2.3 天然类抗菌剂
2.3.1 甲壳素及壳聚糖
天然类抗菌剂主要是甲壳素及其衍生物一组。甲壳素结构与纤维素类似,其分子式如下图, 是由N- 乙酰- 2- 氨基- 2- 脱氧- D- 葡萄糖以 β- 1, 4 糖苷键的形式连接而成的多糖。分子中含有 H- OH 和H- NH 键, 还含有分子间氢键。甲壳素糖基上的乙酰基可用强碱或酶解脱去一部分或达 90%以上,这种多糖叫壳聚糖。
壳聚糖因含游离氨基, 能结合酸分子, 是天然多糖中唯一的碱性多糖, 具有许多特殊的物理和化学性质及生理功能。其抗菌作用主要来于壳聚糖带阳荷性,能与细菌蛋白质中带负电的部分结合。壳聚糖与细菌蛋白质的结合,使细菌或真菌失去活性。 小分子量的壳聚糖可渗透到微生物内部, 阻止RNA(核糖核酸)转化,从而抑制细菌的生长。
2.3.2 植物类提取物
这类提取物通常是液体, 常使用微胶囊技术整理纺织品。首先将提取物封入微胶囊, 再以树脂固着在织物上。目前使用较多的是桧柏油, 其主要组分是 4- 异丙基- 2- 羟基- 环庚基- 2, 4,6-三烯-1- 酮,这是一种七个原子的环状结构化合物。其抗菌机理是分子结构上有两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, 达到抗菌目的。
2.3.3 微生物发酵产物
氨基葡萄糖苷 ST- 7 是用一种放线菌发酵获得的抗生物质, 对细菌的繁殖有明显的抑制作用,安全性高, 对皮肤无刺激。其抗菌机理为: 作用于细菌细胞核蛋白质的子单位上, 阻碍间核糖核酸的密码因子和特核糖核酸反密码因子的相互作用, 使其合成异常蛋白质而致死。
2.3.4 昆虫抗菌性蛋白质
利用昆虫抗菌性蛋白质是纺织工业利用生物技术的一个方面。昆虫适应环境能力很强, 对细菌霉菌和病毒等微生物的侵袭有很强的抵抗力。从它们体内分离出抗菌性蛋白质并设法用于纺织品上, 是抗菌防臭加工今后努力的方向。
3 纺织品抗菌加工方法
纺织品抗菌加工方法主要有共混纺丝法和后整理法。
3.1 共混纺丝法
共混纺丝法主要是针对一些没有反应性侧基的纤维, 如涤纶, 丙纶等, 是在纤维聚合阶段或纺丝原液中将抗菌剂加入纤维中, 用常规纺丝设备进行纺丝, 可以制成具备抗菌性能的纤维。抗菌剂不仅存在于纤维的表面, 而且均匀分散于纤维之中, 并且可以慢慢的向外渗透, 抗菌效果比较持久,织物手感较好。将抗菌纤维织成布后, 所得的抗菌布料主要用于医疗卫生和服装以及工业装饰用布。
3.2 后整理法
后整理法是指用含抗菌剂的溶液或树脂对织物进行浸渍、浸轧或涂覆处理, 当通过高温陪烘或其他方法蒸发时, 织物上就会沉淀一层不溶或微溶的抗菌剂, 从而使织物获得抗菌性能。一般在染整加工最后阶段进行处理, 也可以在制成成品以后处理。按菌剂的种类和纤维类别不同可制得溶出型和非溶出型两种抗菌纺织品。
溶出型抗菌纺织品是指可以从内部扩散到纤维表面形成抗菌环, 从而杀死环内的细菌。这类纺织品耐水洗不好, 适用于一次性纺织品或洗涤次数少的纺织品, 如医院包扎用绷带、一次性手术服、一次性台布和毛巾等。
非溶出型抗菌纺织品一般通过化学反应在纤维表面接上具有抗菌性能的基团而获得。这些抗菌剂可以与纤维形成共价键或离子键, 作用时抗菌剂不能扩散, 但与该纤维接触的细菌均可被杀灭, 而且抗菌效果较为持久。可用于床上用品、内衣毛巾等纺织品。
4 抗菌防臭效果测试
衡量抗菌防臭整理的抑菌、杀菌的效果, 即抗菌防臭纺织品的检测方法。目前国内尚无统一标准, 一般参考日本和美国的一些方法。
4.1 AATCC- 90 试验法
在琼脂培养基上, 接种试验菌种, 再紧贴上试样。另取一块未整理织物, 贴在同一培养基上作对照。于 37℃下培养 24h 后, 借放大镜观察菌类繁殖情况和试样周围无菌区的晕圈大小, 同时与对照的试验情况比较。故该法也称晕圈试验法。
4.2 AATCC- 100 试验法
目前, 在美国的三种抗菌定量试验法中,AATCC—100 为惟一的标准试验法。其方法是: 在灭菌织物上, 接种革兰氏阴性菌和阳性菌, 以琼脂培养基培养, 培养后与未整理织物相比较, 得出细菌减少数。此法适用于容易从被加工纤维上溶出的抗菌剂, 而不适用于加工纤维以化学方式相结合的抗菌剂。
4.3 振荡烧瓶试验法
振荡烧瓶试验法是美国道康宁公司为克服AATCC—100 法的缺点而开发的, 可用来评价用DC- 5700 加工的非溶出型抗菌纤维制品抗菌性能。此法为了增强试验菌与试样的接触, 把试样投到盛有大量菌液的三角烧瓶中, 经一定时间强烈振荡后计测烧瓶内的细菌数, 并与振荡前的细菌数比较,定量表示其抑菌率。
5 存在问题及发展趋势
抗菌纺织品市场广阔, 我国在这方面研究起步较晚, 但发展迅速。抗菌纺织品对提高我国卫生保健水平和降低公共环境交叉感染率具有重要的实用价值。但目前国内抗菌产品的质量体系尚未健全, 还没有相关的技术质量监督部门对抗菌产品性能进行检测, 消费者也无法从外观上鉴别抗菌性能。因此需要建立产品质量监督和管理体系.使纺织品抗菌整理得到健康的发展。抗菌整理未来的发展是开发安全型新型抗菌剂, 探讨安全型整理工艺, 克服目前抗菌整理中的不足。
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