第三章 衛(wèi)生保健功能整理

第一節(jié) 抗菌整理

本節(jié)知識(shí)點(diǎn)

1.抗菌整理機(jī)理

2.抗菌劑及其性能

3.抗菌織品的加工方法及評(píng)價(jià)方法

一、抗菌整理概述

在現(xiàn)實(shí)生活中，人們不可避免地接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物，這些微生物在合適的外界條件下，會(huì)迅速生長(zhǎng)繁殖，并通過(guò)接觸等方式傳播疾病。由于紡織品特殊的結(jié)構(gòu)，使之成為各種微生物生長(zhǎng)繁殖的“溫床”，特別是致病菌的大量繁殖，給人們的身體健康帶來(lái)危害。同時(shí)，隨著人們物質(zhì)生活水平和精神文明程度的提高，對(duì)服裝的舒適、保健功能日趨重視，各種抗菌功能的紡織品在研究、開發(fā)、生產(chǎn)方面越來(lái)越受到重視，而獲得抗菌紡織品的重要途徑是抗菌整理。

抗菌整理通常包括三個(gè)方面的內(nèi)容：一是針對(duì)致病微生物，通過(guò)抗菌整理達(dá)到阻斷或削弱其在紡織品上傳播疾病的能力；二是針對(duì)織物上吸附細(xì)菌后產(chǎn)生令人厭惡的氣味，通過(guò)抗菌整理，消除因微生物存在引起的氣味；三是防霉整理，其目的是防止一些長(zhǎng)期埋于地下或在潮濕環(huán)境中使用的紡織品發(fā)生霉腐，降低使用壽命。

日本在抗菌防臭方面研究最為活躍，技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品已拓展至運(yùn)動(dòng)服、地毯、醫(yī)療用品等領(lǐng)域。近年來(lái)，抗菌研究的重點(diǎn)已經(jīng)從保護(hù)紡織品免受細(xì)菌侵襲轉(zhuǎn)移到保護(hù)環(huán)境和使服用者免受細(xì)菌侵襲。

（一）微生物對(duì)人類生產(chǎn)生活的危害^［1］

微生物包括了細(xì)菌、真菌、霉菌和病毒等。微生物在人們生活中無(wú)處不在，一方面給了人們?cè)S許多多的恩惠，另一方面，微生物也給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了許多麻煩。

1.傳播疾病

致病菌傳播疾病，給人的身體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。在醫(yī)院，床單、被子、病號(hào)服及醫(yī)護(hù)人員的防護(hù)服都是承載細(xì)菌的場(chǎng)所，是醫(yī)院內(nèi)交叉感染的重要媒介，如醫(yī)院病房中MRSA（耐青霉素金黃色葡萄球菌）很容易通過(guò)床單、病號(hào)服、手術(shù)服等醫(yī)療用紡織品傳染，而且一旦被感染還很難治愈。

2.產(chǎn)生令人厭惡的臭味

人體貼身穿著的衣服、襪子常會(huì)出現(xiàn)異味，甚至是難聞的臭味，究其來(lái)源，這實(shí)際上是微生物生長(zhǎng)繁殖的結(jié)果。紡織品具有很多微孔結(jié)構(gòu)，容易吸附微生物，靠近人體的衣服會(huì)沾染大量的汗、人體分泌物（油脂）、皮屑等，這些為微生物提供了良好的食物鏈，加之人體適宜的溫濕度環(huán)境，促使微生物迅速生長(zhǎng)繁殖，由于微生物不能直接進(jìn)食人體的代謝物，它首先將代謝物催化分解出各類低級(jí)脂肪酸、氨和其他刺激性臭味的揮發(fā)物，產(chǎn)生大量的刺激性氣味的氨基物質(zhì)。此外，細(xì)菌本身的分泌物也會(huì)產(chǎn)生腐敗氣味。

3.使紡織品霉?fàn)€

有些紡織材料（帳篷、包裝材料），需長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境或埋于地下，容易受微生物的侵蝕而霉?fàn)€，損傷強(qiáng)力，降低使用壽命。因此，這些材料要進(jìn)行抗霉腐整理。

（二）抗菌衛(wèi)生整理的發(fā)展歷程

現(xiàn)代抗菌防臭（又名衛(wèi)生）整理的發(fā)展史，可追溯到4000年以前，古埃及人采用藥用植物處理的紡織品作為包布，使包布具有抗菌功能，用以保護(hù)木乃伊；1935年G.Domak使用季銨鹽處理軍服，以防止負(fù)傷士兵的二次感染。1947年美國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)了由季銨鹽處理的尿布、繃帶和毛巾等商品，可預(yù)防嬰兒患氨性皮炎癥。1952年英國(guó)Engel等人用十六烷基三甲基溴化銨處理毛毯和床（坐）墊面料，但由于季銨鹽活性較低，處理過(guò)的織物不耐水洗和皂洗^［2］。20世紀(jì)60年代末至70年代初，是抗菌劑和抗菌紡織品大規(guī)模開發(fā)的時(shí)期，這一階段采用的抗菌劑主要包括有機(jī)、無(wú)機(jī)金屬化合物。這些抗菌劑大部分具有高效性，用量少且效果顯著，但有些毒性較大，用于紡織品的抗菌整理不耐洗滌^［3］。值得一提的是，在這期間，美國(guó)道康寧公司有一支性能優(yōu)異的有機(jī)抗菌劑DC-5700問(wèn)世^［4］。20世紀(jì)80年代，對(duì)紡織品整理用抗菌劑的理論研究和產(chǎn)品開發(fā)不斷深入，出現(xiàn)抗菌效果好、安全性高、具有耐久性的抗菌整理劑，并提出了抗菌譜和耐久性的問(wèn)題。90年代，出現(xiàn)了抗菌衛(wèi)生整理與其他功能整理如抗菌阻燃、抗菌/防靜電、抗菌/拒水拒油等多功能產(chǎn)品^［5］。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，化學(xué)合成的抗菌劑注重在高效、廣譜、耐久性及安全性方面的質(zhì)量不斷提升。天然抗菌物質(zhì)在紡織品整理中的應(yīng)用取得較好效果。納米抗菌整理劑的研究也是當(dāng)今的熱點(diǎn)，以納米金屬氧化物為主的納米氧化鋅、氧化鈦研究得最多，在制備、抗菌機(jī)理、分散方面都有很多研究成果。

二、抗菌整理機(jī)理

紡織品抗菌整理的主要對(duì)象是微生物，微生物包括細(xì)菌、真菌、霉菌和病毒。

（一）微生物的基本知識(shí)^［6，7］

微生物是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物，形體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這一類生物統(tǒng)稱為微生物。微生物的分類方式有很多。按細(xì)胞組成分為單細(xì)胞、簡(jiǎn)單多細(xì)胞、非細(xì)胞；按有無(wú)細(xì)胞核分為原核類、真核類、非細(xì)胞類。有些教科書中，將微生物劃分為以下8大類：細(xì)菌、真菌、放線菌、病毒、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。

存在于自然界中的微生物種類繁多，數(shù)以萬(wàn)計(jì)，其中對(duì)紡織品和人體健康構(gòu)成威脅的主要涉及細(xì)菌、真菌、藻類、霉菌。致病細(xì)菌種類頗多，如痢疾桿菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌等；致病微生物病毒類如肝炎病毒、艾滋病毒、SARS病毒、流感病毒等。在紡織品抗菌衛(wèi)生整理中，目前的研究還主要是針對(duì)細(xì)菌、真菌和少數(shù)的病毒類。

（二）抑菌、抗菌概念^［8］

1.抗菌

抗菌（anti-microbial）是一個(gè)泛指名詞，包括了殺菌、抑菌。采用化學(xué)或物理方法殺滅細(xì)菌或妨礙細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖及其活性的過(guò)程稱為抗菌。殺菌和抑菌統(tǒng)稱抗菌。

2.滅菌

滅菌（sterilization）是指將待處理體系中的所有微生物包括微生物的孢子等生態(tài)形式都完全除去或使之喪失活性的過(guò)程。

3.殺菌

殺菌（microbiocide）是指將待處理體系中的微生物營(yíng)養(yǎng)體和繁殖體殺死的過(guò)程。

4.抑菌

抑菌（bacteriostasis）是指抑制微生物生長(zhǎng)繁殖的作用，抑制待處理體系中微生物的活性，使之繁殖能力降低或抵制繁殖的過(guò)程。

5.防腐

防腐（antisepsis）是指采取一定措施防止物品性能因微生物破壞而下降的過(guò)程和技術(shù)。

（三）抗菌作用機(jī)理

各種抗菌劑的抗菌作用機(jī)理與其結(jié)構(gòu)、種類有直接關(guān)系，歸納起來(lái)主要有溶出型、非溶出型和光催化抗菌三種機(jī)理。

1.溶出型機(jī)理

溶出型機(jī)理也叫作有控制釋放機(jī)理。溶出型抗菌理論認(rèn)為，含金屬離子的抗菌整理劑需要在一定的濕度下顯示抗菌效力。在一定的濕度下，經(jīng)抗菌整理的織物有控制的釋放出抗菌劑的活性部分，并擴(kuò)散到微生物的細(xì)胞內(nèi)，破壞細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，殺死微生物或抑制其繁殖，達(dá)到抗菌的目的。如圖3-1-1所示，如果將溶出型抗菌劑整理的織物放在培養(yǎng)基上，它的活性部分會(huì)向周圍擴(kuò)散，并將所至之處的細(xì)菌殺死或抑制其生長(zhǎng)繁殖，形成“清潔”的無(wú)菌區(qū)——抑菌環(huán)，在抑菌環(huán)內(nèi)沒(méi)有細(xì)菌或菌落。

圖3-1-1 溶出型作用機(jī)理示意圖

這類抗菌劑的結(jié)構(gòu)為：xM_2/nO﹒Al₂O₃·ySiO₂·zH₂O，M為1～3價(jià)的金屬，是抗菌活性物質(zhì)，主要包括Ag、Cu、Zn；Al₂O₃·ySiO₂為泡沸石成分，是抗菌活性物質(zhì)的載體。

2.非溶出型機(jī)理

非溶出型機(jī)理也稱為直接作用機(jī)理。整理劑被“靜態(tài)”地固定于織物表面，微生物被“吸附”靠近抗菌劑，通過(guò)抗菌劑的作用抑制或殺死細(xì)菌。關(guān)于非溶出型機(jī)理有兩種推斷，現(xiàn)以有機(jī)硅抗菌劑DC-5700為例進(jìn)行說(shuō)明，DC-5700結(jié)構(gòu)式為：

DC-5700抗菌劑的分子結(jié)構(gòu)式中有陽(yáng)離子（N⁺）、長(zhǎng)鏈烷基（C₈H₁₇）和反應(yīng)活性很高的CH₃O-Si。這類抗菌劑的抗菌機(jī)理有兩種推斷，抗菌劑對(duì)于細(xì)菌的作用模式如圖3-1-2，3-1-3所示^［9］。

圖3-1-2 DC-5700殺菌模型推斷Ⅰ

圖3-1-3 DC-5700殺菌模型推斷Ⅱ

由圖3-1-2可知，推斷Ⅰ為抗菌劑的陽(yáng)離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌，使之靠近抗菌劑，抗菌劑的疏水性長(zhǎng)鏈烷基觸及細(xì)胞壁，影響了其正常發(fā)育生長(zhǎng)，使細(xì)胞壁逐漸變薄，最終遭到破壞，微生物被殺死；由圖3-1-3可知，推斷Ⅱ?yàn)榭咕鷦┑年?yáng)離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌，并使之靠近抗菌劑，在抗菌劑陽(yáng)離子的作用下，細(xì)胞周圍的負(fù)電荷向陽(yáng)離子靠攏，而遠(yuǎn)離抗菌劑陽(yáng)離子的細(xì)胞部分失去了負(fù)電荷的保護(hù)，致使細(xì)胞壁逐漸變薄直至破裂，細(xì)胞內(nèi)溶物流出，細(xì)菌死亡。非溶出型抗菌劑不會(huì)在其整理的織物周圍形成抑菌環(huán)，它是靠抗菌劑直接接觸細(xì)菌細(xì)胞而起作用的，只有抗菌劑能接觸到的細(xì)菌才能被殺滅。

抗菌劑對(duì)細(xì)菌的抑制或殺滅作用方式有多種理論，歸納為以下幾種：

（1）使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的各種代謝酶失活，達(dá)到滅菌效果；

（2）與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能，達(dá)到滅菌效果；

（3）阻斷DNA的合成；

（4）極大地加快磷酸氧化還原體系，打亂細(xì)胞的正常生理過(guò)程；

（5）破壞細(xì)胞壁或阻斷細(xì)胞內(nèi)外的傳質(zhì)。

3.納米抗菌整理劑作用機(jī)理

目前，學(xué)術(shù)界對(duì)于無(wú)機(jī)納米抗菌劑的抗菌機(jī)理持兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為，無(wú)機(jī)納米抗菌劑是因光照作用而激發(fā)抗菌活性的，稱為光催化抗菌機(jī)理；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，無(wú)機(jī)納米抗菌劑的抗菌活性通過(guò)兩種抗菌機(jī)理，即光催化抗菌機(jī)理和金屬離子溶出抗菌機(jī)理起作用。表3-1-1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)第二種觀點(diǎn)有更多的支持。

表3-1-1 幾種不同納米氧化鋅及經(jīng)其整理后的織物的抗菌性^［10］

從表3-1-1中可以看出，納米氧化鋅在無(wú)光照下也有抗菌性；而經(jīng)光照射比無(wú)光照的抗菌性強(qiáng)。因此，納米氧化鋅的抗菌機(jī)理應(yīng)該是光催化抗菌機(jī)理和金屬離子溶出抗菌機(jī)理兩種機(jī)理的協(xié)同效果。

（1）光催化抗菌機(jī)理。無(wú)機(jī)納米抗菌劑通過(guò)光反應(yīng)使有機(jī)物分解達(dá)到抗菌效果。以納米ZnO為例說(shuō)明納米無(wú)機(jī)材料的抗菌機(jī)理^{［11，12］}。圖3-1-4為納米氧化鋅光催化原理示意圖。

圖3-1-4 納米氧化鋅光催化原理示意圖

如圖3-1-4所示，納米ZnO的穩(wěn)態(tài)價(jià)帶中充滿電子，導(dǎo)帶為空能級(jí)軌道，兩者之間稱為禁帶。納米ZnO的禁帶寬度為3.37eV，當(dāng)波長(zhǎng)小于368nm的光照射到納米ZnO表面時(shí)，價(jià)帶中的電子因獲得光子的能量而躍遷至導(dǎo)帶，成為光生電子（e^-），價(jià)帶中則成為相應(yīng)的空穴（h⁺），兩者構(gòu)成了光生電子—空穴對(duì)。若將每個(gè)ZnO顆粒近似地視為一個(gè)小型電化學(xué)電池，在電場(chǎng)的作用下，空穴和光生電子分別遷移到氧化鋅表面的不同位置。在水和空氣（氧氣）存在下，O₂容易將光生電子（e^-）捕獲，形成氧負(fù)離子（O^2-），吸附在ZnO表面的水分子容易被空穴（h⁺）氧化形成羥基自由基（·OH）、過(guò)氧羥基自由基（HO₂·），兩者均具有很強(qiáng)的氧化活性，至此，光催化粒子對(duì)細(xì)菌的作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是光生電子及光生空穴與細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)組分反應(yīng)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡；二是生成的活性基團(tuán)以極強(qiáng)的氧化能力進(jìn)攻細(xì)胞內(nèi)組分，與之發(fā)生生化反應(yīng)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。近年來(lái)，日本東京大學(xué)的一些研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些有光作用的粒子還有分解毒素的作用，而一般的抗菌劑只有抗菌作用。具有這種抗菌作用的還有納米級(jí)的二氧化鈦（TiO₂）、氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO），也是研究開發(fā)較多的納米抗菌劑^{［13，14］}。

（2）溶出型抗菌機(jī)理。納米抗菌劑在一定條件下釋放出金屬離子，Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等能破壞多種酶的活性，從而阻止細(xì)菌的新陳代謝和個(gè)體繁殖，且納米材料釋放出來(lái)的金屬離子還可進(jìn)入到菌體內(nèi)部，迅速與蛋白質(zhì)、核酸內(nèi)的巰基（-SH）、氨基（-NH₂）作用，致細(xì)菌死亡。

有人提出納米抗菌劑還以直接作用方式殺死細(xì)菌，適用于可以直接接觸的納米材料。這一觀點(diǎn)認(rèn)為：由于抗菌粒子帶正電荷，細(xì)胞膜帶負(fù)電荷，由庫(kù)侖引力而相互吸引，利用電荷轉(zhuǎn)移可以擊穿細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞不能呼吸、代謝和繁殖，直至死亡。

三、紡織材料用抗菌整理劑及其應(yīng)用

（一）理想的抗菌整理劑應(yīng)滿足的要求

1.安全性

抗菌劑的作用是賦予紡織品殺菌或抑菌功能，但是否對(duì)人體細(xì)胞有害，即抗菌劑的安全性是使用者和生產(chǎn)者共同關(guān)心的問(wèn)題。在發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)抗菌劑的安全性要求非常嚴(yán)格，例如道康寧公司研發(fā)的抗菌劑DC-5700毒性試驗(yàn)花費(fèi)600萬(wàn)美元和15年時(shí)間^［4］。LD₅₀是表征抗菌劑安全性常用的指標(biāo)之一，LD₅₀稱為半致死濃度，是指被試驗(yàn)的動(dòng)物（小白鼠）死亡一半數(shù)量時(shí)抗菌劑的最小劑量。這個(gè)值越高則表明抗菌劑的安全性越好。規(guī)定抗菌劑口服急性毒性試驗(yàn)LD₅₀大于1000mg/kg即認(rèn)為是安全的。表3-1-2是日本規(guī)定的抗菌防臭劑及其產(chǎn)品的安全審查項(xiàng)目?jī)?nèi)容^［2］。

表3-1-2 日本對(duì)抗菌劑安全性的審查項(xiàng)目

2.廣譜性

致病菌的種類很多，目前發(fā)現(xiàn)的達(dá)到幾十個(gè)種類之多，對(duì)于理想的抗菌劑，如果能夠?qū)Χ喾N微生物有抑制或殺死作用，則說(shuō)明此抗菌劑具有廣譜抗菌性。

3.高效性

所謂高效性是指在小劑量的抗菌劑用量下，即能夠有明顯的抗菌效果。整理劑的用量少一般對(duì)織物手感、顏色等的影響會(huì)小些，并且有利于整理劑工作液的配制，尤其是在多種整理劑共同使用的情況下?？傊瑢?duì)實(shí)際生產(chǎn)從技術(shù)和操作方面都是有好處的。

4.耐久性

整理效果的耐久性是對(duì)所有整理劑的要求，是紡織品整理質(zhì)量的重要標(biāo)志。對(duì)于抗菌整理一般要求洗滌20～50次仍有抗菌活性，即可說(shuō)明其整理效果具有耐久性。

5.對(duì)染料色光、牢度及織物風(fēng)格無(wú)影響

功能整理一般在紡織品染整加工的最后環(huán)節(jié)進(jìn)行，而有些功能整理劑對(duì)織物的色光、色牢度會(huì)產(chǎn)生一定的影響，并且這種影響對(duì)不同的染料會(huì)有不定性，給染料選擇和染色生產(chǎn)帶來(lái)很大麻煩。因此，對(duì)于理想的抗菌劑要求其對(duì)織物的顏色、牢度等不產(chǎn)生明顯的影響。

6.與常用助劑有良好的配伍性

有時(shí)需要將抗菌劑與其他功能整理劑配合使用，以達(dá)到多功能整理的效果，此時(shí)整理工作液往往含有多種化學(xué)物質(zhì)，配伍性差會(huì)使工作液出現(xiàn)絮凝、沉淀分層等現(xiàn)象，影響整理效果或使整理劑失效。

（二）抗菌整理劑的分類

1.按抗菌劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

可分為：酯類、醚類、醇類、酚類、醛類、腈類、雙胍類、鹵素類、喹啉類、噻唑類、二硫化合物、硫代氨基甲酸酯類、（多）糖類、表面活性劑類、無(wú)機(jī)化合物、天然化合物。其中，有些抗菌整理劑（如含重金屬銅、鉛等的抗菌劑）存在安全性問(wèn)題，目前，已禁止在服裝面料方面使用。

2.按抗菌劑的有機(jī)、無(wú)機(jī)性分類

有機(jī)抗菌劑包括有機(jī)硅季銨鹽、季銨鹽、雙胍類、二苯醚類、多糖類等；無(wú)機(jī)抗菌劑主要是含金屬離子的化合物。

3.按抗菌劑來(lái)源分類

可分為化學(xué)合成抗菌劑和天然抗菌劑。

（三）幾種常用抗菌劑及其性能

1.有機(jī)硅季銨鹽類抗菌整理劑

有機(jī)硅季銨鹽類抗菌劑的代表產(chǎn)品是DC-5700，商品DC-5700是3-（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基十八烷基氯化物的42%的甲醇溶液。

DC-5700用于織物整理具有優(yōu)異的耐久性，如圖3-1-5所示。

圖3-1-5 水洗次數(shù)對(duì)抗菌劑殘留率的影響

優(yōu)異的耐洗性主要源于抗菌劑的結(jié)構(gòu)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，DC-5700分子左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷活性，在一定條件下能與纖維上的羥基進(jìn)行脫甲醇反應(yīng)，生成共價(jià)鍵而使抗菌劑牢固地附著在纖維表面，反應(yīng)式如下：

高溫條件下三甲氧基水解成硅醇基，硅醇基再自身縮合，形成聚硅氧烷薄膜覆蓋于纖維表面，對(duì)增進(jìn)整理效果的耐久性具有重要意義。反應(yīng)過(guò)程如下：

DC-5700的陽(yáng)離子部分與纖維表面的負(fù)電荷相互吸引形成離子鍵結(jié)合。

因此，共價(jià)鍵、離子鍵和形成的堅(jiān)固薄膜，使DC-5700抗菌劑與纖維形成很好的耐久性結(jié)合，結(jié)合模式如圖3-1-6所示。

圖3-1-6 DC-5700與纖維結(jié)合模型

DC-5700具有很高的安全性，對(duì)天竺鼠的急性毒性試驗(yàn)LD₅₀=12270mg/kg，對(duì)虹鱒魚的毒性試驗(yàn)TL₅₀=56mg/L，對(duì)兔子的皮膚刺激試驗(yàn)沒(méi)有反應(yīng)；亞急性毒性、變異原試驗(yàn)、催畸試驗(yàn)、黏膜刺激試驗(yàn)等18項(xiàng)試驗(yàn)均證實(shí)有很好的安全性。

DC-5700具有廣譜抗菌性，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性、陰性細(xì)菌，霉菌，酵母菌，藻類等26種微生物均有很好的抑制作用^［2］。

DC-5700對(duì)纖維品種的適用性廣。適合于纖維素纖維和滌綸、錦綸等合成纖維及其混紡產(chǎn)品；適用于內(nèi)衣、睡衣、運(yùn)動(dòng)服、工作服、襪子及毛巾等。

DC-5700整理織物要求增重控制在0.1%～1%，處理溫度不高于120℃。整理工藝為：

浸軋法：

抗菌劑 2～10g/L

陽(yáng)離子或非離子型滲透劑 0.5g/L

二浸二軋（軋液率70%～80%）→烘干（溫度低于120℃）

浸漬法：抗菌劑0.1%～1%（owf），浸漬30min，脫水、烘干（120℃）。

柏靈登（Burlington）公司的抗菌劑Biogard TM，國(guó)產(chǎn)抗菌劑FS-516、抗菌劑SCJ-877，均屬于有機(jī)硅季銨鹽類抗菌劑。

以氨乙基氨丙基二甲氧基硅烷為原料，與油酸甲酯進(jìn)行酰胺化反應(yīng)制備油酰胺乙基氨丙基硅烷中間體，再用硫酸二甲酯季銨化制得油酰胺乙基二甲基氨丙基硅烷季銨鹽，屬于有機(jī)硅季銨鹽類抗菌整理劑，結(jié)構(gòu)式如下：

將制備的此抗菌劑用于棉織物整理，其對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到99%以上，經(jīng)30次洗滌后對(duì)大腸桿菌的抑菌率仍大于80%^［15］。

2.季銨鹽類抗菌劑

季銨鹽抗菌劑系脂肪族季銨鹽或聚烷氧基三烷基氯化銨（polyoxyalky trialkyl amonium chlorid），化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下：^［16］

R為脂肪烷基、芐基，X為陰離子，R′=CH₂CH₂，R₃=CH₃。

季銨鹽類抗菌劑的作用機(jī)理是利用表面電荷吸附，使微生物細(xì)胞組織發(fā)生變化，酶蛋白質(zhì)與核酸變性達(dá)到殺菌、抑菌的目的。

抗菌劑十六烷基二甲基芐基氯化銨有以下的結(jié)構(gòu)式：

日本可樂(lè)麗的Saniter和日清紡的Peaehfresh屬于此類。

此類抗菌劑安全性高，天竺鼠的LD₅₀=6510mg/kg，對(duì)兔子的皮膚刺激試驗(yàn)、Ames變異試驗(yàn)及大腸桿菌變異試驗(yàn)呈陰性，魚毒性TL₅₀=41mL/L；對(duì)人的皮膚貼敷試驗(yàn)呈準(zhǔn)陰性。其他季銨鹽類抗菌劑，如單吡啶季銨鹽和雙季銨鹽殺菌劑結(jié)構(gòu)式如下：

單吡啶季銨鹽殺菌劑結(jié)構(gòu)式

雙季銨鹽殺菌劑結(jié)構(gòu)式

雙季銨鹽殺菌劑具有極強(qiáng)的殺菌活性，一是由于分子中有兩個(gè)帶正電荷的N⁺，通過(guò)誘導(dǎo)作用使分子中的季氮上的正電荷密度增加，更有利于殺菌劑分子吸附細(xì)菌，改變細(xì)胞壁的滲透性，使菌體破裂；二是由于分子中具有兩個(gè)長(zhǎng)鏈的疏水基團(tuán)，影響細(xì)胞壁的生長(zhǎng)；三是殺菌劑吸附菌體后，有利于疏水基與親水基分別深入菌體細(xì)胞的類脂層與蛋白質(zhì)層，導(dǎo)致酶失去活性和蛋白質(zhì)變性。

由于季銨鹽類抗菌劑為陽(yáng)離子表面活性劑，單獨(dú)用于織物整理難以達(dá)到耐久性整理效果，一般須與反應(yīng)性樹脂同浴，以增進(jìn)整理效果的耐久性。

3.胍類抗菌劑

在20世紀(jì)80年代，ICI公司將雙胍結(jié)構(gòu)抗菌劑開發(fā)用于紡織品的抗菌防臭整理，用于織物處理的雙胍類抗菌劑的代表產(chǎn)品有1，1-六亞甲基-雙［5-（4-氯苯基）］雙胍鹽酸鹽或葡萄糖酸鹽、聚六亞甲基雙胍鹽。前兩者對(duì)細(xì)菌的殺傷力強(qiáng)，對(duì)真菌效力低。

1，1-六亞甲基-雙［5-（4-氯苯基）］雙胍鹽酸鹽

ICI公司的產(chǎn)品Reputex-20，有效成分為聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽PHMB，結(jié)構(gòu)式如下：

胍類抗菌劑抗菌機(jī)理與季銨鹽相似，通過(guò)使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變性或破壞細(xì)胞膜達(dá)到抗菌目的。PHMB廣譜抗菌，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌和酵母菌等均有殺傷能力。

PHMB具有較高的安全性，對(duì)鼠皮膚施加250mg/kg處理量在為期21天的毒性試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)有刺激性反應(yīng)，LD₅₀=4000mg/kg，毒性低，可長(zhǎng)期使用。

PHMB和Reputex-20均是聚陽(yáng)離子化合物，能被棉纖維強(qiáng)烈吸附于其表面，耐久性良好，用Reputex-20整理的棉織物經(jīng)50次洗滌后，用金黃葡萄球菌試驗(yàn)，細(xì)菌全部殺死；洗滌100次后細(xì)菌殺死率為99%。表3-1-3為Reputex-20整理的棉織物耐洗性試驗(yàn)結(jié)果^［4］。

表3-1-3 Reputex-20整理的棉織物耐洗性

雙胍類整理劑作為抗微生物制劑在世界上已使用多年，可用于棉及其混紡織物整理；由于其耐熱性好，可加入熔融紡絲液制抗菌纖維。

胍類抗菌劑整理工藝如下：

浸軋法：與柔軟劑、交聯(lián)劑、熒光增白劑等同浴進(jìn)行，浸軋、烘干。

浸漬法：中性或微堿性條件，浴比1∶40，40℃浸漬30min，脫水、烘干。

噴淋法：均勻噴涂、烘干。

4.與纖維配位的金屬抗菌劑

代表產(chǎn)品是日本化藥公司的陽(yáng)離子可染滌綸與銀離子結(jié)合生成的磺酸銀。陽(yáng)離子可染滌綸的—SO₃^-與Ag⁺結(jié)合。

按照溶出型抗菌機(jī)理作用微生物，溶出的Ag⁺進(jìn)入微生物細(xì)胞，Ag⁺損害微生物的電子傳遞系統(tǒng)，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致代謝障礙，破壞細(xì)胞內(nèi)DNA。

工藝方法是，將陽(yáng)離子可染滌綸織物浸于0.02g/L的硝酸銀溶液，沸騰處理20min后冷卻、水洗、烘干，聚酯的磺酸基團(tuán)與銀離子結(jié)合。

5.二苯醚類整理劑

二苯醚與有機(jī)硅烷、芳香族鹵化物的復(fù)合物，如日本敷島公司的Nonstar、帝人公司的Santiz、瑞士汽巴公司的Irgasan DP-300等。

作用機(jī)理是破壞微生物細(xì)胞膜與細(xì)胞壁機(jī)能。對(duì)大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）、金黃色葡萄球菌（革蘭氏陽(yáng)性菌）和白色念珠菌（真菌）有優(yōu)異的抗菌活性，既防止細(xì)菌和霉菌的繁殖，又防止惡臭。可應(yīng)用于纖維素纖維、純滌綸及其混紡織物，對(duì)纖維無(wú)親和力，可與樹脂混用增加整理效果的耐久性。

整理工藝方法：

（1）浸軋法：

處方：

抗菌劑 15～20g/L

無(wú)甲醛樹脂 30g/L

滲透劑 2g/L

工藝流程：

浸軋（室溫，軋液率70%～80%）→烘干（90～100℃）→焙烘（130℃，60s）

（2）浸漬法：高溫高壓法（可與滌綸染色同?。?。

處方：

染料 x

抗菌劑SFR-1 10%（owf）

擴(kuò)散劑 1g/L

磷酸氫二銨 2g/L

JFC 0.2g/L

工藝流程：130℃，處理30min。

6.銅化合物類抗菌劑

以銅化合物作為抗菌劑開發(fā)的抗菌織物，代表產(chǎn)品是日本蠶毛染色株式會(huì)社的商品“Sandaron2SSN”，這種織物具有導(dǎo)電和抗菌雙功能。聚丙烯腈上的氰基與硫化亞銅反應(yīng)生成復(fù)雜的配位高分子Cu₉S₅固著于纖維上，結(jié)構(gòu)式為：

這種抗菌織物的安全性能良好，急性毒性LD₅₀=1320mg/kg（經(jīng)口、小鼠），耐洗性能卓越，對(duì)細(xì)菌和真菌均有很強(qiáng)的殺菌效果。這種導(dǎo)入銅化合物的纖維，其抗菌機(jī)理是銅離子破壞微生物的細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)酶的基結(jié)合，降低酶活性，阻礙細(xì)胞的代謝機(jī)能，抑制其成長(zhǎng)，從而殺滅微生物。

日本旭化成公司開發(fā)的導(dǎo)電抗菌黏膠纖維，商品名為“A sah iBCY”。這樣改性黏膠纖維具有抗菌、導(dǎo)電和阻燃性能。天然纖維棉和羊毛等也可藉化學(xué)方法導(dǎo)入銅、鋅等金屬元素，開發(fā)抗菌織物^［4］。

7.無(wú)機(jī)化合物類抗菌整理劑

此類抗菌劑是以銀、銅、鋅為抗菌主體，以泡沸石、硅、磷石灰、氧化鈦、磷酸鋯為載體的無(wú)機(jī)抗菌劑。其最大優(yōu)點(diǎn)是非常穩(wěn)定，耐熱性能可達(dá)500℃以上，用于合纖熔融紡絲液中，制造抗菌纖維；安全性良好，這類抗菌劑的急性毒性LD₅₀在5000mg/kg以上，變異原試驗(yàn)呈陰性，對(duì)皮膚刺激呈準(zhǔn)陰性。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局EPA（Environmental Protection Agency）的毒性試驗(yàn)及環(huán)境影響均認(rèn)為是安全的。

沸石主要由堿金屬或堿土金屬的硅鋁酸鹽組成，具有四面體的立體結(jié)構(gòu)。在這種立體結(jié)構(gòu)中包含著大量的孔穴，這些孔穴被陽(yáng)離子如Na⁺、K⁺及水分子所占據(jù)，但它們很容易被其他金屬離子，如Ag⁺、Cu²⁺等所置換。Montefiber研制了一系列丙烯腈纖維，在織物服用期間，能釋放出有抗菌作用的Ag⁺、Zn^2+［5］。無(wú)機(jī)化合物類抗菌劑有天然的和合成的。代表性產(chǎn)品如日本鐘紡的Bactekiller，泡沸石的示意式如下：

xM_2/nO·Al₂O₃·ySiO₂·zH₂O

式中：x——金屬氧化物的系數(shù)；

y——二氧化硅的系數(shù)；

z——結(jié)晶水的系數(shù)；

n——金屬的原子價(jià)；

M——1～3價(jià)的金屬，作為抗菌劑載體泡沸石，以載Ag、Cu和Zn為多。

可作為抗菌劑的金屬離子很多，但對(duì)人體安全的目前還僅限于銀、銅、鋅等幾種。金屬離子的抗菌效果和對(duì)人體的危害程度排行如下^［17］：

抗菌效果：As⁵⁺=Sb²⁺=Se²⁺﹥Hg²⁺﹥Ag⁺﹥Cu²⁺﹥Zn²⁺﹥Ce³⁺=Ca²⁺

毒性：As⁵⁺=Sb²⁺=Se²⁺﹥Hg²⁺﹥Zn²⁺﹥Cu²⁺﹥Ag⁺﹥Ce³⁺=Ca²⁺

無(wú)機(jī)類抗菌劑按溶出（有控制釋放）抗菌機(jī)理作用，即逐漸從纖維或涂層中溶出活性氧、金屬離子，擴(kuò)散到微生物細(xì)胞內(nèi)，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞代謝障礙。微量的Zn、Cu、Ag、Ce對(duì)人體是有益的，但對(duì)微生物是有害的，當(dāng)微量銀離子接觸到帶負(fù)電的細(xì)菌細(xì)胞膜時(shí)，因庫(kù)侖引力牢固結(jié)合，且銀離子穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)菌酶蛋白的巰基和氨基結(jié)合，破壞細(xì)菌合成酶的活性，使細(xì)胞喪失分裂繁殖能力而死亡。此外，銀離子也能破壞微生物的電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳遞系統(tǒng)。當(dāng)細(xì)菌死亡后銀離子得到釋放，與鄰近的細(xì)菌再次結(jié)合發(fā)揮殺菌作用。作用過(guò)程如圖3-1-7所示。

圖3-1-7 銀離子的抗菌作用

8.納米抗菌整理劑

納米抗菌材料是一類具備抗菌活性的新型材料，由于其比表面積大、反應(yīng)活性高，極大地提高了整理劑的抗菌效果，使微生物細(xì)菌、真菌、病毒、酵母菌、藻類等的生長(zhǎng)和繁殖得到抑制。無(wú)機(jī)納米級(jí)抗菌劑如納米TiO₂、ZnO、納米銀系粉劑等，具有無(wú)機(jī)抗菌材料的耐熱性、持久性，無(wú)毒、無(wú)味及對(duì)皮膚無(wú)刺激等較高的安全性，同時(shí)又具有常規(guī)無(wú)機(jī)抗菌劑所無(wú)法比擬的優(yōu)良抗菌效果^［18，^19］。

納米抗菌整理劑包括兩大類，第一類是金屬型納米抗菌劑，主要以金屬離子Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺為活性粒子；第二類是具有光催化性能的半導(dǎo)體無(wú)機(jī)材料，如納米TiO₂、ZnO、WO₃、ZrO、V₂O₃、SnO₂、SiC等。目前在紡織品抗菌整理中，以納米級(jí)TiO₂、ZnO應(yīng)用最多。納米抗菌劑的粒子直徑一般為23～75nm。有關(guān)抗菌機(jī)理等已在前文闡述，故不再贅述。

9.天然抗菌劑

應(yīng)用于織物整理的天然抗菌劑有由羅漢柏蒸餾的檜油、艾蒿、蘆薈、殼聚糖類等。

（1）殼聚糖類抗菌劑：殼聚糖作為甲殼質(zhì)的脫乙酰衍生物，是一種天然的無(wú)毒抗菌劑，具有良好的生物相容性和生物活性，無(wú)毒，具有消炎、止痛、促進(jìn)傷口愈合等功效，可以生物降解。

關(guān)于殼聚糖的抗菌機(jī)理，認(rèn)為殼聚糖的抗菌作用主要來(lái)自于殼聚糖的陽(yáng)荷性，它能與微生物蛋白質(zhì)中帶負(fù)電的部分結(jié)合，殼聚糖與細(xì)菌蛋白質(zhì)的結(jié)合，使細(xì)菌或真菌失去活性。殼聚糖抑菌能力取決于殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量大小及官能團(tuán)，殼聚糖中陽(yáng)離子部分與磷脂中唾液酸結(jié)合后，限制了微生物的運(yùn)動(dòng)。相對(duì)分子質(zhì)量小的殼聚糖滲透到微生物細(xì)胞內(nèi)部，阻止RNA（核糖核酸）轉(zhuǎn)化，從而限制細(xì)胞的生長(zhǎng)。已經(jīng)有人研究出用檸檬酸和殼聚糖處理后的棉織物，經(jīng)多次反復(fù)洗滌，抗菌效果仍保持在80%以上^［5］。

殼聚糖的急性毒性LD₅₀>15g/kg（大、小鼠，口服），LD₅₀>10g/kg（皮下注射）；Ames試驗(yàn)沒(méi)有變異性；人貼敷48h后，幾乎無(wú)刺激性，皮膚沒(méi)有吸收。殼聚糖最低的抑菌濃度（M ICs）：大腸桿菌、綠膿桿菌0.02%，枯草桿菌、金黃色葡萄球菌0.05%。

抗菌整理工藝：

處方（對(duì)溶液重量百分比）：

冰醋酸 1%

殼聚糖 0.3%～0.5%

工藝流程：

浸軋?zhí)幚硪骸鶱aHCO₃處理→水洗→柔軟處理→烘干→成品

為了增進(jìn)整理效果的耐久性，處方中還要有交聯(lián)劑，但交聯(lián)劑的引入會(huì)使織物手感發(fā)硬、粗糙，解決辦法是加入柔軟劑和選擇柔軟的黏合劑、交聯(lián)劑。

（2）艾蒿：具有抗菌消炎、抗過(guò)敏和促進(jìn)血液循環(huán)作用。艾蒿的主要成分有1，8-氨樹腦、α-守酮、乙酰膽堿等，關(guān)于艾蒿的成分及功效如表3-1-4所示^［2］。

表3-1-4 艾蒿的成分及功效

日本公司有用艾蒿提取物吸附在微膠囊狀的無(wú)機(jī)物中制得抗菌劑；用艾蒿染布，用做變異反應(yīng)性皮炎患者的睡衣或內(nèi)衣，有理想的效果。

（3）蘆薈：蘆薈中藥效的主要成分包括多糖類和酚類，蘆薈汁對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、陰性菌都有明顯的抑制作用。蘆薈葉中的苦汁薈素有抗炎癥、抗菌性、防霉性、中和蟲咬毒液、解毒和抗變態(tài)反應(yīng)的作用。蘆薈汁本身的耐熱性好，121℃處理20min不會(huì)影響其抑菌性。

（4）檜油：羅漢柏的蒸餾物稱為檜油。對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌均有殺滅效果，對(duì)真菌的抗菌性較強(qiáng)。檜油的主要組分為4-異丙基-2-羥基環(huán)庚基-2，4，6-三烯-1-酮?？咕饔檬欠肿咏Y(jié)構(gòu)中的兩個(gè)可供配位絡(luò)合的氧原子，它可與微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)作用使之變性。

（5）蕺菜：蕺菜，俗稱魚腥草，其成分與功效如表3-1-5所示。

表3-1-5 蕺菜的成分與功效

四、抗霉腐整理

因使用的需要，織物要長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中或埋于地下，經(jīng)受日光、大氣、潮濕、污染物的侵襲，在潮濕環(huán)境下霉菌容易生長(zhǎng)繁殖，對(duì)織物產(chǎn)生生物降解作用，強(qiáng)力下降，使用壽命降低。經(jīng)過(guò)抗霉腐整理可以提高織物對(duì)霉菌的抵御能力，延長(zhǎng)織物的使用壽命。

常見(jiàn)的抗霉腐整理劑、抗霉菌機(jī)理及整理方法為：

1.不溶性銅劑整理法

機(jī)理：使整理劑在織物上形成不溶性的抗菌物質(zhì)，通過(guò)銅對(duì)霉菌細(xì)胞的破壞或抑制生長(zhǎng)作用，達(dá)到防霉的目的。

（1）氫氧化銅氨：織物浸于銅氨溶液形成銅絡(luò)合物，高溫焙烘形成堿性銅鹽。

（2）環(huán)烷酸銅：銅鹽和石油高沸點(diǎn)物混合制成乳液，然后浸軋或涂層于織物上。

（3）8-羥基喹啉銅：8-羥基喹啉銅與冰醋酸按1∶2混合，加熱至85～90℃生成8-羥基喹啉銅醋酸酯，在8-羥基喹啉銅醋酸酯中加入表面活性劑，浸漬織物一定時(shí)間，再用醋酸銅溶液處理，最終又生成8-羥基喹啉銅沉積于織物上。

2．Sn、Zn、Cr、Hg類整理劑

氧化三丁基錫、二甲基硫代氨基甲酸鋅鹽是有效的抗霉腐劑，Cr⁺⁶好于Cr⁺³，但易溶于水，使用價(jià)值不大。

3．酚類整理劑

鹵化雙酚和多鹵化酚。能加速織物和染料的光化學(xué)反應(yīng)，使織物強(qiáng)力下降，褪色。因此，使用價(jià)值不大。

4．接枝改性

利用輻射能，棉纖維接枝18.6%的丙烯腈，埋于土層中42天強(qiáng)力不變。利用棉纖維的C₆—OH的活性，用氰乙基變性處理，埋于土層中154天強(qiáng)力不變。

5．樹脂整理法

2D、TMM樹脂整理劑。與織物的PP整理相近，含氮樹脂本身具有抗霉腐作用。由于2D，TMM樹脂在使用過(guò)程中會(huì)釋放甲醛，對(duì)人體和環(huán)境造成潛在危害，因此，使用價(jià)值不大。

五、防異味整理

織物是多孔性材料，容易吸附氣相、液相、固相的雜質(zhì)，若雜質(zhì)有異味，那么吸附在紡織品中的異味會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間存留，給人帶來(lái)不快。防異味整理則是通過(guò)在紡織品上施加能夠吸附或破壞異味物質(zhì)的材料，去除織物的異味。

1．臭味的來(lái)源

臭味來(lái)源于兩個(gè)途徑，一是織物上生成的臭味，二是從環(huán)境吸附的臭味。織物吸附人體的汗液、皮屑、皮脂等，這些成為以念珠菌為主的微生物的食物鏈，而微生物需要將其分解才能享用，在分解這些有機(jī)物的過(guò)程中產(chǎn)生了氨類物質(zhì)，釋放出臭味。因纖維的疊加編織，織物帶有無(wú)數(shù)孔隙，如果環(huán)境有臭味存在，則織物會(huì)吸收環(huán)境中的臭味，并保留在織物中，當(dāng)在另一個(gè)無(wú)臭味或低臭味環(huán)境中時(shí)，臭味被釋放出來(lái)，給人們帶來(lái)不快。如待在吸煙場(chǎng)所的人、水產(chǎn)品及肉類的售貨人員所穿的服裝易吸附所在環(huán)境的異味。

2.防異味整理方法

（1）抗菌防臭法：抗菌整理織物，能夠抑制或殺死微生物，獲得抗菌防臭的效果。

（2）物理吸附法：采用活性炭等有微孔、比表面積大的物質(zhì)，吸附環(huán)境中的異味、臭氣分子，達(dá)到消除或減輕臭味的效果。經(jīng)洗滌烘干后，活性材料可以重復(fù)使用。其他活性材料還有CaCO₃、硅藻土。此方法消極但很實(shí)用?？刹捎猛苛嫌』ā⑼繉臃ɑ驀娡空矸椒?，將活性物質(zhì)固定于織物上。

（3）氧化法：紡織材料產(chǎn)生具有氧化能力的物質(zhì)，氧化臭氣分子，達(dá)到消除臭氣的目的。

例如，日本大和紡織公司用Fe³⁺—酞菁衍生物的堿性水溶液處理纖維，F(xiàn)e³⁺—酞菁衍生物像染料一樣“染”著于纖維上。利用Fe³⁺氧化H₂S等臭氣分子，達(dá)到消除臭味的目的。在反應(yīng)中Fe³⁺被還原為Fe²⁺，再經(jīng)O₂氧化重生為Fe³⁺，可循環(huán)往復(fù)這一過(guò)程。

六、抗菌整理效果的評(píng)價(jià)^［20］

抗菌紡織品最重要的性能指標(biāo)就是抗菌性。有代表性且應(yīng)用較廣的評(píng)價(jià)方法是美國(guó)的AATCC 100試驗(yàn)法和日本的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)使用較多的評(píng)價(jià)方法一般都是參照AATCC（American Association of Textile Chemists and Colorists，美國(guó)紡織染色家和化學(xué)家協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)和日本JAFET（日本纖維制品新功能協(xié)會(huì)）批準(zhǔn)的“SEK”標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的方法。我國(guó)于1992年頒布了紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01021—1992《織物抗菌性能試驗(yàn)方法》^［21］，F(xiàn)Z/T 73023—2006《抗菌針織品》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也自2006年8月1日起正式實(shí)施并全面推廣。

（一）定性測(cè)試方法

1.AATCC-90瓊脂平皿法（布片粘貼法、暈圈試驗(yàn)法）

將滅菌過(guò)的試樣剪裁成直徑為2cm的圓形，貼于已滅菌的瓊脂培養(yǎng)基上，再將用特定的試驗(yàn)菌（金黃葡萄球菌、大腸桿菌等）接種過(guò)的培養(yǎng)基澆于樣品表面，待凝固后于37℃培養(yǎng)48h，觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況。靠近試樣的周圍形成一個(gè)環(huán)狀清潔區(qū)——抑菌圈，測(cè)量在培養(yǎng)基上的抑菌圈的寬度。抑菌圈參照?qǐng)D3-1-8。

圖3-1-8 暈圈法測(cè)試結(jié)果示意圖

抑菌圈的大小表明了試樣的抗菌活性。此方法適用于溶出型抗菌整理，且溶出型整理劑與培養(yǎng)基不發(fā)生反應(yīng)。防霉試驗(yàn)采用同樣的步驟，細(xì)菌培養(yǎng)條件是29℃培養(yǎng)96h。

2.AATCC-147平行劃線法

測(cè)試紡織品抗菌性能的半定量試驗(yàn)方法。方法是，制備含有一定數(shù)目的金黃色葡萄球菌等含細(xì)菌孢子的培養(yǎng)液，將一定量的培養(yǎng)液滴加于盛有營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板的培養(yǎng)皿中，使其在瓊脂表面形成五條平行的條紋，然后將樣品垂直放于這些培養(yǎng)液條紋上，并輕輕擠壓，使其與瓊脂表面緊密接觸，在一定的溫度（37℃）下培養(yǎng)一定時(shí)間（48h）。此法是用與樣品接觸的條紋周圍抑菌區(qū)的寬度來(lái)表征織物的抗菌能力^［22］。

（二）定量測(cè)試方法

1.AATCC-100試驗(yàn)法

AATCC-100是一種容量定量分析方法，適用于抗菌紡織品抗菌率的測(cè)試。方法是，在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌，分別加入一定量的中和液，強(qiáng)烈振蕩將菌洗出，以稀釋平板法測(cè)洗脫液中的菌濃度，與對(duì)照樣相比計(jì)算織物上細(xì)菌減少的百分率。此法的缺點(diǎn)是花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于非溶出型試樣不能進(jìn)行抗菌性能評(píng)價(jià)。

2.奎因（Quinn）試驗(yàn)法

將整理和未整理的試樣滅菌，分別接種測(cè)試菌，并在一定的相對(duì)濕度下干燥，然后分別放在經(jīng)消毒的培養(yǎng)皿上，然后在試樣上覆蓋一薄層瓊脂，在37℃下培養(yǎng)一定時(shí)間（48h），在低倍顯微鏡下計(jì)數(shù)菌落數(shù)，并計(jì)算抗菌（抑菌）率。

圖3-1-9 菌落繁殖示意圖

3.振蕩瓶法

振蕩瓶法即Shake Flask法，是美國(guó)道康寧公司開發(fā)的評(píng)價(jià)非溶出型纖維制品抗菌性能的一種方法。此法為將樣品投入盛有磷酸鹽緩沖液的有塞三角瓶中，移入菌液后在一定條件下強(qiáng)烈振蕩1h，取1mL試驗(yàn)液，置于培養(yǎng)基上，在37℃培養(yǎng)48h，檢查菌落數(shù)與空白樣品比較，計(jì)算細(xì)菌減少率。

4.FZ/T 01021—92《紡織品抗菌性能測(cè)試》

適用于各類抗菌整理吸濕性織物，不適用于拒水織物。菌種是，金黃色葡萄球菌：菌株26001；肺炎桿菌：菌株31003。取直徑為5cm的試樣和對(duì)照試樣（未抗菌處理），經(jīng)滅菌處理后接種測(cè)試菌種，保持一定時(shí)間，取含菌液體轉(zhuǎn)移到有營(yíng)養(yǎng)瓊脂的培養(yǎng)皿中，待凝固后在37℃下培養(yǎng)48h，計(jì)算細(xì)菌減少率。

我國(guó)關(guān)于抗菌性的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有：GB 15981，GB 15979，GB 14930.2，GB/T 4768，QB/T 2591，QB/T 21866，QB/T 2738，JC/T 897等；美國(guó)的測(cè)試方法有AATCC 100，AATCC 147，AATCC 30，ASTM E2149，ASTM G21，ASTM D4576，USP26等；歐洲的測(cè)試方法有EN 1276，EN 1650，EN 1104等；日本的測(cè)試方法有JIS 1902，JIS Z2801，JIS Z2911等。

思考題

1.名詞解釋：半致死濃度

2.以DC-5700為例說(shuō)明有機(jī)硅季銨鹽類整理劑的抗菌機(jī)理及其具有良好的耐洗性的原因。

3.理想的抗菌劑應(yīng)具備哪些條件？

參考答案：

1.半致死濃度：是指被試驗(yàn)的動(dòng)物死亡一半數(shù)量時(shí)抗菌劑的最小劑量。

2.DC-5700結(jié)構(gòu)式為：

根據(jù)直接接觸型抗菌劑的抗菌機(jī)理，有機(jī)硅季銨鹽抗菌劑的陽(yáng)離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌，并使之靠近陽(yáng)離子，抗菌劑疏水性的長(zhǎng)鏈烷基—C₁₈H₃₇觸及細(xì)胞壁，阻礙細(xì)胞壁的合成，破壞細(xì)胞壁，殺死細(xì)菌。

DC-5700的三甲氧基硅烷基具有硅烷活性，在一定條件下能與纖維上的羥基進(jìn)行脫醇反應(yīng)，生成共價(jià)鍵而使抗菌劑牢固地結(jié)合于纖維表面。高溫條件下三甲氧基水解成硅醇基，硅醇基再自身反應(yīng)縮合，形成聚硅氧烷薄膜覆蓋于纖維表面；以共價(jià)鍵、離子鍵和形成的堅(jiān)固薄膜固著于纖維上，使DC-5700抗菌劑具有很好的耐久性。

3.理想的抗菌劑應(yīng)具備下列條件：（1）安全性良好；（2）高效性、廣譜性；（3）良好的耐久性，洗滌20～50次仍有抗菌活性；（4）對(duì)染料色光、牢度、織物風(fēng)格無(wú)影響，成本適中；（5）與常用助劑有良好的配伍性。