无限存贮杀菌剂的能力。当然，这种无限制也只是相对的。目前微胶囊技术就已接近这种模式，尽管在微胶囊技术中的抗菌剂的存贮不是无限制的，然而在其表面的活性是能长期存在的。
2·3障碍或阻塞作用
用障碍或阻塞机理来使织物不受微生物侵害的膜有两类:
(1)惰性的物理障碍层或涂层，它是一层阻止微生物穿过织物的膜。
(2)直接有表面接触活性的膜，能够抑制细菌的生长。
使用惰性的物理障碍层或涂层作防护层，一般比直接有表面接触活性物质的涂层要多添加一些。
3绿色抗菌剂的种类
抗菌整理剂主要可以分为无机、有机和天然三种。早期抗菌剂基本都属于有机系列，大多是含氮、硫、氯等元素的各类复杂化合物，其主要品种有：季铵盐类、双胍类、醇类、酚类、醛类、有机金属类、砒啶类、噻吩类等。该类抗菌剂短期杀菌效果好，但大多都有耐热稳定性差、寿命短等缺点[6]。
近十年来，绿色环保的要求越来越严格，抗菌剂的发展领域也越来越广阔，为了突破传统抗菌剂的缺陷，许多国家的研究者纷纷将目光投向有机抗菌剂的替代物——无机抗菌剂[7]。特别是无机纳米系抗菌剂具有耐热性高、抗菌性强、安全可靠等特点，是当前研究较广的绿色抗菌剂。众多实验结果表明，纳米抗菌剂除具有抗菌效果之外，还具有低毒、易分散及较好的热稳定性等特点。因此，纳米抗菌剂几乎不会使人类及动物产生任何慢性或急性病症，其微量活性无机成份的释放，也不会对环境造成任何影响[8]。
由于回归自然和环境意识的增加，利用天然物质提供同样抗菌功能的想法，引起了人们的极大兴趣。天然抗菌剂成为了另一种环保型整理剂，具有广泛的开发前景。
3·1无机纳米抗菌剂
纳米氧化锌和纳米载银无机抗菌剂是当前研究应用较为活跃的绿色抗菌剂。当氧化锌的尺寸达到纳米数量级时，与普通氧化锌相比，展现出许多优异的、特殊的性质，如无毒和非迁移性等。由