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纳米抗菌纺织品与技术

 纳米抗菌纺织品与技术

一、概括
     人类的生活水平的提高,对服装提出了舒适、卫生、保健的要求,各种功能性的纺织品也不断涌现。制造服装的主要原料—纤维也成为人们科研的焦点。据联合国统计预测,到2050年全世界抗菌纤维总需求量将达到0.9亿~1亿吨左右。由于天然纤维受到自然条件的限制,不可能大幅度增产,所以需依靠化学纤维的增长来满足需要。随着高分子化学的不断发展,服装的生产从原来对现有纤维或织物进行特殊整理发展到今天的新型功能纤维,出现了不少心的纳米抗菌纺织品纤维品种。
     以生物抗菌剂开发或整理过的纺织品越来越受欢迎,除了工作服外,运动服、内衣、休闲服、家居用品、家用装饰等也同样注重抗菌功能。经过抗菌整理的纺织品成为市场追捧的对象。这类纺织品能够有效的抑制使用中产品的细菌,去除异味,同时减低细菌滋生对人体的危害。
     至今全球约有100余家院校和工业研究单位正在从事有关纳米纤维、纺织品和聚合物的探索,美国、欧盟和日本在这方面走在前面,近年在纤维和纺织品纳米技术方面有一些令人感兴趣的发展。
二、概念与意义
     在现实生活中,人们不可避免地要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环境条件下迅速生长繁殖,并通过接触传播疾病、影响人们的身体健康。日常生活中,各类纺织品是这些微生物的良好生存之地,也是疾病的重要传播源,所有纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。
三、纺纤材料与抗菌的发展
     抗菌纺织品的现代应用始于第二次世界大战时的德军,由于装备了经抗菌加工的军服,德军伤员的细菌感染大为减少。
20世纪50年代后,抗菌技术应用于名用品,日本市场上曾一度出现过称为卫生加工的抗菌防臭制品,但由于技术上的缺陷,很快就从市场上消失了。
     到60年代中期,抗菌防臭加工再次引起人们的重视,所用抗菌剂为有机金属化合物,这类抗菌剂有抗菌效果好的优点,但也存在却多缺点,如有机金属会引起皮肤疾病、耐洗涤性很差等,所以也没有能在市场站稳脚跟。但是,从此却拉开了较大规模的抗菌防臭加工的序幕。
     70年代中期以后的日本,卫生整理纺织品就已实现工业化生产。开发最早一直延续至今的纺织品抗菌防霉、防臭的整理方法,这种方法得以普遍采用的原因是加工方便,并且可供选择的抗菌剂品种较多,适用范围也广,但是抗菌效果不能耐久,经过若干次洗涤后即失去抗菌效果。
     尽管如此,天然纤维由于难以通过纤维改性的方式得抗菌效果,所以到目前为止,用天然纤维制成的纺织品仍以纳米抗菌剂整理的方法为主。
     80年代开始,逐渐通过纤维改性的方法以获得具有持久抗菌效果的纺织品,其中以共混方式为主。早期用于化纤共混纺丝的抗菌剂一般均为含金属离子的复合物,这类抗菌剂有广谱抗菌效果,对人体无害,而且热稳定性好,有利于共混纺丝,但其抗菌率仅达70%~80%。随后无机纳米抗菌防霉剂开始引起人们的重视。
     织物抗菌功能的获得主要采用纤维改性加工和织物后整理两种方法实现。而采用织物抗菌后整理方法,产品抗菌耐久性差,洗涤多次后抗菌效果逐渐消失;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制取抗菌纤维,再织成各种具有抗菌性能的织物及产品,具有产品抗菌性能持久,纤维性能稳定、所织织物手感好、对人体安全性高等特点。
     90年代初期,随着纳米抗菌剂的研制,以天然物质为载体的无机纳米杀菌剂微粉出现,并成为制造纳米抗菌防臭纤维的重要手段。这类纳米杀菌剂的抑菌效果及安全性的评价也逐步成型和规范化,在诸多领域纳米抗菌防臭纤维的应用量逐渐增长。
四、纺织品抗菌机理
纺织品的抗菌机理依不同的抗菌剂而不同,归纳起来有下面几种机理。
     (1)使细菌细胞内的各种代谢酶失活,从而灭杀细菌;
     (2)与细胞内的蛋白酶发生化学反应,破坏其机能;
     (3)阻断细菌的DNA的合成,从而抑制细菌生长;
     (4)破坏细胞内的能量释放体系;
     (5)破坏细胞蛋白质结构,产生代谢障碍;
     (6)通过静电场的吸附作用,使抗菌剂分子渗入细胞壁内,使菌细胞破裂,内涵物泄漏而灭杀细菌。
五、无机纳米抗菌剂抗菌除臭机理
     无机纳米抗菌防臭剂一般分为接触型抗菌剂、光催化型无机纳米抗菌防臭剂和光催化除臭方法机理。
     常用于化纤的金属抗菌剂是银、锌及其化合物。银系抗菌剂是采用物理吸附或离子交换等方法,将银离子固定在材料中。锌的氧化物也是人们经常选用的抗菌剂。具有理想的可染性和色泽稳定性,并具有抗菌的广谱性、耐热性、持续性和对人体的安全性。光催化型无机抗菌剂超过传统抗菌剂仅能杀灭细菌本省的性能,能将细菌和残骸一起灭杀和消除,同时还能降细菌分泌的毒素分解。
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标签:纳米抗菌纺织品抗菌技术纳米抗菌
分类:抗菌面料技术| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-09-17
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