非溶出型抗菌整理劑能與(yu) 植物以化學鍵形式結合,這種整理及處理過的織物對於(yu) 穿著和反複洗滌具有耐久性。其方法是在纖維上接枝、就和抗菌劑或在紡絲(si) 原液中混入抗菌劑,以達到控製釋放活性物質從(cong) 而獲得耐久性的目的。非溶出型抗菌劑與(yu) 織物依靠牢固的化學鍵結成一體(ti) ,藥劑不進入微生物的細胞內(nei) ,對細胞核(遺傳(chuan) 因子)沒有影響,不會(hui) 出現耐藥性。此外,非溶出型抗菌劑不會(hui) 被人體(ti) 的分泌物吸收而進入人體(ti) 內(nei) ,對人體(ti) 和環境有很高的安全性。
(1)有機矽一季銨鹽:目前,適用範圍最廣的抗菌整理劑之一是有機矽一季銨鹽類抗菌整理劑。北京潔兒(er) 爽高科技有限公司(原山東(dong) 巨龍化工有限公司)的SCJ–877和美國Dow Corning公司的DC–5700都屬於(yu) 此類產(chan) 品。經EPA測試的急性毒性LD50未12.27g/kg,對兔子實驗未見皮膚刺激性,魚毒性LD50為(wei) 56g/L,其他如亞(ya) 急性毒性、致病變性、致畸形性、粘膜刺激性及穿著等試驗均安全。
其主要成分的化學名稱是3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨,一般為(wei) 含40%有效成分的乙醇溶液,圍觀呈琥珀色,ph值為(wei) 7.5,可以溶解在水中。該抗菌劑在125oC以下穩定,溫度在-17.7~50oC之間變化10次仍然穩定。
在化學結構上,SCJ-877左端的三甲氧基矽烷基具有矽烷偶合性。當用水稀釋時,由於(yu) 甲氧基與(yu) 水結合析出甲醇機會(hui) 形成矽醇基。
SCJ–877與(yu) 纖維的結合方式為(wei) 離子鍵合和共價(jia) 鍵合。纖維具有羚基,抗菌劑的矽醇基基團【I】中–Si(OCH3)使水溶性的季銨鹽抗菌化合物有可能化學性的結合到織物上,即與(yu) 纖維表麵及彼此之間脫水縮合反應,從(cong) 而與(yu) 纖維鍵合。此外,SCJ-877為(wei) 陽離子,它可與(yu) 纖維的陰離子結合成離子鍵。
在發生這些結合的同時,龜本身也會(hui) 發生接枝聚合,在纖維表麵自身縮聚成堅牢的薄膜。與(yu) 棉的情況不同,合成纖維並不含有許多羚基,但他在合成纖維上也能堅牢地結合。
SCJ-877在纖維表麵形成強有力的結合。SCJ-877彼此之間的脫水縮合反應可形成共價(jia) 鍵結合,經水稀釋的SCJ-877在形成矽醇的同時,其陽離子因纖維表麵帶負電荷而被吸收,形成離子鍵結合,即讓其在纖維表麵形成堅固的覆膜。
上麵介紹了SCJ-877在纖維表麵有共價(jia) 鍵和離子鍵兩(liang) 種結合方式。實際上,其在纖維表麵不使用單一的一種結合方式,而是共價(jia) 鍵和經典結合兩(liang) 種方式同時發生,形成耐久性優(you) 越的覆膜。
實驗證實,SCJ-877不就是纖維素纖維具有優(you) 良長久的抗菌功能,也可用於(yu) 滌綸、棉綸等合成纖維及其混紡、交紡產(chan) 品,使之具有較好的抗菌效果。有機矽能是季銨鹽在纖維表麵與(yu) 纖維形成化學鍵,使其與(yu) 纖維發生化學結合,從(cong) 而具有長效的抗菌效果。
這類整理劑對人體(ti) 無害,它對纖維交聯,即通過化學界和方法是隻停留在織物上,經過與(yu) 皮膚接觸而直接作用與(yu) 人體(ti) ,達到抑製菌類生長的目的,微生物一接觸季銨鹽,其細胞壁澤被破壞,喪(sang) 失了存活能力。純棉織物經過SCJ-877抗菌衛生處理後,抑菌率可達99%。
SCJ-877的殺菌機理與(yu) 一般的季銨鹽類化合物一樣,也是破壞細胞壁和細胞壁,及作用與(yu) 細胞的表層。推斷SCJ-877的殺菌機理有如下兩(liang) 種方式:
推論1 細胞的細胞壁表麵到負電荷。細菌被結合在纖維表麵上的SCJ-877中的陽離子部分吸引到纖維的表麵,其長鏈烷基穿透細胞的細胞壁,導致細菌的內(nei) 容物滲出而死亡。

推論2 細菌的細胞壁表麵帶負電荷。SCJ-877上的陽離子將細菌表麵所帶的負電荷吸引到抗菌劑到抗菌劑的一側(ce) ,使和SCJ-877相接觸的細菌的對策細胞壁上的負電荷減少,繼而細胞壁破裂,導致內(nei) 容物滲出,細菌死亡。
一般認為(wei) 有機矽季銨鹽類抗菌劑都是通過破壞細菌的細胞壁和細胞膜,及作用與(yu) 細胞的表層而殺死細胞的。帶有正電荷或微弱正電場的抗菌劑通過近電場的作用將帶有負電的細菌刺穿,使細胞壁破裂,細胞內(nei) 物質泄漏,從(cong) 而導致細菌死亡。有人稱這一過程為(wei) “物理抗菌”或“正電場抗菌”。
常用的有機矽一季銨鹽抗菌整理方法有浸漬法和浸軋法。配製工作液時,要在攪拌下將SCJ-877加入水中,否則會(hui) 產(chan) 生凝聚,還可以加入滲透劑。事先必須將被處理物充分洗淨,然後在80~120oC下烘幹,去除水分等,是矽烷醇基在表麵完全縮合,不許高穩定性處理,工藝非常簡單,容易操作。
需要注意的是,該類抗菌劑對那些不帶負電的細菌沒有抗菌作用。同時,陽離子季銨鹽很容易和陰離子表麵活性劑(如肥皂)反應,是該類抗菌劑的正電性消失,從(cong) 而失去抗菌作用。因此這種抗菌劑需要在不使用陰離子表麵活性劑等條件下能具有較好的耐久性。
大體(ti) 上,SCJ-877可與(yu) 陽離子類、非離子類助劑同浴拚用,但陰離子類加工機必須二浴二步加工。
(2)二苯醚類:二苯醚類抗菌整理劑的代表性產(chan) 品有Ciba的Tionosan AT110、中華大學的Bha,其中DNA為(wei) 非離子型白色漿體(ti) ,容易分散在水中,工作液的濃度為(wei) 5%~8%,pH值在7左右,與(yu) 纖維的固著需要依靠反應性樹脂才能完成。
這種抗菌整理劑具有使微生物死亡的功能,他阻止微生物細胞或者細胞比的活動能力,抑製細菌繁殖,從(cong) 而達到抗菌防臭的目的。這類抗菌整理劑的抗菌基本原理是二苯醚類化合物在纖維表麵形成不溶性沉澱物或擴散進入纖維的皮層。
此類抗菌劑對纖維沒有親(qin) 和性,因而最好的采用浸軋法處理。另外,由於(yu) 是非離子型乳化分散液,因此將其與(yu) 其他的助劑、柔軟劑拚用也很容易。此外,具有良好的耐熱性也是二苯醚類抗菌劑的一大特征。
除浸軋法外,也可以根據產(chan) 品的不同選用浸漬一脫水一幹燥的間歇式加工發貨噴霧加工法等。
例如,在40~140oC下,用含有1%~10%(o.m.f.)2,4,4‘-三氯-2’-羥基二苯醚、氟化物和陽離子分散劑處理晴綸織物幾十秒到幾分鍾,處理後的織物具有殺菌性和拒水、拒油性。其中氟化物可為(wei) 氟乙烯、含氟的聚(甲基)丙烯酸酯等。
二苯醚類抗菌整理劑主要有以下優(you) 點:抗菌效果好,具有較好的耐久性能,不破壞織物的手感、外觀,不降低織物的強力,處理方法簡易,加工費用低廉。但2,4,4’-三氯-2‘-羚基二苯醚與(yu) 含氯漂白劑反應會(hui) 生成有毒氯化物衍生物,並且該抗菌劑在紫外線照射後會(hui) 產(chan) 生致癌物––四氯二惡烷,因此已經被禁止使用。
(3)有機氮:雙胍類抗菌劑是有機氮類抗菌劑中的一種,此類抗菌整理劑的代表產(chan) 品是1,1‘-六亞(ya) 基雙【-5-94-氯苯0雙胍】二葡萄糖酸鹽9商品名PBH)。急性毒性LD50為(wei) 1~2g/kg,安全性高,對熱比較穩定,耐光性稍差,對細胞有較高的抗菌活性,但抗真菌效果較低。在雙胍結構的抗菌劑中,凡水溶性低的產(chan) 品均可用於(yu) 紡織品的抗菌衛生整理,效果也較好。其抗菌機理是分子中的陽離子與(yu) 微生物細胞表麵的陰離子部位靜電吸附,使細胞表層結構變形而破壞,從(cong) 而抑製細胞繁殖。該類化合物具有毒性低、刺激性小的特點,但除織物的耐洗滌性差。
這類抗菌劑的主要代表產(chan) 品有北京潔爾爽高科技有限公司的SCJ–875、SCJ–126,AVECLA BIOCIDES公司的REPUTEX20抗菌劑、瑞士Santized公司的T9604抗菌劑等。
SCJ–875是陽離子型淡黃色透明液體(ti) ,pH值6~7,相對密度1.02(20C0,可溶於(yu) 水、低碳醇中。
SCJ–875屬於(yu) 物理抗菌整理劑,適用於(yu) 各種纖維,能賦予織物良好的抗菌效果,主要用於(yu) 內(nei) 衣、內(nei) 褲、襪子、浴巾、床單、毛地毯、裝飾織物等各種紡織品的抗菌衛生整理。可與(yu) 柔軟劑同浴使用。
浸軋法:織物→浸漬【軋液率75%,20~50g/L SCJ–875】→烘幹(70~1000C,3~6min)→焙烘(10~140oC,30~s)→成品
浸漬法:織物→浸漬{抗菌劑SCJ–875:1%~4%(o.m.f),浴比:1:(10~15),溫度50~60℃}→脫水→烘幹(80~110℃)
JLSUN®SCJ–126的主要成分是有機氮化合物和氯苯咪唑類化合物。它為(wei) 淡黃色粉末,具有良好的安全性和廣譜高效的抗菌性;使用方便,適用於(yu) 生產(chan) 抗菌粘膠纖維,和粘膠液有良好的相容性,通常加入到磺化罐中。
抗菌防臭粉SCJ–126的用量是0.2%~0.6%(o.m.f),通常用量多為(wei) 0.4%。使用時,首先把抗菌防臭粉SCJ–126用粘膠液稀釋,然後再加入到磺化罐中,這樣可以使其和粘膠液充分混合。
(4)帶有活性基團和吡卟酰胺結構的氯苯咪唑類高分子:北京潔爾爽高科技有限公司的抗菌防臭整理劑SCJ–963和SCJ–2000都屬於(yu) 這類抗菌整理劑。
抗菌防臭整理劑SCJ–963是一種永久性衛生整理劑,它具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性和優(you) 異的耐洗滌性。抗菌整理劑SCJ–963價(jia) 格低廉,使用方便,適用於(yu) 棉、麻、絲(si) 、毛、滌/棉、棉綸、腈綸、粘纖等織物的抗菌衛生整理。SCJ–963上帶有的活性基團可與(yu) 纖維上的–OH、–NH–形成共價(jia) 鍵,同時,在高溫下,自身發生縮聚反應,使抗菌處理後的織物具有優(you) 異的耐洗滌性;SCJ–963帶有的多重抗菌基團作用於(yu) 細菌的細胞的細胞膜,使細胞膜缺損,通透性增加,細胞內(nei) 的胞漿物外漏,也可阻礙細胞蛋白質的合成,耗盡菌體(ti) 內(nei) 核蛋白體(ti) ,從(cong) 而導致細菌死亡;SCJ–963帶有的抗菌基團還選擇性得作用於(yu) 真菌細胞膜的麥角固醇,改變細胞膜的通透性,導致細胞內(nei) 的重要物質流失,而使真菌死亡。
抗菌防臭整理劑SCJ–963由SCJ–963A和SCJ–963B兩(liang) 組分構成,其中SCJ–963A為(wei) 無色透明液體(ti) ,可溶於(yu) 冷水,有效成分含量為(wei) 85%士1%,pH值6~7,無毒,不燃,不爆,對人體(ti) 安全;SCJ–963對織物的白度、色光、強力、手感、吸水性和透氣性無不良影響。
抗菌防臭整理劑SCJ–963處理織物的方法可以是浸軋、浸漬、噴霧、塗層、塗刷。在浸漬工藝中,SCJ–963的用量是1%~4%(o.m.f),通常用量多為(wei) 2%~3%(o.m.f),具體(ti) 用量根據被處理織物的品種和用途而定。
①浸軋工藝:
工藝流程:
織物→漂染→烘幹→浸軋抗菌溶液(軋液率75%)→烘幹(80~110℃,以織物不含水分為(wei) 度)→拉幅(150℃,30s;或120~130℃,2~4min)
抗菌防臭整理劑SCJ–2000和SCJ–963的結構與(yu) 組分相似,但SCJ–2000帶有高活性反應基因。SCJ–2000也是一種永久性非溶出型抗菌衛生整理劑,具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性和優(you) 異的耐洗滌性。抗菌防臭整理劑SCJ–2000適用於(yu) 棉、麻、絲(si) 、毛、滌/棉、錦綸、粘膠纖維等織物的抗菌衛生整理,特別適用於(yu) 純棉伟德国际英国物和毛巾的浸漬法抗菌防臭處理。它可用於(yu) 生產(chan) 具有抗菌、防臭、防腐、功能的床單、內(nei) 衣、毛巾、襪子、地毯、非織造布、鞋用植物、裝飾織物、空氣過濾材料等。

(5)硝基呋喃類的抗菌整理劑:此類化合物是人們(men) 最感興(xing) 趣的整理劑,蘇聯對這類整理及研究較多。經她處理的纖維具有廣譜的抗菌性。5-硝基呋喃化合物借助銅鹽(如醋酸銅)沉積在纖維素的織物上,可獲得良好的抗菌性和優(you) 異的耐洗滌性。使用硝基呋喃係化合物以及銅鹽和二氰基二肼熟知的絡合物對纖維素織物進行抗微生物處理,已獲得蘇聯國家專(zhuan) 利。
(6)將織物浸軋在含有N,N-二甲基-N‘–苯基-N’-(二氯氟甲基硫代)磺酰胺和聚乙二醇烷基醚的水分散體(ti) 溶液中,浸軋後烘幹,處理後的織物經20次洗滌仍具有優(you) 異的抗菌性。
(7)2-(4‘-噻唑基)苯並咪唑、N-(1-氟-2-氯甲基硫)鄰苯二酰胺’a-嗅代肉桂等和丙烯酸酯的混合物施加到織物上,並進行熱處理,具有良好的抗菌性。N-(氟代二氯甲基一硫代)苯並咪唑和a-溴代肉桂醛等可溶於(yu) 有機溶劑的化合物和烷乙烯脲、二甲基聚矽氧烷和聚氧乙烯的部分甲基取代處理織物可獲得耐久的抗菌性不降低織物的吸水性。
(8)將苯並咪唑甲酸甲酯以鹽酸水溶液溶解後,加入穩定劑(如聚乙烯醇),再加入堿劑,使之形成顆粒很微細的水分散液,在處理紡織品時能很好的滲入纖維,產(chan) 生抗真菌性。
(9)采用BCA(a-溴肉桂醛)和747{2-(3,5-甲基吡啶基)-6-羥基-4-芐基嘧啶}處理錦綸66織物,洗滌10次後織物仍有較好的抗菌作用。
(10)銅類整理劑:國內(nei) 的綠色抗菌腈綸就是將腈綸或含有丙烯晴記得錦綸以硫化銅等處理,具有明顯的抗菌防臭、防靜電效果。另一種方法是通過化學反應在腈綸上同時接上銅離子和堿性綠4號C23H25N2+基團,使纖維改性。銅離子破壞微生物的細胞膜與(yu) 細胞內(nei) 酶的疏基結合,從(cong) 而降低酶的活性,阻礙其代謝功能,抑製微生物生育而死亡。其中銅離子與(yu) 腈綸的複合是通過腈綸中的氰基(–CN)實現的。C23H25N2+是與(yu) 經論中的第三單體(ti) 磺酸鈉或衣糠酸單鈉鹽複合的。堿性率4號的致癌性問題引起了國內(nei) 外的重視,因此這種抗菌整理劑已不再使用。
(11)氨基糖苷抗菌整理劑:把卡那黴素的羥基用對苯二醛脫氧而成的氨基糖苷,吸附固著在纖維表麵,從(cong) 而賦予其抗菌性。經測試,氨基糖苷的急性毒性LD50在5g/kg以上,對兔子未見皮膚刺激性,魚毒性TL50為(wei) 1g/L,由Ames法試驗的異變性為(wei) 陰性,安全性很高,對革蘭(lan) 式陽性球菌和革蘭(lan) 式陰性杆菌都有廣譜抗菌效果。它主要作用於(yu) 細菌的核糖體(ti) 蛋白質的亞(ya) 基,能阻止mRNA的密碼因子和tRNA的反密碼因子相互作用,合成異常蛋白質而死亡。
除此之外,通過以下的方法和物質也能使織物獲得一定的抗菌性。
(1) 用一氯五氫化二鋁或四異丙基鈦酸雨抗菌劑1-羚基-2-吡啶硫酮處理織物,然後烘幹,以改進的奎因實驗檢驗具有驕傲高的抗菌率。
(2) 通過多官能活性基將甲殼素和織物連在一起,處理後的織物具有一定的抗菌耐洗滌性。
(3) 對纖維素纖維進行乙酰化,苯酰化改變基質獲得耐久的抗菌性。
(4) 將抗菌化合物應用微膠囊技術結合到織物上,獲得耐久的抗菌性。
(5) 原蘇聯學者在纖維堆上接枝共聚丙烯酸銅或1,2-二甲基-5-乙烯吡啶,使棉獲得抗菌性。




