1、第二讲：抗菌纺织品第二讲：抗菌纺织品主讲：蓝广芊主讲：蓝广芊第一节:织物微生物学1.1 1.1 卫生微生物学卫生微生物学A A、人体离不开微生物：、人体离不开微生物：人体上微生物无所不在人体上微生物无所不在B B、水与微生物：、水与微生物：水是微生物传播的重要介质水是微生物传播的重要介质C C、医院内感染：、医院内感染：医院是微生物交叉感染的重要场所，同时，医院内的医院是微生物交叉感染的重要场所，同时，医院内的纺织用品是医院内感染的重要媒介。纺织用品是医院内感染的重要媒介。D D、织物与微生物：、织物与微生物：日常使用的织物一般都存在着微生物，日常使用的织物一般都存在着微生物，汗水是微生物在穿
2、着的织物上快速繁殖的重要介质汗水是微生物在穿着的织物上快速繁殖的重要介质 合成纤维比天然纤维更容易滋生微生物合成纤维比天然纤维更容易滋生微生物 普通的洗涤对致病的微生物无法有效去除普通的洗涤对致病的微生物无法有效去除1.2 微生物对人体的危害 1.2.1 微生物的种类微生物的种类 A、细菌：包括革兰氏阴性菌，革兰氏阳性菌、细菌：包括革兰氏阴性菌，革兰氏阳性菌 B、真菌：包括霉菌，日常所吃的蘑菇类也属于真菌、真菌：包括霉菌，日常所吃的蘑菇类也属于真菌 C、病毒：它是一种具有蛋白质外壳的非细胞性生物，属、病毒：它是一种具有蛋白质外壳的非细胞性生物，属于专性寄生生物，进入宿主细胞才能存活和自我复制，
3、于专性寄生生物，进入宿主细胞才能存活和自我复制，对人体具有极大的危害性对人体具有极大的危害性,如：流感病毒，乙肝病毒，艾滋如：流感病毒，乙肝病毒，艾滋病病毒等等。病病毒等等。D、藻类：是一类多细胞微生物，有水和阳光才能生长可、藻类：是一类多细胞微生物，有水和阳光才能生长可以在织物上生长。以在织物上生长。1.2.2 微生物的危害 A、微生物的大量繁殖带来异味、微生物的大量繁殖带来异味 B、真菌的大量繁殖造成香港脚，浴室发霉，床、真菌的大量繁殖造成香港脚，浴室发霉，床褥真菌感染等褥真菌感染等 C、致病微生物通过织物感染伤口、致病微生物通过织物感染伤口1.2.3 常见的对人体危害的微生物 A、志贺菌
4、属：革兰氏阴性，需氧，无芽孢的杆菌，常引起人类细菌性痢疾 B、埃希氏菌属：革兰氏阴性，需氧，能运动的，如大肠杆菌；常引起腹泻，败血症等 C、沙门氏菌：革兰氏阴性，常引起伤寒，败血症等 D、假单胞菌属：革兰氏阴性，无芽孢，常引起软组织感染，败血症等 E、微球菌属和葡萄球菌属：革兰氏阳性，如：金黄色葡萄球菌，常引起伤口感染，腹泻等 F、白色念珠菌菌属：一种容易感染的真菌，常引起痢疾，组织感染等大肠杆菌大肠杆菌金黄色葡萄球菌第二节：抗菌纺织品的发展第二节：抗菌纺织品的发展2.1 抗菌纺织品产生的背景A A、最早的抗菌纺织品、最早的抗菌纺织品木乃伊的裹尸布木乃伊的裹尸布B B、二战时期、二战时期人们开
5、始注意杀菌剂人们开始注意杀菌剂C C、2020世纪世纪5050年代年代开始大规模开发抗菌整理剂开始大规模开发抗菌整理剂D D、2020世纪世纪70-8070-80年代年代抗菌纺织品发展、也受到置疑抗菌纺织品发展、也受到置疑F F、2020世纪世纪9090年代以来年代以来抗菌纺织品进入一个新的地发展时期抗菌纺织品进入一个新的地发展时期2.2 目前亟待解决的问题 A A、抗菌谱的问题：、抗菌谱的问题：不同的微生物有不同的生物结构，单一抗菌剂很不同的微生物有不同的生物结构，单一抗菌剂很难具备广谱的抗菌作用。难具备广谱的抗菌作用。B B、耐久性的问题：、耐久性的问题：许多抗菌剂与织物的结合不许多抗菌剂
6、与织物的结合不牢固，抗菌性能随着水洗的次数增加，效果减弱。牢固，抗菌性能随着水洗的次数增加，效果减弱。C C、安全性的问题：、安全性的问题：有些抗菌剂虽然有良好的的有些抗菌剂虽然有良好的的抗菌性能，但是不符合环保性能。抗菌性能，但是不符合环保性能。3 抗菌作用总机理概述 3.1 3.1 有控释放机理有控释放机理 整理后的织物，在一定的湿度下，会缓慢地、有控制地整理后的织物，在一定的湿度下，会缓慢地、有控制地释放出抗菌剂。释放出抗菌剂。除了用化学方法来产生有控制的释放杀菌剂外，还可使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。用微胶囊技术。将有效的化学药剂包在树脂防护层中间，经
7、水淋或紫外将有效的化学药剂包在树脂防护层中间，经水淋或紫外线照射。线照射。2.2 2.2 再生机理再生机理 在织物上加一层化学整理剂，再生形成有效的杀在织物上加一层化学整理剂，再生形成有效的杀菌剂。菌剂。抗菌织物，在含漂白剂的水洗过程或经紫外抗菌织物，在含漂白剂的水洗过程或经紫外线照射后，能再生形成有效的杀菌剂，使织线照射后，能再生形成有效的杀菌剂，使织物表面的抗菌剂能维持在一定浓度而具有持物表面的抗菌剂能维持在一定浓度而具有持久抗菌性久抗菌性2.3 2.3 阻隔机理阻隔机理 在织物表面生成生物障碍体，防止微生物穿过在织物表面生成生物障碍体，防止微生物穿过织物，达到静态抑菌的效果。织物，达到静
8、态抑菌的效果。通过将某种阳离子物质与纤维结合，在织通过将某种阳离子物质与纤维结合，在织物表面生成生物障碍体物表面生成生物障碍体3 抗菌剂的分类与作用机理 3.1 抗菌剂的概念抗菌剂的概念（1）、抗菌剂、消毒剂、灭菌剂）、抗菌剂、消毒剂、灭菌剂抗菌剂：抗菌剂：能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质以下的化学物质 消毒剂消毒剂：能够杀灭一般病原微生物的方法，叫消毒。消毒：能够杀灭一般病原微生物的方法，叫消毒。消毒通常只对细菌的繁殖体有效，而
9、对芽孢无杀灭作用，具通常只对细菌的繁殖体有效，而对芽孢无杀灭作用，具有消毒作用的药物称为消毒剂有消毒作用的药物称为消毒剂 灭菌剂：灭菌剂：将物体上所有微生物（包括病原菌和非病原菌）将物体上所有微生物（包括病原菌和非病原菌）的繁殖体和芽孢全部杀灭，使其达到灭菌要求的制剂叫的繁殖体和芽孢全部杀灭，使其达到灭菌要求的制剂叫灭菌灭菌。（2 2）评估抗菌剂的两个重要指标）评估抗菌剂的两个重要指标 最低抑菌浓度最低抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration，MIC)：系指抑制细胞生长所需要的最低浓度系指抑制细胞生长所需要的最低浓度,一般用抗菌药物的最一般用抗菌药物的最低抑菌
10、浓度来表示病原菌对抗菌药物的敏感度低抑菌浓度来表示病原菌对抗菌药物的敏感度(简称药敏简称药敏)，常用常用g/mlg/ml或或mg/Lmg/L表示表示 。最低杀菌浓最低杀菌浓系指度度(Minimum Bactericial Concentration,MBC)：系指杀死细菌的最低药物浓度，常用系指杀死细菌的最低药物浓度，常用g/mlg/ml或或mg/Lmg/L表示表示 （3）抗菌剂应具备的特点：a a.抗菌能力强和广谱抗菌性；抗菌能力强和广谱抗菌性；b.b.特效性，既耐洗涤、耐磨损、寿命长；特效性，既耐洗涤、耐磨损、寿命长；c.c.耐候性：既耐热、耐日照，不宜分解失效；耐候性：既耐热、耐日照，不
11、宜分解失效；d.d.与其他整理剂的相容性好与其他整理剂的相容性好e.e.安全性好，对健康无害，不造成对环境的污染；安全性好，对健康无害，不造成对环境的污染；f.f.细胞不易产生耐药性。细胞不易产生耐药性。g.g.加工方法简单，成本低廉加工方法简单，成本低廉h.h.对织物性能无不良影响对织物性能无不良影响3.2 抗菌剂的作用原理和方式（1 1）抗菌剂的作用原理：抗菌剂的作用原理：A A、使细菌细胞内代谢失活、使细菌细胞内代谢失活 B B、与细胞蛋白酶发生化学反应，破坏其机能、与细胞蛋白酶发生化学反应，破坏其机能 C C、抑制孢子生长，阻断、抑制孢子生长，阻断DNADNA合成，从而抑制细菌生长合成
12、，从而抑制细菌生长 D D、极大的加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞正常生长、极大的加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞正常生长 E E、破坏细胞内的能量释放、破坏细胞内的能量释放 F F、阻碍电子转移体系及氨基酸生成、阻碍电子转移体系及氨基酸生成 抗菌剂有多种分类方法，这里按照材料来源分为抗菌剂有多种分类方法，这里按照材料来源分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂3.1 3.1 无机抗菌剂及其抗菌机理无机抗菌剂及其抗菌机理 优点：耐热性、持久性、连续性和安全性等优点：耐热性、持久性、连续性和安全性等 缺点：添加量较大、成本较高、易变色等缺点：添加量较大、成本较高、易变
13、色等3.1.1 3.1.1 金属元素抗菌材料及其抗菌机理金属元素抗菌材料及其抗菌机理3.1.1.1 3.1.1.1 金属元素抗菌剂金属元素抗菌剂 金属元素抗菌剂有银系、钛系、铜系、锌系等，与有机抗金属元素抗菌剂有银系、钛系、铜系、锌系等，与有机抗菌剂相比具有耐高温性菌剂相比具有耐高温性(600)(600)能。能。无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌剂。其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌剂。而铜类化合物往往带有较深的颜色，也限制而铜类化合物往往带有较深的颜色，也限制了其作为抗菌剂使用的范围。了其作为抗菌
14、剂使用的范围。由于汞、铅等金属及其化合物的毒性较强由于汞、铅等金属及其化合物的毒性较强，不适合作为普通场合的抗菌剂使用，不适合作为普通场合的抗菌剂使用 银离子无毒、无色，属抑菌能力较强的品种之一，所以目前银离子无毒、无色，属抑菌能力较强的品种之一，所以目前制备无机抗菌剂以银离子及其化合物为多，由于银盐具有很制备无机抗菌剂以银离子及其化合物为多，由于银盐具有很强的光敏反应，遇光或长期保存都极易变色，接触水时强的光敏反应，遇光或长期保存都极易变色，接触水时AgAg+易易析出而导致抗菌有效期短，很难具有使用价值。析出而导致抗菌有效期短，很难具有使用价值。为了解决这些问题，人们采用内部有空洞结构而能牢
15、固负为了解决这些问题，人们采用内部有空洞结构而能牢固负载金属离子的材料或能与金属离子形成稳定的螯合物的材载金属离子的材料或能与金属离子形成稳定的螯合物的材料作为载体等手段来解决银离子变色问题，控制离子释放料作为载体等手段来解决银离子变色问题，控制离子释放速率，提高离子在材料中分散性以及离子和材料的相容性速率，提高离子在材料中分散性以及离子和材料的相容性问题。问题。根据载体的类型，可分为沸石抗菌剂、硅胶抗根据载体的类型，可分为沸石抗菌剂、硅胶抗菌剂、膨润土抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂等。菌剂、膨润土抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂等。抗菌成分引入载体的方法有离子交换法、熔融法和吸附法等。抗菌成分引入载体的方法有
16、离子交换法、熔融法和吸附法等。以磷酸复盐为载体的银系无机抗菌剂的特点是高效广谱抗菌，以磷酸复盐为载体的银系无机抗菌剂的特点是高效广谱抗菌，可防止环境中的细菌、霉菌和藻类生成，用量只是其他无机抗可防止环境中的细菌、霉菌和藻类生成，用量只是其他无机抗菌剂的一半；与树脂相容性优于沸石型、硅胶型抗菌剂；菌剂的一半；与树脂相容性优于沸石型、硅胶型抗菌剂；以磷酸复盐为载体的银系无机抗菌剂具有高以磷酸复盐为载体的银系无机抗菌剂具有高透明性；耐高温；在较宽透明性；耐高温；在较宽PHPH范围内化学性质稳范围内化学性质稳定，且能经受阴离子表面活性剂多次洗涤，抗定，且能经受阴离子表面活性剂多次洗涤，抗菌力不下降；超
17、低毒性。在塑料、化纤、纺织菌力不下降；超低毒性。在塑料、化纤、纺织、陶瓷、涂料、造纸等领域均可应用。、陶瓷、涂料、造纸等领域均可应用。载银沸石、载银锌沸石、载银铜沸石等无机抗菌剂对革兰载银沸石、载银锌沸石、载银铜沸石等无机抗菌剂对革兰氏阴性菌和阳性菌杀灭能力最强。日本用该类抗菌剂整理氏阴性菌和阳性菌杀灭能力最强。日本用该类抗菌剂整理的纺织品品种很多。的纺织品品种很多。无机类抗菌剂的低毒性，顺应了人们对绿色环保消费观念无机类抗菌剂的低毒性，顺应了人们对绿色环保消费观念的要求，是很有发展前途的一类抗菌防臭剂。的要求，是很有发展前途的一类抗菌防臭剂。另一类无机抗菌剂是以二氧化钛为代表的具有光催化类抗
18、另一类无机抗菌剂是以二氧化钛为代表的具有光催化类抗菌剂，其特点是耐热性比较高，必须有紫外光照射和有氧菌剂，其特点是耐热性比较高，必须有紫外光照射和有氧气或水存在才能起杀菌作用。气或水存在才能起杀菌作用。金属氧化物可以做成纳米级杀菌材料，如纳米二氧化金属氧化物可以做成纳米级杀菌材料，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌等，可用于制造抗菌纤维、玻璃、陶钛、纳米氧化锌等，可用于制造抗菌纤维、玻璃、陶瓷、涂料等。瓷、涂料等。纳米无机抗菌剂用于织物后整理要解决纳米微粒在整纳米无机抗菌剂用于织物后整理要解决纳米微粒在整理体系中的分散问题和与纤维的结合问题。理体系中的分散问题和与纤维的结合问题。无机纳米抗菌剂分两类，
19、一类是本身具有抗菌活性的金属纳无机纳米抗菌剂分两类，一类是本身具有抗菌活性的金属纳米氧化物，以米氧化物，以TiO2为代表为代表.它们在紫外线照射下它们在紫外线照射下,在水和空气在水和空气中产生活性氧。具有很强的化学活性，能与多种有机物发生中产生活性氧。具有很强的化学活性，能与多种有机物发生反应反应,从而把大多数病菌和病毒杀死从而把大多数病菌和病毒杀死,因而可将它们应用于制因而可将它们应用于制作抗菌纤维、玻璃、陶瓷、建筑材料等。作抗菌纤维、玻璃、陶瓷、建筑材料等。另一类是以银锌的复合为主的抗菌体，以超细另一类是以银锌的复合为主的抗菌体，以超细TiO2和和SiO2等为载体等为载体,由于超细纳米级粉
20、体颗粒的特殊效应，大由于超细纳米级粉体颗粒的特殊效应，大大提高了整体的抗菌效果，使耐温性、粉体细度、分散性大提高了整体的抗菌效果，使耐温性、粉体细度、分散性和功能效应都得到了充分发挥，无论是塑料制品还是纺织、和功能效应都得到了充分发挥，无论是塑料制品还是纺织、建筑等行业都得以广泛的应用。建筑等行业都得以广泛的应用。金属元素杀灭和抑制细菌的活性按下列顺序递金属元素杀灭和抑制细菌的活性按下列顺序递减：减：AgAg+Hg Hg2+2+Cu Cu2+2+Cd Cd2+2+Cr Cr3+3+Ni Ni2+2+PbPb2+2+Co Co4+4+Zn Zn2+2+Fe Fe3+3+3.1.1.2 3.1.1
21、.2 金属元素抗菌机理金属元素抗菌机理 金属元素以其离子形式起抗菌作用，对于金属离子特别金属元素以其离子形式起抗菌作用，对于金属离子特别是是Ag+Ag+的抗菌机理，目前主要有的抗菌机理，目前主要有2 2种观点：种观点：接触反应机理接触反应机理 活性氧机理活性氧机理 接触反应机理接触反应机理 因细胞膜带负电荷而与金属离子发生库仑吸引，即所因细胞膜带负电荷而与金属离子发生库仑吸引，即所谓微动力效应谓微动力效应,导致金属离子穿透细胞膜作用于微生物：导致金属离子穿透细胞膜作用于微生物：首先，微生物膜外存在高浓度的金属阳离子，首先，微生物膜外存在高浓度的金属阳离子，改变了正常的生物膜内外的极化状态，并引
22、改变了正常的生物膜内外的极化状态，并引起新的离子浓差，从而阻碍或破坏细胞维持起新的离子浓差，从而阻碍或破坏细胞维持生理所需的小分子和大分子物质的运输，如生理所需的小分子和大分子物质的运输，如在在Na+Na+K+-K+-泵的驱动作用下糖和氨基酸的运泵的驱动作用下糖和氨基酸的运送。送。其次，重金属能使大多数酶失活，可能是络合，也可能是其次，重金属能使大多数酶失活，可能是络合，也可能是与与-SH-SH基反应，替换出质子，甚至破坏或置换维持酶活力基反应，替换出质子，甚至破坏或置换维持酶活力所必需的金属离子，如所必需的金属离子，如MgMg2+2+、FeFe3+3+和和CaCa2+2+等。等。此外，进入细
23、胞内的金属离子也可以与此外，进入细胞内的金属离子也可以与核酸结合，破坏细胞的分裂繁殖能力。核酸结合，破坏细胞的分裂繁殖能力。活性氧机理活性氧机理 激活吸附在材料表面的空气或水中的氧，产生羟自由基激活吸附在材料表面的空气或水中的氧，产生羟自由基和和(OH)OH)及活性氧离子及活性氧离子(O O2-2-)。3.1.2 3.1.2 光催化抗菌材料及其抗菌机理光催化抗菌材料及其抗菌机理3.1.2.1 3.1.2.1 光催化抗菌剂光催化抗菌剂 目前，光催化抗菌剂主要有目前，光催化抗菌剂主要有TiOTiO2 2、ZnOZnO、CdSCdS、WOWO3 3、SnOSnO2 2和和FeFe2 2O O3 3等
24、金属氧化物。等金属氧化物。3.1.2.2 3.1.2.2 光催化抗菌机理光催化抗菌机理 光催化又称作光触媒氧化分解。所谓光触媒材料，就光催化又称作光触媒氧化分解。所谓光触媒材料，就是通过吸收光而处于高能状态，并以此能量与某些物是通过吸收光而处于高能状态，并以此能量与某些物质发生化学反应的材料，其代表性的物质为质发生化学反应的材料，其代表性的物质为TiOTiO2 2。可以将吸附在可以将吸附在TiOTiO2 2表面的表面的OHOH-和和H H2 2O O分子氧化成分子氧化成OHOH。OHOH的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，可不加的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，可不加选择地使有机物全
25、部氧化降解，而且选择地使有机物全部氧化降解，而且OHOH对反应物几乎对反应物几乎无选择性，它的抗菌谱比金属离子的抗菌谱更广。无选择性，它的抗菌谱比金属离子的抗菌谱更广。3.1.3 3.1.3 纳米抗菌剂纳米抗菌剂3.1.3.1 3.1.3.1 纳米级抗菌剂纳米级抗菌剂 纳米粒子是一种介于固体与液体间的亚稳定中间态物质。纳米粒子是一种介于固体与液体间的亚稳定中间态物质。纳米级抗菌剂与其他纳米材料一样具有纳米级抗菌剂与其他纳米材料一样具有表面效应、体积表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点。等特点。3.1.3.2 3.1.3.2 纳米抗菌材料抗
26、菌机理纳米抗菌材料抗菌机理纳米表面效应纳米表面效应 纳米表面效应最典型的例子是纳米表面效应最典型的例子是纳米纳米ZnOZnO。无机纳米氧化锌抗菌剂的抗菌反应条件是无机纳米氧化锌抗菌剂的抗菌反应条件是“绿色绿色”的。的。它是它是通过光反应使有机物分解通过光反应使有机物分解来达到抗菌效果。来达到抗菌效果。生成的空穴可以激活空气中的生成的空穴可以激活空气中的O O2 2，生成的原子氧和，生成的原子氧和OHOH。纳米抗菌材料粒度越细、分散性越好、比表面积越大，则纳米抗菌材料粒度越细、分散性越好、比表面积越大，则杀菌效果越好。杀菌效果越好。3.2 3.2 有机抗菌材料及其抗菌机理有机抗菌材料及其抗菌机理
27、3.2.1 3.2.1 有机抗菌剂有机抗菌剂 有机抗菌剂的优点是杀菌力强，即效好，种类多有机抗菌剂的优点是杀菌力强，即效好，种类多,价格低廉。价格低廉。缺点是毒性大，耐热性较差缺点是毒性大，耐热性较差(200)(200)，难以与纤维熔纺；易，难以与纤维熔纺；易迁移；可能产生微生物耐药性等。迁移；可能产生微生物耐药性等。近年来无机抗菌剂和天然抗菌剂受到重视，有机抗菌剂的市近年来无机抗菌剂和天然抗菌剂受到重视，有机抗菌剂的市场需求下降。场需求下降。按其化学结构特征，可分为季铵盐类、苯类、脲类、胍类、按其化学结构特征，可分为季铵盐类、苯类、脲类、胍类、杂环类、有机金属类等类别。杂环类、有机金属类等类
28、别。季铵盐类季铵盐类(CH3O)3Si(CH2)3N+C18H37CH3CH3Cl.代表性的品种是美国道康宁公司的代表性的品种是美国道康宁公司的DC-5700DC-5700，其化学结构为：其化学结构为：DC5700DC5700化学结构上左端的三甲氧基硅氧烷具有硅烷偶合性，当化学结构上左端的三甲氧基硅氧烷具有硅烷偶合性，当用水稀释用水稀释DC5700DC5700时，由于甲氧基的水解和析出甲醇即会形成硅时，由于甲氧基的水解和析出甲醇即会形成硅醇基：醇基：(H3CO)3SiN+ROH2CH3OH(HO)3SiN+R+3-3此硅醇基与纤维表面及彼此之间的脱水缩合反应，此硅醇基与纤维表面及彼此之间的脱水
29、缩合反应，使使DC5700DC5700以共价键牢固地结合在纤维表面以共价键牢固地结合在纤维表面 经水稀释的经水稀释的DC5700DC5700在形成硅醇基的同时，在形成硅醇基的同时，DC5700DC5700的阳离的阳离子因纤维表面带负电荷而被吸引，形成离子键结合，加上子因纤维表面带负电荷而被吸引，形成离子键结合，加上DC5700DC5700彼此之间的脱水缩合反应，使其在纤维表面上形成彼此之间的脱水缩合反应，使其在纤维表面上形成坚固的薄膜，即坚固的薄膜，即DC5700DC5700是以在纤维表面上共价键和离子键是以在纤维表面上共价键和离子键两种结合方式，形成耐久性优良的抗菌表面膜。两种结合方式，形成
30、耐久性优良的抗菌表面膜。另外，一些脂肪族或芳香族季铵盐也可用另外，一些脂肪族或芳香族季铵盐也可用于织物的抗菌整理。于织物的抗菌整理。苯酚类苯酚类 苯酚类化合物具有抗菌活性，其中对氯间甲苯酚和对氯苯酚类化合物具有抗菌活性，其中对氯间甲苯酚和对氯间二甲苯酚具有很活的杀菌力，但苯酚的气味影响了它间二甲苯酚具有很活的杀菌力，但苯酚的气味影响了它们在纺织品上的应用。们在纺织品上的应用。2,4,4-2,4,4-三氯三氯-2-2-羟基二苯醚羟基二苯醚是一个著名的织物整理剂是一个著名的织物整理剂。ClOClClOH对涤纶织物的整理可以高温高压染色同浴，对涤纶织物的整理可以高温高压染色同浴，整理效果有耐久性整理
31、效果有耐久性 脲类和胍类脲类和胍类 脲类和胍类抗菌剂的特点是广谱抗菌，对真菌的抑菌效果很脲类和胍类抗菌剂的特点是广谱抗菌，对真菌的抑菌效果很好，低毒安全。如好，低毒安全。如3,4,4-三氯二苯脲、三氟甲基二苯脲、烷三氯二苯脲、三氟甲基二苯脲、烷基乙烯脲、十二烷基胍、基乙烯脲、十二烷基胍、1,6-二二(4-氯苯双胍氯苯双胍)己烷等，有的己烷等，有的亦可作为防臭剂。医疗方面应用很广泛的亦可作为防臭剂。医疗方面应用很广泛的1,1-六亚甲基双六亚甲基双5-(4-氯苯基氯苯基)双胍双胍葡萄糖酸盐酸盐可以用于制造抗菌合成葡萄糖酸盐酸盐可以用于制造抗菌合成纤维。纤维。聚六亚甲基双胍盐酸盐可以用于整理棉及其混
32、纺织物。聚六亚甲基双胍盐酸盐可以用于整理棉及其混纺织物。ClClNHCNHOClC12H25NH C NH2NH（3,4,4-3,4,4-三氯二苯脲）三氯二苯脲）（十二烷基胍）（十二烷基胍）PHMBPHMB(聚环己双胍氢氯化物聚环己双胍氢氯化物)杂环类杂环类 在杂环类抗菌剂中，在杂环类抗菌剂中，2-2-（3 3，5-5-二甲基二甲基-1-1-吡啶）吡啶）-4-4-苯基苯基-6-6-羟羟基嘧啶对大肠杆菌、金葡菌等基嘧啶对大肠杆菌、金葡菌等3737种微生物有抗抑功能，并对尼龙种微生物有抗抑功能，并对尼龙织物有强的吸附力和柔软作用。织物有强的吸附力和柔软作用。2-2-噻唑荃噻唑荃-4-4-苯并咪唑为
33、安全广苯并咪唑为安全广谱抗菌剂，可用以制造抗菌腈纶纤维和其他织物的抗菌整理。谱抗菌剂，可用以制造抗菌腈纶纤维和其他织物的抗菌整理。有机金属化合物有机金属化合物 主要是有机锌、有机铜、有机钛等化合物主要是有机锌、有机铜、有机钛等化合物。聚丙烯酸铜。聚丙烯酸铜采用接枝共聚应用于棉或粘胶纤维抗菌整理，喹啉铜络采用接枝共聚应用于棉或粘胶纤维抗菌整理，喹啉铜络合物应用于织物抗菌合物应用于织物抗菌,12ppm浓度即可奏效；浓度即可奏效；8-羟羟基喹啉铜、二吡啶硫醇铜和羧甲基纤维铜等都对织物有基喹啉铜、二吡啶硫醇铜和羧甲基纤维铜等都对织物有良好抗菌作用。良好抗菌作用。ZnOOCCH2OOCCH2NCH2CH
34、2NCH2COOCH2COOZn（乙二胺四乙酸二锌盐）（乙二胺四乙酸二锌盐）OHAlAlOHOHOHOHCl（羟基氯化铝）（羟基氯化铝）NNOCuO（喹啉铜络合物）3.2.2 3.2.2 有机抗菌剂的抗菌机理有机抗菌剂的抗菌机理 一般认为有机抗菌剂的作用机理可归纳以下一般认为有机抗菌剂的作用机理可归纳以下3 3个方面：个方面：一是作用于细胞壁和细胞膜系统；一是作用于细胞壁和细胞膜系统；二是作用于生化反应酶或其他活性物质；二是作用于生化反应酶或其他活性物质；三是作用于遗传物质或遗传微粒结构。三是作用于遗传物质或遗传微粒结构。3.2.2.1 3.2.2.1 低分子有机抗菌剂低分子有机抗菌剂 低分子
35、有机抗菌剂主要有季铵盐类、季鏻盐、双胍类、低分子有机抗菌剂主要有季铵盐类、季鏻盐、双胍类、醇类、酚类、有机金属、吡啶类、咪唑类等。醇类、酚类、有机金属、吡啶类、咪唑类等。其抗菌机理主要是与阴离子相结合，或与巯基反应。其抗菌机理主要是与阴离子相结合，或与巯基反应。3.2.2.1.1 3.2.2.1.1 季铵盐类抗菌剂季铵盐类抗菌剂 季铵盐类抗菌剂可吸附带负电荷的细菌；季铵盐也具有抑季铵盐类抗菌剂可吸附带负电荷的细菌；季铵盐也具有抑制细菌脱氢酶、氧化酶等作用。制细菌脱氢酶、氧化酶等作用。季铵盐抗菌剂抗菌能力季铵盐抗菌剂抗菌能力 当碳原子数为当碳原子数为1414时，抗菌剂的抗菌力最大。时，抗菌剂的抗
36、菌力最大。烷基链为烷基链为苄基苄基及其衍生物时抗菌力要比为甲基时高得多。及其衍生物时抗菌力要比为甲基时高得多。季铵盐中引入季铵盐中引入不饱和不饱和烷基也有助于提高抗菌活性。烷基也有助于提高抗菌活性。酸性染料分子可作为季铵盐型抗菌剂与合成纤维酸性染料分子可作为季铵盐型抗菌剂与合成纤维(如尼如尼龙龙)的连接部分，制备耐久的抗菌纤维。的连接部分，制备耐久的抗菌纤维。3.2.2.1.2 3.2.2.1.2 胍类抗菌剂胍类抗菌剂 。双胍类杀菌剂双胍类杀菌剂浓度低时破坏细菌细胞膜，使胞质内容浓度低时破坏细菌细胞膜，使胞质内容物漏出；浓度高时使菌体蛋白质凝固。物漏出；浓度高时使菌体蛋白质凝固。部分阳离子基团
37、与织物表面结合，而游离的部分阳离子基团与织物表面结合，而游离的阳离子基团可起到抗菌作用。阳离子基团可起到抗菌作用。3.3 3.3 天然抗菌剂天然抗菌剂 目前从薄荷、大麻、孟宗竹等植物中提取抗菌剂正处于目前从薄荷、大麻、孟宗竹等植物中提取抗菌剂正处于研发阶段，前景乐观。从含甲壳素的螃蟹、虾等动物中研发阶段，前景乐观。从含甲壳素的螃蟹、虾等动物中提取的安全无毒、杀菌力强并可生物降解、吸收的提取的安全无毒、杀菌力强并可生物降解、吸收的“壳壳聚糖聚糖”已被用作棉、蚕丝类天然织物后整理过程的抗菌已被用作棉、蚕丝类天然织物后整理过程的抗菌剂。但此类抗菌材料剂。但此类抗菌材料使用寿命短、耐热性较差，一般在使
38、用寿命短、耐热性较差，一般在150150180180开始炭化分解，开始炭化分解，应用范围小。应用范围小。3.3.1 3.3.1 植物源抗菌剂植物源抗菌剂 目前已应用于生产的植物源天然抗菌剂主要取材于桧柏目前已应用于生产的植物源天然抗菌剂主要取材于桧柏油、艾蒿、芦荟、甘草、蕺菜、茶叶、石榴果皮以及其油、艾蒿、芦荟、甘草、蕺菜、茶叶、石榴果皮以及其他一些天然的中草药等。他一些天然的中草药等。3.3.1.1 3.3.1.1 桧柏油桧柏油 桧柏油可由桧柏蒸馏而得，由桧柏油可由桧柏蒸馏而得，由2 2种组份组成即作为香种组份组成即作为香精原精的倍半萜烯类化合物的中性油和具有抗菌活性精原精的倍半萜烯类化合物
39、的中性油和具有抗菌活性的酚类酸性油。酸性油中含桧醇的酚类酸性油。酸性油中含桧醇(或称日柏醇或称日柏醇)，中性，中性油主要成分为斧柏烯。油主要成分为斧柏烯。桧柏油的抗菌机理是分子结构桧柏油的抗菌机理是分子结构上有上有2 2个可供配位络合的氧原子，它与微生物体内蛋白个可供配位络合的氧原子，它与微生物体内蛋白质作用使之变性。质作用使之变性。3.3.1.2 3.3.1.2 艾蒿艾蒿 艾蒿为一种菊科多年生草本植物。艾蒿的气味有稳定艾蒿为一种菊科多年生草本植物。艾蒿的气味有稳定情绪、松弛身心的镇定作用。艾蒿的主要成分有情绪、松弛身心的镇定作用。艾蒿的主要成分有1,8-1,8-氨树脑、氨树脑、-守酮、乙酰胆
40、碱、胆碱等。守酮、乙酰胆碱、胆碱等。3.3.1.3 3.3.1.3 芦荟芦荟 芦荟为百合科植物，芦荟的药效成分主要包括多糖类芦荟为百合科植物，芦荟的药效成分主要包括多糖类成分和酚类成分成分和酚类成分2 2种。其中起主要作用的种。其中起主要作用的芦荟素具有抗芦荟素具有抗菌消炎和抗过敏等作用。菌消炎和抗过敏等作用。3.3.1.4 3.3.1.4 甘草甘草 甘草含多种三萜皂甙、其中主要是甘草甜素，它可分甘草含多种三萜皂甙、其中主要是甘草甜素，它可分离出多种黄酮类化合物。离出多种黄酮类化合物。3.3.1.5 3.3.1.5 茶叶茶叶 茶叶中主要有多酚类化合物、生物碱茶叶中主要有多酚类化合物、生物碱(多
41、为咖啡碱多为咖啡碱)、氨、氨基酸、芳香物质等。基酸、芳香物质等。3.3.2 3.3.2 动物源抗菌剂动物源抗菌剂 动物源抗菌剂有氨基酸类、天然肽类、高分子糖类等，动物源抗菌剂有氨基酸类、天然肽类、高分子糖类等，资源十分丰富。这里将重点介绍近年来纺织领域的研究资源十分丰富。这里将重点介绍近年来纺织领域的研究热点热点壳聚糖。壳聚糖。3.3.2.1 3.3.2.1 壳聚糖壳聚糖 在动物源天然抗菌剂中应用于纺织最在动物源天然抗菌剂中应用于纺织最广泛的非壳聚糖莫属。有生物可降解广泛的非壳聚糖莫属。有生物可降解性和良好的吸收性能，安全无毒。性和良好的吸收性能，安全无毒。3.3.2.1.1 3.3.2.1.
42、1 壳聚糖的基本性质壳聚糖的基本性质 壳聚糖壳聚糖(Chitosan)(Chitosan)又称甲壳胺，分子结构与甲又称甲壳胺，分子结构与甲壳素类似。壳素类似。游离氨基游离氨基 3.3.2.1.2 3.3.2.1.2 壳聚糖的抗菌机理壳聚糖的抗菌机理 壳聚糖的抗菌作用通常认为有以下壳聚糖的抗菌作用通常认为有以下2 2种机理：种机理：一种是壳聚糖分子中的一种是壳聚糖分子中的-NH-NH3 3+带正电性，吸附在细胞表带正电性，吸附在细胞表面。面。另一种是通过渗透进入细胞内部，吸附细胞体内带有另一种是通过渗透进入细胞内部，吸附细胞体内带有阴离子的物质。阴离子的物质。3.3.2.2 3.3.2.2 天然
43、肽类抗菌剂天然肽类抗菌剂 天天然肽类抗菌剂目前已成为抗菌剂的研究热点。天然肽类抗然肽类抗菌剂目前已成为抗菌剂的研究热点。天然肽类抗菌剂抗菌机理有多种：比如菌剂抗菌机理有多种：比如溶菌酶溶菌酶作用机制是破坏细菌细胞作用机制是破坏细菌细胞壁肽聚糖中的壁肽聚糖中的-1,4-1,4糖苷键；糖苷键；糖肽抗生素糖肽抗生素的抗菌机理是通过阻的抗菌机理是通过阻碍肽聚糖合成过程中的转糖基步骤，及与肽聚糖的二糖残基碍肽聚糖合成过程中的转糖基步骤，及与肽聚糖的二糖残基反应；内肽酶能使肽尾及肽反应；内肽酶能使肽尾及肽“桥桥”内的肽键断裂；内的肽键断裂；葡聚糖和葡聚糖和甘露聚糖酶甘露聚糖酶可分解酵母细胞的细胞壁等等。可
44、分解酵母细胞的细胞壁等等。从昆虫体内分离出的抗菌性的蛋白质从昆虫体内分离出的抗菌性的蛋白质，可作为天然肽类抗菌剂。可作为天然肽类抗菌剂。目前，由昆虫中分离出的抗菌蛋白约有目前，由昆虫中分离出的抗菌蛋白约有150150种以上，可分为防卫种以上，可分为防卫素素(Defensin)(Defensin)型、杀菌素型、杀菌素 (Cecropin)(Cecropin)型、攻击素型、攻击素(Attacin)(Attacin)型，型，含高脯氨酸含高脯氨酸(Proline)(Proline)抗菌蛋白型、含高甘氨酸抗菌蛋白型、含高甘氨酸(Gliycin)(Gliycin)抗菌蛋抗菌蛋白型等。白型等。昆虫抗菌性蛋白
45、质一般有耐热性，抗菌性广，对耐药性昆虫抗菌性蛋白质一般有耐热性，抗菌性广，对耐药性病菌有一定作用。病菌有一定作用。其中一种作用机理是在微生物细胞膜上形成通其中一种作用机理是在微生物细胞膜上形成通道，引起细胞质溢流。道，引起细胞质溢流。3.3.3 3.3.3 矿物类抗菌剂矿物类抗菌剂 许多天然矿物有抗菌作用，如许多天然矿物有抗菌作用，如胆矾胆矾对化脓性球菌、痢疾对化脓性球菌、痢疾杆菌和沙门氏菌均有较强的抑制作用。杆菌和沙门氏菌均有较强的抑制作用。雄黄雄黄对多种皮肤对多种皮肤真菌、耻垢杆菌和肠道致病菌有很强的杀灭作用。有抗真菌、耻垢杆菌和肠道致病菌有很强的杀灭作用。有抗菌作用的矿物作为药物应用有悠
46、久的历史，其在纺织上菌作用的矿物作为药物应用有悠久的历史，其在纺织上的应用则尚处于探索阶段。的应用则尚处于探索阶段。日日本敷岛纺推出的生产有皮肤保护功能产品的本敷岛纺推出的生产有皮肤保护功能产品的加工方法，即是对天然矿物的应用。它加工方法，即是对天然矿物的应用。它将天然矿物粉碎成粉末，固着在纤维内部。用将天然矿物粉碎成粉末，固着在纤维内部。用此方法生产的产品耐洗性好，滑爽性好，有保此方法生产的产品耐洗性好，滑爽性好，有保湿效果，特别对过敏症湿效果，特别对过敏症型和对变应源有抵抗型和对变应源有抵抗或阻挡效果。或阻挡效果。3.3.4 3.3.4 微生物类抗菌剂微生物类抗菌剂 微生物自身也可用作抗菌
47、剂。抑菌机理有：微生物自身也可用作抗菌剂。抑菌机理有：分泌抗菌素。分泌抗菌素。参与营养和生存空间的竞争。通过占有生存空参与营养和生存空间的竞争。通过占有生存空间、消耗氧气等削弱以至消除同一生存环境中间、消耗氧气等削弱以至消除同一生存环境中的某些病原物。的某些病原物。诱导寄主产生抗病性。微生物可诱导寄主产生诱导寄主产生抗病性。微生物可诱导寄主产生防御反应或对病原菌直接寄生而抑制病原菌。防御反应或对病原菌直接寄生而抑制病原菌。对病原菌直接作用。对病原菌直接作用。4 抗菌整理的方法 目前抗菌织物主要由两种方法制得：目前抗菌织物主要由两种方法制得：直接采用抗菌纤维制成各类织物。直接采用抗菌纤维制成各类
48、织物。将织物用抗菌整理加工以获得抗菌性能。将织物用抗菌整理加工以获得抗菌性能。4.1 4.1 抗菌纤维的制备方法抗菌纤维的制备方法 可采用物理改性、化学改性、复合纺丝及把抗菌剂掺加可采用物理改性、化学改性、复合纺丝及把抗菌剂掺加到纺丝液中纺出纤维的方法到纺丝液中纺出纤维的方法(共混纺丝共混纺丝)制取抗菌纤维。制取抗菌纤维。4.1.1 4.1.1 物理改性技术物理改性技术 物理改性使抗菌剂能够渗入纤维表面较深部位。如开发物理改性使抗菌剂能够渗入纤维表面较深部位。如开发表面粗糙化和微孔化表面粗糙化和微孔化的纤维，在还可以在纺丝过程中把的纤维，在还可以在纺丝过程中把抗菌剂掺加到纺丝油剂中，在纤维的冷
49、凝收缩和牵伸收抗菌剂掺加到纺丝油剂中，在纤维的冷凝收缩和牵伸收缩时能包容在表层以下的部位。缩时能包容在表层以下的部位。4.1.2 4.1.2 化学改性技术化学改性技术 化学改性法又称化学接枝改性法化学改性法又称化学接枝改性法 对于不具备反应基的物质要引入反应基，使纤维具化学对于不具备反应基的物质要引入反应基，使纤维具化学改性的条件。改性的条件。4.1.3 4.1.3 共混纺丝共混纺丝 共混纺丝法是将抗菌剂添加到纺丝液中来纺出具有抗菌性能的纤共混纺丝法是将抗菌剂添加到纺丝液中来纺出具有抗菌性能的纤维。这是开发抗菌纤维的主要手段。维。这是开发抗菌纤维的主要手段。一般添加无机抗菌剂的多用熔融纺丝法，
50、添加有机抗菌剂的多采一般添加无机抗菌剂的多用熔融纺丝法，添加有机抗菌剂的多采有用溶液纺丝法。有用溶液纺丝法。共混纺丝法共混纺丝法就是将抗菌剂和分散剂等助剂与纤维基体树脂混合，通过就是将抗菌剂和分散剂等助剂与纤维基体树脂混合，通过熔融纺丝的方式生产抗菌纤维。熔融纺丝的方式生产抗菌纤维。A A、抗菌特细丙纶丝：抗菌母粒配置、抗菌特细丙纶丝：抗菌母粒配置 纺丝纺丝 牵引加弹牵引加弹B B、无机抗菌涤纶：抗菌母粒配置、无机抗菌涤纶：抗菌母粒配置 混纺丝混纺丝 干燥干燥 牵引牵引C C、防螨、抗菌多功能纤维、防螨、抗菌多功能纤维 4.1.4 4.1.4 复合纺丝复合纺丝 复合纺丝是采用双螺杆纺丝。一螺杆
