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紡織品抗菌劑的類別及作用機(jī)制解析

2025-04-09 05:24:38

隨著公眾健康防護(hù)意識(shí)的提升，兼具功能性與安全性的抗菌紡織品在家居床品、運(yùn)動(dòng)服飾、醫(yī)療防護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛?？此茲崈舻募徔椘房赡芤蚶w維吸濕特性而成為病菌滋生的溫床，進(jìn)而引發(fā)人體炎癥及其他多種疾病，因而開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異抗菌性能的紡織品成為行業(yè)重要課題。當(dāng)前，使用抗菌劑對(duì)紡織品進(jìn)行功能整理已獲得廣泛應(yīng)用，該方法具有操作便捷、成本可控的優(yōu)勢(shì)?？咕鷦┩ㄟ^(guò)直接接觸細(xì)菌表面或?qū)⒖咕M分釋放到基質(zhì)上，在織物表面形成長(zhǎng)效抗菌屏障實(shí)現(xiàn)抑菌功能。依據(jù)材料特性，抗菌劑主要分為天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑及無(wú)機(jī)抗菌劑。

天然抗菌劑

天然抗菌劑是指從天然動(dòng)植物中提取的具有抗菌活性的物質(zhì)，通常具有使用安全，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。天然的動(dòng)物類抗菌劑包含蠶絲中的絲膠蛋白、蜂膠以及從昆蟲(chóng)外骨骼和甲殼類動(dòng)物外殼中提取的殼聚糖等；天然植物類抗菌劑有蘆薈、艾蒿及薄荷提取物等。其中，殼聚糖的應(yīng)用較為廣泛，主要通過(guò)其帶正電荷的氨基與細(xì)菌細(xì)胞膜上的負(fù)電荷組分相互作用，抑制細(xì)菌的生物合成，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。天然植物類抗菌劑通常利用其所含有的生物堿、黃酮類、醌類和多酚類等化合物，對(duì)微生物的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁進(jìn)行破壞，通過(guò)抑制微生物能量供應(yīng)、核酸和蛋白質(zhì)的合成等過(guò)程實(shí)現(xiàn)抑菌、滅菌。然而，天然抗菌劑的耐熱性、廣譜抗菌性有限，且使用壽命較短，還需進(jìn)一步改善。

有機(jī)抗菌劑

與天然抗菌劑相比，有機(jī)抗菌劑具有廣譜抗菌性、殺菌速度快、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，且種類繁多，根據(jù)抗菌成分的分子結(jié)構(gòu)類型可將其分為季銨鹽類、鹵胺類、咪唑類、醇酚酯類、胍類、有機(jī)酸類等。如季銨鹽類抗菌劑，它在水中呈正電性，與負(fù)電性的細(xì)胞膜結(jié)合來(lái)破壞細(xì)胞膜的正常滲透及代謝，以此達(dá)到殺菌效果，除此之外還可作為紡織品的柔軟劑和抗靜電整理助劑。在紡織品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通常利用共混紡絲、靜電紡絲、原位聚合、復(fù)合紡絲或接枝改性等方法將有機(jī)抗菌劑添加到纖維的表面或內(nèi)部，制備抗菌纖維，進(jìn)一步通過(guò)織造工藝獲得抗菌紡織品；還可通過(guò)涂層、浸漬等方法直接對(duì)織物表面進(jìn)行改性，使其實(shí)現(xiàn)抗菌功能。

無(wú)機(jī)抗菌劑

無(wú)機(jī)抗菌劑主要為比表面積較大的金屬基納米材料，其抑菌機(jī)理主要包括自由基的產(chǎn)生、粒子電離和酸的形成?，F(xiàn)階段研究的無(wú)機(jī)抗菌劑主要可以分為三類：（1）以無(wú)機(jī)材料為載體，負(fù)載具有抗菌性能的銀、銅、鋅等金屬離子的無(wú)機(jī)抗菌劑；（2）利用在光源條件下能夠產(chǎn)生抗菌效果的光催化材料(ZnO、ZrO2、TiO2等)制備的無(wú)機(jī)抗菌劑；（3）金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）抗菌劑。其中，銀離子抗菌劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用較為廣泛，如Kosa公司將銀基陶瓷添加劑嵌入在聚酯纖維中、日本東洋紡的PURECELL®銀離子腈綸、美國(guó)Noble纖維技術(shù)公司研發(fā)生產(chǎn)的鍍銀纖維X-Static等。