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聚硅氧烷季铵盐抗菌整理剂的合成及应用

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2014年02月24日

核心提示:介绍了聚硅氧烷季铵盐抗菌整理剂的合成方法及其应用性能。指出了现存的问题和今后的研究方向。聚硅氧烷季铵盐的合成主要以DC-5700型季铵盐和氨基硅油、含氢硅油等聚合物为原料,经过平衡聚合、缩聚、季铵化等反应制得。可用于织物材料的抗菌、除垢、防静电处理,并且能大大降低界面的界面张力。由于其与被处理材料的表面以化学键结合,因而不易脱落,是一种安全高效的新型阳离子表面活性剂,具有广阔的应用前景。

有机硅季铵盐是一类新型阳离子表面活性剂,它具有耐洗、持久的效果,抑菌范围广,能有效地抑制格兰氏阳性菌、格兰氏阴性菌、酵母菌和真菌。有机硅季铵盐可用于织物亲水整理,赋予织物良好的吸水、吸汗性以及柔软性、平滑性、回弹性和防静电性。如果纤维被含有季铵盐基团的有机硅处理,污垢的去除很容易,由此可大大提高织物的抗污染性。它是一种无毒、无害、高效、安全和多功能的柔软抗菌整理剂。添加在个人护理品如洗发香波中,可配制成干、湿梳阻力小、光泽度好、手感柔软滑爽和成本低的高档香波,这类香波对皮肤及眼睛的刺激性远远小于添加了小分子季铵盐的香波。有机硅季铵盐在应用时无需添加反应性树脂,不存在抗药性菌出现和织物抗菌失效的问题,日益受到人们的重视。目前国内使用的有机硅季铵盐类抗菌整理剂大多数从国外进口,致使用户使用不便和生产成本升高。因此,研究并生产以低成本资源为原料的高质量抗菌整理剂,在实际生产中有着重要意义。然而,有机硅季铵盐的研究起步晚,进展慢,在国内尤为突出。作者对聚硅氧烷季铵盐的合成及应用予以简要综述,以期聚硅氧烷季铵盐的理论与应用研究得到迅速发展。

1杀菌机理

有机硅季铵盐类抗菌整理剂通过有机硅将具有杀菌性能的阳离子基团以化学键结合在纤维表面,吸引带负电荷的细菌、真菌和酵母菌等,束缚它们的活动自由度,抑制其呼吸功能,并通过细胞膜渗透人细菌的细胞内,破坏细胞中酶的代谢使其死亡,从而达到杀菌、抑菌的作用,即发生了接触死亡。普通季铵盐抗菌剂应用在纺织品整理上是溶出型的,易洗脱,且易在人体表面逐渐富集,长期使用易产生病变。而有机硅季铵盐属于非溶出型抗菌整理剂,由于与纤维结合牢固、持久和抗菌效果明显,对人体安全可靠,因此广泛用于内衣、袜子、毛巾、床单、地毯及手术用纺织品的整理。式中尺为可以水解的基团,如一OCH3、一Cl和一ocaH等;R为烃基、含氧或含氮基团,如一(CH2)3NHCH2CH2一,一CH2COCH2CH2一,一CH2一等;R为含碳原子1个20个的烃基;X为酸根阴离子。

1967年,美国DowComing公司第一个申请专利,研制出有机硅季铵盐DC一5700,其分子结构为[(CH3O)3Si一(CH2)3一N(CH3)2Cl8H37]cl一。该季铵盐具有较强的杀菌、抑菌作用,3个易水解的甲氧基水解为易起交联反应的硅羟基,能牢固地附着于纤维、皮革、纸张、木材、金属及其他非金属表面上,使固体表面耐久抗菌。由于其和纤维素牢固结合,故其杀菌机理为接触杀死形式,而非溶出形式,保证了人体安全。同时它又具有优良的耐洗性,是现今最优秀的抗菌整理剂。国内山东大学与山东省纺织研究所合作研制的STU一1、中国纺织大学的CTU一1、上海树脂厂的SAQ一1均属于同类产品。

2合成方法

 

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