抗菌纤维及其应用
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摘要：
对抗菌纤维、抗菌剂作了简要介绍，概括了目前市场上常用的抗菌纤维整理方法以及抗菌性能检测方法，并对抗菌产品在纺织品上的应用进行简略归纳，以期加深人们对抗菌纤维的了解。
关键词：抗菌纤维；抗菌剂；抗菌整理；抗菌检测
人体是微生物理想的生长环境，纺织品在穿着过程中会沾上汗液、皮脂屑等人体分泌物，这些都是微生物生长必需的营养，纺织品的多孔式形状也有利于微生物的附着， 因此，纺织品是细菌生长和繁殖的良好媒介[1]。通常情况下我们感觉不到细菌的存在和危害，但当细菌过度繁殖后则会产生异味，并且可通过皮肤、呼吸道及血液对人体健康严生危害，甚至会导致皮炎及其他各种传染病的发生。
这些年，随着经济的发展与生活水平的提高，人们对于微生物影响人体健康的问题越来越重视，对自身的卫生保健意识日益增强，抗菌防臭、抑菌、消臭功能的纺织品受到了国内外消费者的欢迎。
据Textiles Intelligence的一份功能纺织品市场调研报告显示，消费者对抗菌纺织品的需求正在迅速上升。抗菌纺织品在消除异味、防止细菌滋生和减少皮肤传染病等方面起着关键作用。该报告估计，纺织品抗菌剂的用量将以l5%的年增长率上升，成为纺织品市场上增长最快的功能添加剂之一[2]。
1 抗菌纤维简介
抗菌纤维是一种功能性纤维，其具有阻断疾病传播、卫生保洁和纤维自身性能的维护等作用。抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质。如甲壳素纤维：可以作为永久性整理剂，使织物耐水洗、耐摩擦，提高织物的坚牢度，减少缩率，并使织物具有滑爽光洁和挺括的手感与外观[3]。
但目前抗菌材料更多是指通过添加一定的抗菌物质 （称为抗菌剂）， 从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如填充型抗菌纤维：将抗菌剂的超细粉末以一定比例加到化学纺丝液中进行纺丝，降低用量，节约成本。由于抗菌剂进入了纤维内部，所以用此法制得的抗菌纤维耐水洗抗菌效果持久，通过浓度梯度的作用原理，抗菌剂源源不断地溶到纤维表面[4]。
2 抗菌剂的种类
抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的新型助剂，它能够在一定时间内，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以下的化学物质。
不同品种的整理剂，其抗菌机理和作用方式不同。抗菌作用是静菌作用和杀菌作用的综合[5]。目前加工抗菌纺织品所用的抗菌剂主要有有机抗菌剂、无机抗菌剂和复合抗菌剂三大类。
2.1 有机抗菌剂
有机抗菌剂包括天然抗菌剂和化学合成有机抗菌剂两大类。具体见表1。
有机抗菌剂短期具有杀菌力强、即效好、来源广、种类多、价格低廉等优点，曾经得到广泛的使用，但在长期的使用过程中，人们发现这类抗菌剂具有一定的挥发性，毒性大，耐热性较差，难以与纤维熔纺，且容易迁移，对于抗菌方面可能产生微生物耐药性等，因此人们将注意力渐渐转向无机类抗菌剂。
2.2 无机抗菌剂
无机抗菌剂主要分为金属离子型和光催化型两大类。具体见表2。
重金属类抗菌剂在实际使用中，通常利用吸附或离子交换等方法，将重金属离子固定在沸石、硅胶等载体上制成抗菌剂。光催化类抗菌剂是一种新发展的、具有广阔应用前景的抗菌剂。目前已逐步应用于陶瓷制品、涂料、抗菌材料等方面。
2.3 复合类抗菌剂
为了克服无机抗菌剂毒性及有机抗菌剂易洗脱、耐热性能的不足，采用有机或无机及亲水性物质复配的方式。在复配体系中，有机、无机抗菌剂等的固有抗菌活性可能会显著提高。一般有机抗菌剂可以同亲水性物质形成共聚物。无机抗菌剂包括含银、铜、锌离子一种或多种的载体型抗菌剂，或采用具有光催化活性的无机金属氧化物或硫化物如TiO2等[10]。
3 抗菌纤维以及织物的生产方法
抗菌纤维的加工主要是通过对纤维进行各种处理，从而使纤维获得抗菌活性的方式。抗菌防臭整理技术是一门牵涉面十分广泛的学科，它涉及染整工程、化工、医学及微生物学等多门学科。该技术是将抗菌防臭整理剂应用于纺织品上，根据织物的用途给织物提供不同程度的抗菌功能[11]。
3.1 后整理法
采用抗菌液对纤维或织物进行浸渍或涂覆，把抗菌剂固定在纤维上的方法。其中又分为：
表面涂层法：将抗菌剂与涂层剂配成溶液，对织物进行涂层处理；
树脂整理法：将抗菌剂溶解在树脂中配成乳化液，将织物放在乳化液中充分浸渍，通过轧、烘等工艺，使其附于织物表面。
此方法加工简便，可应用此方法处理的织物种类多，天然纤维和合成纤维也都可以应用。因此，目前的纺织品抗菌纤维加工过程中，此方法占70%。而后整理法的缺点则是：一是将抗菌有效成分附着在纤维及织物表面，制得的产品不耐洗，不持久；二是采用的抗菌剂大部分以有机抗菌剂中的季铵盐类为主，该有机抗菌剂耐热性差，且具有一定的毒性和挥发性。因此，人们开始逐渐重视通过对纤维进行改性的方法生产出抗菌纤维。
3.2 纤维改性法
此方法主要是通过将化学纤维的高分子结构改性或共混改性的方法，将抗菌剂添加到成纤高聚物中制得抗菌纤维，从而得到抗菌性能持久的织物，在这之中，又以共混改性的方法为主。该方法的原理是将抗菌剂在纺丝过程中加入到合成纤维中，从而要求采用的抗菌剂具有良好的热稳定性。采用该方法生产的抗菌纤维，由于抗菌剂均匀地分布在纤维内部，抗菌性能持久，加工出的织物安全性高，耐洗涤，不产生抗药性，所以应用的范围会越来越广阔。
4 抗菌纤维的抗菌测试方法
抗菌纤维抗菌性能测试方法分为定性测试方法和定量测试方法。
定性用于了解不同抗菌织物抗菌性能的好坏，常用的方法有抑菌晕法、AATCC90法、Petrocci法、国标20944.1、日本标准晕圈法等。定量则可以相对确切地知道抗菌性所达到的程度，用的方法有国标20944.3、国标20944.3、AATCC90法、定时暴露法和行业标准FZ/T 73023—2006中的吸收法和振荡法等。