抗菌纖維及抗菌紡織品演示文稿

抗菌纖維及抗菌紡織品演示文稿當前1頁，總共25頁?？咕w維一、抗菌纖維的分類1、本身帶有抗菌功能的纖維，如某些麻類纖維、甲殼素纖維及金屬纖維等。2、用抗菌劑進行整理的紡織品，此法加工簡便，但耐洗性略差；3、將抗菌劑在化纖紡絲時加到纖維中而制成的抗菌纖維，這類纖維抗菌、耐洗性好，易于織染加工。二、抗菌機理及加工方法目前用于紡織品的抗菌劑主要有有機和無機兩類。有機抗菌劑一般是通過活性成分帶有的正電荷基團與細菌表面的負電荷相互吸引，以物理方式破壞細菌的細胞膜，起到抑菌抗菌的功能。無機抗菌劑是讓纖維中逐漸溶出的微量金屬離子向細菌細胞內擴散，引起細菌代謝障礙而死亡。目前開發(fā)的抗菌纖維有滌綸、丙綸、錦綸、腈綸等。當前2頁，總共25頁。三、抗菌纖維的典型品種1、金屬纖維指銀、銅及鎳鉻合金等金屬絲經拉拔、電鍍、分解等特殊工藝加工制成的截面直徑為2~20μm纖維束。它不僅有較好的防靜電、防微波輻射功能，也具有良好的抗菌性。試驗證明，鎳鉻合金及銀纖維的抑菌效果較好，但鎳鉻合金價格較低。幾種纖維的抑菌效果如表。用金屬纖維與棉按10：90的比例混紡后，所制成的金屬、棉混紡紗可應用于針織物，制成永久抗菌針織物。當前3頁，總共25頁。大腸桿菌白色葡萄球菌個/mL抑菌率個/mL抑菌率鎳鉻合金纖維3.0×10795.68.8×10796.9銀纖維2.8×10795.91.04×10896.3銅纖維1.6×10876.58.4×10870.0普通棉纖維6.3×10808.3×109-17.9當前4頁，總共25頁。2、丙綸抗菌纖維丙綸抗菌纖維的制造工藝如下：抗菌劑液相合成分離改性復配與丙綸切片共混抗菌母粒與丙綸切片共混紡絲上油牽伸假捻加彈包裝

3、納米抗菌滌綸由于滌綸熔融溫度較高，對抗菌劑的選擇首先要考慮耐高溫、不易分解、安全衛(wèi)生。為了使納米抗菌劑能均勻分散在聚合物中，除將抗菌粉體進行表面處理外，需用共混法制成的納米抗菌母粒進行紡絲。

當前5頁，總共25頁。4、Amicor抗菌纖維

Amicor纖維是Courtaulds公司生產的抗菌纖維系列。其基纖維是聚丙烯腈系纖維。產品主要有AmicorAB（抗菌型）和AmicorAF（抗霉菌）兩種產品。這兩種產品可分別使用。為了賦予雙重（抗菌和抗霉）的活性，也可以作為混紡紗聯(lián)合使用，稱為AmicorPlus。Amicor可以和許多其他纖維進行混紡，如棉、毛、尼龍、Tencel、粘膠及聚酯。其中與棉混紡時紗線既有棉的吸收能力和手感，又有Amicor產生的抗微生物保護作用。由于Amicor中的抗菌劑是以固體顆粒的形式分散于纖維結構中，作為儲存器的顆粒將化學品緩慢釋放出來，因此由Amicor混紡紗制成的織物具有優(yōu)良的水洗穩(wěn)定性。當前6頁，總共25頁。5、天然抗菌纖維甲殼素纖維和竹纖維竹纖維是一種用竹子為原料的新型再生纖維素纖維，其形態(tài)特征和機械性能都與粘膠相似。竹纖維具有獨特的天然抗菌性能，24小時內抗菌率可達到70%。當前7頁，總共25頁。四、抗菌紡織品檢測方法——振蕩燒瓶實驗1、實驗原理：在液體中通過長時間振蕩，增加微生物與抗菌產品內抑菌藥物的接觸以顯示其抑菌作用。本試驗適用于非溶出性抗菌產品。抑菌率的計算評價規(guī)定試驗樣片的抑菌率與對照樣片抑菌率的差值>26，即可認定該樣片或纖維具有抗菌作用。抑菌率=樣品振蕩前平均菌落數(shù)—樣品振蕩后平均菌落數(shù)樣品振蕩前平均菌落數(shù)*100%當前8頁，總共25頁?？咕徔椘房咕徔椘返难芯颗c應用與人類健康密切相關,因而越來越受到人們的重視?？咕徔椘房梢悦黠@地提高產品的附加值,滿足人們對健康環(huán)保的需求,因此市場潛力很大。紡織品的抗菌整理多采用主動抗菌,即通過一定方式將特殊的抗菌物質引入紡織材料,以達到抗菌的目的。目前多采用雙胍類、異噻唑啉酮類、有機硅季銨鹽類和酚類等溶出型有機抗菌劑。但是,長期使用這些抗菌劑很容易產生耐藥性菌種,大大影響了抗菌效果。相反,無機抗菌殺菌劑具有抑菌持久性、廣譜性、高度安全性等優(yōu)點,因而其應用領域不斷擴展。金屬離子抗菌劑是一類重要的無機抗菌劑,其中銀離子的抗菌能力遠遠強于其他抗菌金屬離子,故銀系無機抗菌劑在抗菌紡織品上的應用越來越廣泛。當前9頁，總共25頁。銀系抗菌紡織品1銀的抗菌性微量的、相對無毒的金屬具有殺滅病原體和防止它們增殖的“微量作用效應”。在所有金屬中,銀最具微量生物活性。銀的使用最早可以追溯到18世紀使用硝酸銀治療胃潰瘍。19世紀第1次確定了銀離子的抗菌活性,到了20世紀20年代,膠體銀由于可以有效地處理傷口而被美國食品藥品署(FDA)認可。與其他抗菌劑相比,銀系抗菌劑具有抗菌性能高(見表1),不易產生抗藥性的特點,具有很高的安全性。在溫暖潮濕的環(huán)境里,銀離子具有非常高的生物抗菌活性。同時,銀系抗菌劑還具有很多優(yōu)點,如對皮膚沒有刺激性,不影響紡織品的服用性能,因此銀系抗菌劑適合于抗菌功能紡織品的制備當前10頁，總共25頁。表1用于紡織品的不同抗菌劑性能比較

注:+表示有效;+++表示高效;-表示無效。測定方法不同,不同抗菌劑間無法進行比較。

抗菌劑格蘭氏陽性菌格蘭氏陰性菌真菌抗藥性皮膚吸收毒性三氯生+-+有有很少到無毒銀系+++++++++未報道輕微很少到無毒季銨鹽+--有有中等到高殼聚糖+++未報道未報道生物降解聚己縮胍+++未報道無很少到無毒銅系+++有無和劑量相關當前11頁，總共25頁。2銀的安全性我國民間很早就認識到銀有抗菌作用,并記述了銀的毒性,明代醫(yī)學家李時珍在《本草綱目》中對銀的性質有所記述:“生銀、味辛、寒、無毒”。從生理學上講,銀不屬于人體必需的微量元素,但由于食物和飲水的攝取或者職業(yè)的原因,人體內仍然可以檢測到銀的存在(質量濃度<213μg/L)。疾病治療過程中所使用的含銀藥膏、繃帶或者導尿管等所含的銀也會進入人體的循環(huán)系統(tǒng)。在大多數(shù)情況下,銀與人體細胞中的金屬硫蛋白作用會形成蛋白絡合物,從而減小了銀的毒性。含銀醫(yī)用敷料所釋放的銀除了形成硫化物或氯化物沉淀,與傷口的分泌物反應形成穩(wěn)定的復合物外,有較少部分也會通過開放的傷口進入人體。研究報道,受傷皮膚吸收的銀離子量遠高于健康人體的皮膚。從理論上講,銀會沉積于人體的任何組織之中,但只有皮膚、大腦、肝、腎、眼睛和骨髓是目前研究最多的部位。大多數(shù)的銀主要通過肝和腎排出人體,同時頭發(fā)和指甲的生長也提供了一個排泄途徑。當前12頁，總共25頁。目前對銀的攝入和銀在人體中新陳代謝的研究還較少,只有少數(shù)關于磺胺嘧啶銀的臨床研究。自引入市場以來,磺胺嘧啶銀已經在臨床上使用了幾十年,病人每天最多可使用30g(含銀9.06g)。研究表明在使用磺胺嘧啶銀時,10%的銀會被人體吸收,而高度血管化的傷口吸收更高。使用磺胺嘧啶銀的病人體內血銀質量濃度可高達>300μg/L,但至今未發(fā)現(xiàn)明顯的毒副作用。Wysor采用口服或皮下注射的方法將1050mg/kg的磺胺嘧啶銀(含30%銀,相當于70kg的人使用22g的銀)用于小鼠,連續(xù)實驗1個月后,受試動物無死亡,體重無減輕,沒有行為改變和腹瀉;組織切片分析發(fā)現(xiàn),受試動物無明顯病變。與人體皮膚直接接觸的醫(yī)用纖維中含有的金屬銀和銀離子,受汗液、皮脂和組織分泌液的激活而積累在皮膚的表面,其中一些會形成硫化銀穿過皮膚的表層而沉淀在皮膚中。雖然高溫和高濕環(huán)境將加速皮膚和黏膜對銀的吸收,但由此造成的銀吸收遠遠低于使用1%磺胺嘧啶銀軟膏病人所吸收的量。當前13頁，總共25頁。3不同價態(tài)銀的抗菌性能大量研究表明,不同價態(tài)的銀均具有殺菌效果,但隨著價態(tài)的變化,其殺菌機制有所不同?？傮w來說,高價態(tài)離子的還原勢極高,能夠導致原子氧產生的能力也相應的較大,從而極大地提高了抗菌性能。銀具有3種氧化態(tài):Ag(Ⅰ)、Ag(Ⅱ)和Ag(Ⅲ),不同形態(tài)銀的抗菌性能的順序為[12-14]:Ag4O4>Ag(Ⅲ)>Ag(Ⅱ)>>Ag(Ⅰ)>Ag(0)。表2中列出了銀單質和不同形態(tài)化合物離子化能力的定性比較。當前14頁，總共25頁。表2用于抗菌材料的銀系化合物當前15頁，總共25頁。

Ag4O4是由2個Ag(Ⅰ)和2個Ag(Ⅲ)與4個O2-緊密結合構成的一種具有活躍電子的分子晶體。由于在同一個分子內存在著Ag+/Ag3+,使電位不平衡,Ag4O4具有潛在的電子躍遷的能力和向更穩(wěn)定狀態(tài)變化的趨勢。Ag4O4與病毒、細菌、真菌和原生動物等生物體的膜和衣殼上的特定蛋白表面裸露的-N基(-NH-,-NH2)和-S基(S-S,-SH)具有親和性,可以發(fā)生熱力學吸附并觸發(fā)氧化還原反應和由反應產生的Ag2+的螯合反應,從而致使蛋白質構象改變,最終導致病原體死亡。Ag(Ⅱ)和Ag(Ⅲ)具有比Ag(Ⅰ)更強的殺菌能力,但其殺菌機制目前還未見詳細報道。一般認為是Ag(Ⅱ)和Ag(Ⅲ)的強氧化性使其擁有殺菌能力。Ag(Ⅲ)的殺菌速度平均要比Ag(Ⅰ)快240倍,殺菌效果是Ag(Ⅰ)的200倍。當前16頁，總共25頁。在這些銀的形態(tài)中,只有Ag(Ⅰ)和Ag(0)最穩(wěn)定,并且已經應用于各種抗菌材料。Ag(Ⅰ)中使用最多的是硝酸銀和磺酸嘧啶銀。硝酸銀是非常優(yōu)異的抗菌劑,其抗菌性能比很多其他抗菌劑(包括磺酸嘧啶銀)要好,特別是在消除抗性品系的金黃色葡萄球菌、肺炎球菌以及綠膿桿菌上效果更好。但硝酸銀的用量不能超過1%,否則與活組織細胞接觸時會引起細胞電解質鈉和鉀的流失?；撬徉奏ゃy避免了硝酸銀的很多缺點,同時廣譜抗菌。雖然磺酸嘧啶銀在水中的溶解度較小,但它與體液作用釋放銀離子的能力并不差。當磺酸嘧啶銀質量濃度達到50mg/L時,95%的人體傷口中細菌種類都可以有效地消除,然而銀離子極易與生物體中的氯離子產生氯化銀沉淀,進而誘發(fā)人體過敏反應產生。當前17頁，總共25頁。銀系抗菌紡織品的制備

目前銀系抗菌紡織品的制備方法主要有纖維改性法和織物后整理法。纖維改性法首先在成纖高聚物中添加合適的抗菌劑填料,然后進行濕法或熔融紡絲,再加工制成抗菌織物;織物后整理則是通過在織物表面涂層或浸漬抗菌劑的方式,使紡織材料表面形成抗菌層。每種方法都有各自的優(yōu)缺點,生產中可根據(jù)不同的需求采用相應的加工方法,見表3。當前18頁，總共25頁。當前19頁，總共25頁。目前抗菌紡織品的生產主要以纖維改性為主。該法是將抗菌劑的超細粉末作為添加劑進行紡絲,此時抗菌劑進入到纖維的內部,故耐洗滌性能好,抗菌效果持續(xù)時間長,但纖維改性法對抗菌劑的要求較高,抗菌劑必須在水、堿和酸里的溶解度極低,化學穩(wěn)定性好,耐強酸、堿和氧化劑,熱穩(wěn)定性好,因此目前抗菌添加劑多為載銀陶瓷顆?；蛘咻d銀沸石。在加工過程中,要求添加的抗菌劑必須與纖維本體有良好的相容性和分散性,同時抗菌劑顆粒細小,粒徑分布范圍窄,不能影響紡絲;添加劑的加入不能夠影響纖維的物理性能,包括纖維的強力和伸長。纖維改性方法大多只適用于合成纖維,除納米銀抗菌劑外無法對棉、麻、毛、絲等天然纖維進行抗菌加工。當前20頁，總共25頁。當前21頁，總共25頁。表5列出了部