[纤维知识]抗菌除臭防臭纺织品
生意社6月8日讯
(一)抗菌防臭、除臭纺织品的基本概念及机理
抗菌防臭纺织品是在纺织品使用状态下,通过抑制微生物的繁殖,从而抑制微生物产生异味,达到避免纤维制品变质,从而保持卫生状态的效果。
根据不同的抗菌剂,纺织品的抗菌机理有:①使细菌内的各种代谢酶失活,从而杀死细菌;②与细胞内的蛋白酶发生化学变化,破坏其机能;③阻断细菌DNA的合成,从而抑制细菌的生长;④破坏细胞内的能量释放体系;⑤破坏蛋白质结构,产生代谢障碍;⑥通过静电场的吸附作用,使抗菌剂分子渗入细胞内部,使其破裂,内容物泄露而杀死细菌。
纺织品的抗菌除臭是通过纺织品抑制微生物在纤维上的繁殖而抑制恶臭的产生,主要是吸附除臭,如用碳纤维和无机吸附剂等吸附臭气达到除臭的目的。
(二)纳米无机抗菌防臭剂及其作用机理
抗菌防臭剂是指能抑制细菌繁殖,破坏其生存环境,且能持续发挥作用的药剂。抗菌防臭剂可分为有机和无机两大类。由于无机抗菌剂有抗菌成分和载体的毒性很小,对人体和环境安全可靠以及热稳定性好、抗菌效果持久的特点,所以在抗菌防臭纤维中得到广泛的应用。
根据杀菌机理的不同,按无机抗菌剂的类别及其在纤维中的应用,可以分为接触抗菌型和光催化型两类。
(1)接触抗菌型无机抗菌防臭剂
元素、元素的离子及其官能团的接触型抗菌剂,即第一类无机抗菌剂,如Ag、Cu、Zn、S、As、Ag+、Cu2+等。大量研究表明,Ag及其离子是最有效的纺织品无机抗菌防臭剂。据报道,银离子毒性很小,并且在人体内难以积存。银的抗菌作用与自身的化合价态有关,其抗菌作用能力随化合价的降低而减弱,即Ag3+>Ag2+>Ag+。高价态的银还原势极高,能使其周围的空间产生原子氧,具有抗菌作用。Ag+强烈吸引细菌体内酶蛋白分子中的—SH、—NH2、—COOH等基团,并与之反应,使以此为必需基因的酶丧失活性,致使细菌死亡。其机理为:,当菌体被灭杀之后,Ag+又游离出来,与其它细菌接触,进行新一轮的灭菌过程,周而复始。
银系抗菌剂一般不直接用于纤维品或纺织品中,而是采用吸附或者离子交换的方法将金属银或者银离子固定在炭黑或沸石等材料中,然后将这些复合材料用作纺丝或是纺织品后整理中。近年来,将银作为有效活性种固定在二氧化钛微粒上,可形成胶体状抗菌剂,其平均粒径为5nm。由于粒径很小,所以抗菌效果很好。
(2)光催化型无机抗菌防臭剂
光催化抗菌剂,即第二类无机抗菌剂,如纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化锌等。光催化抗菌剂能够消灭和消除细菌及其残骸,同时还能分解细菌分泌的毒素,而传统的银抗菌剂就无法消除残骸和毒素。当粒径达到纳米尺寸时,二氧化钛等半导体材料具有很强的光催化能力。在光照的作用下,它们会产生大量的活性氧自由基,这些自由基非常活泼,有极强的化学活性,能与细菌及其分泌的毒素等有机物反应,从而起到细菌、残骸和毒素的杀灭和消除作用。