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1、第五章抗菌卫生整理 Auti bacterialandsanitaryfinish 第一节概述 微生物包括了病菌 真菌 细菌 霉菌但到目前为止还没有抗病毒整理的报道 美国 抗菌整理或抗微生物整理日本 抗菌防臭加工卫生整理 1微生物对人类生产生活的危害 1 1传播疾病 人体在正常状态下带有无数微生物 如手上细菌达106个 cm2 头皮上细菌达1 4 107个 cm2 可以说人实际上是生活在微生物中 从感染病人身上分离出的1461个微生物的分布 致病微生物进入人体会给健康带来严重危害 医院的床单 被子 病人及医护人员的服装 理发店的毛巾 宾馆的卧具 洗浴具 公共游泳池等是皮肤病 痢疾 肠伤寒等多种
2、病菌的传播媒介 1 2 产生令人厌恶的臭味 纺织品具有很多微孔结构 容易吸附微生物 靠近人体的衣服会沾污大量的汗 人体分泌物 油脂 皮屑 这些为微生物提供了养分 加之人体适宜的温湿度气候 促使微生物迅速繁殖 同时将人体的代谢物分解 产生大量的刺激性气味的氨基物质 1 3使纺织品霉烂 因特殊用途 帐篷 包装材料 需长期暴露在潮湿的自然环境或埋于地下 容易受微生物的侵蚀而霉烂 损伤强力 降低使用寿命 因此 这些材料要进行抗霉腐整理 抗菌卫生整理的目的 2 1降低公共场所的交叉感染 防止传染疾病 2 抗菌卫生整理 是利用抗菌剂 防臭剂或抑菌剂处理织物 从而获得抗菌 防霉 防臭 保持纺织品清洁卫生的加
3、工 2 2保证人体安全健康 服饰穿戴舒适 2 3防止织物被微生物侵蚀而降低使用价值 八十年代 出现效果好 安全性高 耐久性的抗菌整理剂 提出了抗菌谱问题和耐久性问题 细菌 真菌 霉菌的细胞结构不同 抗菌剂对其作用的效果有所区别 床品 毛巾 军装等需经常洗涤或经受雨淋 要求耐久 3抗菌卫生整理的进展 四千年以前 古埃及人采用药用植物处理包布 保护木乃伊 第二次世界大战期间 德军制服采用抗菌剂处理 防止战伤的二次感染 二十世纪六十年代末 七十年代初 抗菌整理大规模开发时期 主要是采用无机抗菌剂 有一支性能优异的有机抗菌剂问世 DC 5700 4抗菌产品安全性要求美国 日本等对抗菌剂的控制严格美国需
4、经美国环境保护局 EPA 食品与药物管理局 FDA 消费者安全委员会 CPSC 的认可 一支抗菌剂的毒性实验有18之项至多 九十年代 抗菌卫生整理出现了抗菌阻燃 抗菌防静电 抗菌拒水拒油等多功能产品 加工工艺出现了多样化 传统的轧 烘 焙 浸渍法 抗菌漂白一浴 抗菌染色一浴等新型加工工艺 第二节抗菌剂抗菌机理 1抗菌机理 xM2 nO Al2O3 ySiO2 zH2OM 1 3价的金属 抗菌泡沸石金属主要是Ag Cu Zn 机理 溶出型 也叫有控制释放型 非溶出型 也叫直接接触型 1溶出型 有控制释放 机理 在一定的湿度下 抗菌整理的织物有控制的释放出抗菌剂的活性部分 并扩散到微生物的细胞内
5、破坏细胞内的蛋白质结构 杀死微生物或抑制其繁殖 达到抗菌的目的 抗菌织物 抑菌环 培养基 溶出型抗菌整理的特征 2 非溶出型 直接作用 机理 关于非溶出型机理有两种推断 DC 5700杀菌模型推断1 推断一 抗菌剂阳离子吸引带负电荷的细菌 抗菌剂疏水性的长链烷基触及细胞壁 阻碍细胞壁的合成 破坏细胞壁 杀死细菌 细菌 细胞壁 细胞膜 细胞质和细胞核等构成 细胞壁和细胞膜是由磷脂质双分子膜组成 呈负电性 在中性条件下细菌是带负电性 DC 5700杀菌模型推断2 推断二 抗菌剂阳离子吸引带负电荷的细菌使之靠拢抗菌剂 在抗菌剂阳离子的作用下 细胞周围的负电荷向阳离子靠拢 而远离阳离子的细胞部分失去了
6、负电荷的保护 细胞壁逐渐变薄直至破裂 细胞内溶物流出 细菌死亡 不同的抗菌剂对细菌的作用不同 总的来说有以下几种 1 使细菌细胞内的各种代谢酶失活 达到灭菌效果 2 与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应 破坏其机能 达到灭菌效果 3 阻断DNA的合成 4 极大地加快磷酸氧化还原体系 打乱细胞的正常生理过程 5 破坏细胞壁或阻断细胞内外的传质 第三节抗菌剂及其应用 1理想的抗菌整理剂应满足的要求 1 1安全性 口服急性毒性试验LD50大于1000mg kg LD50 半致死浓度 指被试验的动物死亡一半数量时的最小剂量 1 2 高效性 广谱性 希望一只抗菌剂能够对多种细菌有作用 高效性即在小用量下就能
7、够有明显的抗菌作用 1 3耐久性 具有耐洗涤20 50次仍有抗菌活性 1 4对染料色光 牢度 织物风格无影响 1 5与常用助剂有良好的配伍性织物整理工作液往往含有多种化学物质 配伍性差会使整理液絮凝 沉淀分层等现象 影响整理效果或使整理剂失效 2 纺织材料用抗菌剂的分类 抗菌剂 有机类 无机类 有机硅季铵盐 季铵盐 双胍类 二苯醚类 天然抗菌剂 3 主要抗菌剂及机理各论 3 1 有机硅季铵盐类 代表产品是美国道康宁 DowCorning 公司的DC 5700 76年获得EPA 美国环境保护局 许可 符合日本 家庭用品含有毒物质的规定 DC 5700是3 三甲氧基硅烷基 丙基二甲基十八烷基氯化物
8、的42 的甲醇溶液 结构 3 三甲氧基硅烷基 丙基二甲基十八烷基氯化物 在其结构中具有作用于细菌的阳离子和长链烷基 抗菌作用机理 直接作用机理或非溶出型机理 特点 1 安全高 天竺鼠的LD50 12270mg kg 2 广谱抗菌 对革兰氏阳性 阴性细菌 霉菌 孝母菌 藻类等26种 均有很好的抑制作用 Dc一5700对白癣茁 大肠杆苗 褥疮茵 绿脓杆菌等微生物均有抑杀功能 对酵母 真菌以及藻类的繁殖也有抑制作用 3 耐久性 可用于天然纤维和合成纤维的抗菌整理 耐久性优异 水洗次数对抗菌剂残留率的影响 DC5700的三甲氧基硅烷基具有硅烷活性 在一定条件下能与纤维上的羟基进行脱醇反应 生成共价键而
9、使抗菌剂牢固地结合于纤维表面 抗菌剂与纤维素纤维的反应 一定条件下三甲氧基水解成硅醇基 硅醇基自身反应缩合 在纤维表面上聚硅氧烷薄膜覆盖于纤维表面 DC5700与纤维结合模型 共价键 离子键和形成的坚固薄膜固着于纤维上 使DC5700抗菌剂具有很好的耐久性 既适合于纤维素纤维 也适合于合成纤维 柏灵登 Burlington 公司的抗菌剂BiogardTM 国产抗菌剂FS 516 抗菌剂SCJ 877 整理工艺 处方 抗菌剂2 10g L阳离子或非离子型渗透剂0 5g L 工艺流程 二浸二轧 轧余率70 80 烘干 温度低于120 浸轧法 浸渍法 抗菌剂FS 5160 1 1 o m f 工艺流
10、程 织物在溶液中浸渍30min 脱水 烘干整理后织物增重控制在0 1 1 适用 纤维素纤维和涤纶 锦纶等合成纤维及混纺产品 用于内衣 睡衣 运动服 工作服 袜子及毛巾等 3 2季铵盐类抗菌剂 十六烷基二甲基苄基氯化铵 机理 利用表面电荷吸附 使微生物细胞组织发生变化 酶蛋白质与核酸变性 日本可乐丽的Saniter和日清纺的Peaehfresh就属于此类 特点 为阳离子表面活性剂 须与反应性树脂同浴 以增进耐久性 主要用于聚酯安全性高 天竺鼠的LD50 6510mg kg 3 3二苯醚类整理剂 抗菌作用 破坏微生物细胞膜与细胞壁机能 对大肠杆菌 革兰氏阴性菌 金黄色葡萄球菌 革兰氏阳性菌 和白嗤
11、菌 真菌 有优异的抗菌活性 既防止细菌和霉菌的繁殖 又防止恶臭 整理剂 二苯醚与有机硅烷 芳香族卤化物的复合物 如日本敷岛公司的Nonstar 帝人公司的Santiz 瑞士汽巴公司的IrgasanDP 300等 应用 纤维素纤维 涤纶及其混纺织物 对纤维无亲和力 与树脂混用 浸轧法处方 抗菌剂15 20g L无甲醛树脂30g L渗透剂2g L 高温高压法 与涤纶染色同浴 处方 染料 o m f x 扩散剂1g L磷酸氢二铵2g LJFC0 2g L抗菌剂SFR 1 o m f 10 工艺 130 处理30min 代表产品1 1 六亚甲基 双 5 4 氯苯基 双胍盐酸盐 1 1 六亚甲基 双 5
12、 4 氯苯基 双胍盐酸盐 3 胍类 葡萄糖酸盐或聚六亚甲基双胍盐对细菌的杀伤力强 对真菌的效力低 聚六亚甲基双胍盐 商品名称Repulex20 PHMB 英国卜内门 I C I 公司Reputex 20 有效成分为聚六亚甲基双胍盐酸盐PHMB 应用 阳离子型 用于纤维素纤维 吸附作用与纤维结合 耐50 洗50次 机理 与季铵盐相似 使细胞膜结构变性或破坏细胞膜 特点 1 安全性 LD50 4000mg kg 毒性低 可长期使用 2 广谱抗菌 革兰氏阳性 阴性细菌 真菌 孝母菌有杀伤能力 抑菌浓度低 3 耐久 洗涤50次 细菌全部杀死 洗涤100次杀死细菌99 4 应用范围 可用于棉及混纺织物整
13、理 耐热性好 可加入熔融纺丝液制抗菌纤维 宁波维科集团用它整理床上用品 4 无机类抗菌整理剂 以银 铜 锌作抗菌主体 以硅 磷石灰 泡沸石 氧化钛 磷酸镐为载体 抗菌机理 溶出 有控制释放 型抗菌机理 在一定湿度下 逐渐从纤维或涂层中溶出活性氧及金属离子 扩散到微生物细胞内 破坏蛋白质结构 引起细胞代谢障碍 用做织物整理 如涂氧化钛 磷灰石载体的抗菌剂用三聚氰胺树脂固定在织物上 用于合纤熔融纺丝液中 制造抗菌纤维 用涂层方法整理到织物上 与纤维配位的金属抗菌剂 代表产品是日本化药公司的阳离子可染涤纶与银离子结合的银磺酸酯 抗菌机理 溶出的Ag 进入微生物细胞 Ag 损害微生物的电子传递系统 破
14、坏蛋白质结构 导致代谢障碍 破坏细胞内DNA 阳离子可染涤纶的 SO3 与Ag 结合 阳离子可染涤纶织物 浸于0 02g L的硝酸银溶液 1 5 沸腾处理20min 聚酯染座与银离子结合 冷却 水洗 烘干 处理工艺方法 代表产品是日本蚕毛公司的SSN 铜化合物类抗菌剂 将丙烯腈纤维浸入含硫酸铵或硫酸羟铵的2 3 硫酸铜溶液中 100 加热还原2h 以配位键使氰基与硫化亚铜络合螯合 生成复杂的配位高分子Cu9S5固着于纤维上 整理工艺 7 天然抗菌剂类 应用于织物抗菌整理的有 桧 gui 油 罗汉柏蒸馏 艾蒿 芦荟 柏油 壳聚糖等 7 1壳聚糖类抗菌剂 壳聚糖类抗菌剂特点 有良好的生物相容性和生
15、物活性 无毒 具有消炎 止痛 促进伤口愈合等功效 处方 醋酸1 对溶液重量百分比 壳聚糖0 3 0 5 工艺 浸轧处理液 NaHCO3处理 水洗 柔软处理 烘干 成品 抗菌机理 质子化氨基 吸附带负电荷的细菌细胞壁并与阴离子成分结合 阻碍细胞壁的生物合成 抑制细胞生长 阻断细胞壁内外物质的输送致微生物死亡 日本公司有用 艾蒿提取物吸附在微胶囊状的无机物中制得抗菌剂 用艾蒿染布 用做变异反应性皮炎患者的睡衣或内衣 有理想的效果 7 2艾蒿 艾蒿的主要成分有1 8 氨树脑 守酮 乙酰胆碱等 特点 具有抗菌消炎 抗过敏和促进血液循环作用 7 3芦荟 日本多家公司用提取液做抗菌剂 它药效的主要成分包括
16、多糖类和酚类 芦荟汁对革兰氏阳性菌 阴性菌都有明显的抑制作用 东洋纺把芦荟提取物整理织物 使之具有皮肤护理 抗菌 抗过敏 消炎功能 本身的耐热性好 1210C处理20min几乎不会影响其抑菌性 抗菌机理 分子结构上有两个可供配位络合的氧原子 它可与微生物体内蛋白质作用 使之变性 7 4桧油 主要组分 4 异丙基 2 羟基环庚基 2 4 6 三烯 1 酮 日本理研公司将罗汉柏蒸馏的桧油加工成1 10 m的微胶囊 整理织物 八 纳米抗菌剂 1 普通氧化锌粉体 2 纳米氧化锌粉体 20 30nm 3 纳米氧化锌粉体 50 60nm 4 经普通氧化锌整理后的纯棉漂白布 5 经纳米氧化锌 2O 30nm 整理的纯棉漂白布 6 经纳米氧化锌 50 60nm 整理的纯棉漂白布 锌离子会逐渐的游离出来 当它和细菌体相接触时 就会和细菌体内活性蛋白酶相结合使其失去活性 从而将细菌杀死 纳米ZnO的抗菌机理 1 光催化抗菌机理 纳米氧化锌在阳光尤其是紫外光的照射下 在水和空气中能自行分解出带负电的电子 同时留下了带正电的空穴 这种空穴可以激发空气中的氧变为活性氧 有极强的化学活性 能与多种微生物发生氧化反
