抗菌整理研究趨勢與發(fā)展?fàn)顩r
在過去的十年間,隨著消費(fèi)者生活方式以及對健康和衛(wèi)生態(tài)度的改變,抗菌整理已變得十分重要。微生物如細(xì)菌、藻類、真菌和小型真菌(霉菌、酵母菌)的存在和繁殖,可導(dǎo)致惡臭、霉斑、纖維降解和病毒傳染。

新型的抗菌整理已被設(shè)計用于衛(wèi)生整理(抗病毒整理)、除臭和防霉整理。采用廣譜抗菌劑對織物進(jìn)行抗菌整理,或在合成纖維紡絲階段加入生物殺滅劑,可抑制細(xì)菌在紡織品材料上繁殖帶來的負(fù)面影響。
新型的抗菌整理劑中可能含有會引起過敏、致癌、毒害神經(jīng)或破壞內(nèi)分泌的物質(zhì),因此所有生物殺滅劑的使用需找到一個微妙的平衡點(diǎn), 一方面可有效對抗細(xì)菌、藻類、真菌,另一方面要對人類和環(huán)境安全負(fù)責(zé)。
生物抗菌劑
將天然存在的物質(zhì)作為潛在的抗菌劑進(jìn)行研究,正呈增長趨勢。一些天然染料天生具有抗菌性,其萃取物既可作為著色劑,又可作為抗菌劑用于紡織品整理。合成陽離子染料,如麥西隆(Maxilon)海軍藍(lán)2RM具有抑制真菌的作用;化學(xué)整理劑,如纖維柔軟劑色必明(Sapamine)OC和具有改善濕牢度性能的固色劑Albafix(阿白固) WFF也具有抗菌性能。
有研究者全面回顧了采用天然的生物活性劑產(chǎn)品作為抗菌劑,如殼聚糖、天然染料、蘆薈、茶樹精油、桉樹精油、Azuku豆提取物、土牛膝花、羅勒葉、丁香精油、洋蔥皮和果肉提取物,以及其他草本產(chǎn)品(如姜黃、小茴香籽、柏樹精油,及其他植物提取物),對紡織品進(jìn)行環(huán)境友好型抗菌整理。
另一研究對三種草本植物——蓖麻(Ricinus communis)、耳狀決明(Senna auriculata)和飛揚(yáng)草(Euphorbia hirta)采用甲醇萃取后用于粗斜紋棉布整理。采用AATCC 100測試方法,對蓖麻∶耳狀決明∶飛揚(yáng)草萃取物=1∶3∶2的混合抗菌劑的抗菌效果進(jìn)行測試,試驗結(jié)果表明:其對大腸埃希菌的抑菌率為98%,對金黃葡萄球菌的抑菌率為99%。另外,采用AATCC 30測試方法發(fā)現(xiàn),其對黑曲霉菌絲抑菌率為100%。
采用姜黃作為天然染料對尼龍66進(jìn)行媒染染色,就染色織物對革蘭氏陽性(金黃葡萄球菌)和革蘭氏陰性(大腸埃希氏菌)致病菌的抑菌作用進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明,以硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋁鉀為媒染劑,聚酰胺經(jīng)姜黃染色后色牢度性能優(yōu)良且耐久。
采用乙醇對蓮葉、蓮蓬、蓮子進(jìn)行萃取,并用于整理棉織物,對其染色性能和抗菌性進(jìn)行評估??椢锝?jīng)蓮葉萃取物處理后表現(xiàn)出的顏色強(qiáng)度最高??咕源笮∈牵荷徟钶腿∥?gt;蓮葉萃取物>蓮子萃取物。蓮蓬萃取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%,40 ℃低溫條件下處理30 min,織物的抗菌性最好,而蓮葉萃取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求大于8%。
抗菌整理新工藝
在一項有趣的研究中,粘膠非織造布經(jīng)氨氣等離子體處理后,纖維表面的親水性和抗菌性有所改善。隨著整理時間的延長,整理織物的水接觸角幾乎呈直線下降,氨氣等離子體處理140 s時,接觸角從未整理織物的 90°下降至40°左右,此后幾乎保持不變。按AATCC 100-1999的檢測結(jié)果,織物對革蘭氏陰性菌(大腸埃希菌、綠膿桿菌)的抑菌效果明顯大于對革蘭氏陽性菌(主要是金黃葡萄球菌,少量糞腸球菌)的抑菌效果。采用純氨氣等離子體對織物表面進(jìn)行改性,在創(chuàng)傷敷料方面的應(yīng)用前景廣闊,其通過降低感染率,以及提供成本有效的護(hù)理,達(dá)到成本和效益平衡。
利用復(fù)雜的凝聚技術(shù),采用阿拉伯明膠包覆從艾草中提取的艾草精油,制成平均粒徑為6.42 μm、平均載油量為(0.20±0.01) mg/mL的微膠囊。通過控制艾草精油從微膠囊中的釋放速度,可增強(qiáng)棉織物對金黃葡萄球菌的抗菌性以及抗菌持久性。
醫(yī)用紡織品通常會被醫(yī)院病原菌污染,如果消毒過程不恰當(dāng)或不完全,這些病原菌可能未被清除徹底。在一項最新的研究中,醫(yī)院感染病原菌樣本采用實時熒光定量核酸擴(kuò)增檢測系統(tǒng)(qPCR)進(jìn)行評估,用于證明醫(yī)院洗衣房的紡織品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)所達(dá)到的成果。采用qPCR檢測技術(shù)可以證實普通醫(yī)院感染病原菌,如艱難梭狀芽孢桿菌、金黃葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、綠膿桿菌的存在,而通常采用的傳統(tǒng)技術(shù)卻檢測不到任何結(jié)果。處于非可培養(yǎng)狀態(tài)的微生物組織,無論是已死亡的,還是可存活的,用傳統(tǒng)技術(shù)均無法檢測出,但其仍可能對人類健康造成危害,因此可采用qPCR檢測技術(shù)對其進(jìn)行檢測。
采用銀含量為30~60 mg/kg的氯化銀對滌綸針織物進(jìn)行抗菌整理后,進(jìn)行了一項有趣的人體評估試驗,即采用感官分析對臭氣殘留進(jìn)行評估,發(fā)現(xiàn)所有經(jīng)過整理的織物臭味并不比未整理織物淡。試驗織物與未整理空白織物經(jīng)男性參與者穿著后,就腋下部位的氣味進(jìn)行了比較試驗。試驗在未水洗織物及水洗30次織物中進(jìn)行。盡管只是體外抗菌性測試樣,整理織物的菌落數(shù)也并不十分低。對偶比較法在測試整理織物與未整理織物的細(xì)小差別方面反應(yīng)靈敏,但是線標(biāo)法由于可以評定出差別等級,因此被認(rèn)為更適合用于評估織物臭味強(qiáng)度。除了細(xì)菌,汗液、皮膚細(xì)胞,及其他人體分泌物也會從人體轉(zhuǎn)移到紡織品材料上,因此有必要進(jìn)行人體測試。
采用纖維素酶對纖維素織物進(jìn)行預(yù)處理后,使用MCT-β-CD對其接枝改性,并進(jìn)行生物拋光整理以提高M(jìn)CT-β-CD的接枝率。 然后,引入抗菌基團(tuán)——麝香草酚,在提高織物抗菌性的同時,改進(jìn)整理效果的耐水洗性能。
納米銀粒子不同形貌,如球形、多邊形、圓盤、棱柱體、分層結(jié)構(gòu)等,對棉織物抗菌性的影響也已得到研究。在常溫條件下,采用超聲波方法,將25 mg/kg不同形狀的納米銀粒子整理到棉織物上。非球形納米銀粒子,如多邊形、棱柱體和分層結(jié)構(gòu)的粒子,在重復(fù)5次標(biāo)準(zhǔn)水洗程序后,仍對革蘭氏陰性菌(大腸埃希菌)和革蘭氏陽性菌(金黃葡萄球菌) 具有強(qiáng)勁的抑菌作用。
人們將一種新合成的光敏抗菌劑——羥乙基米氏酮,采用浸軋工藝整理到棉織物上。光敏劑如苯甲酮、米氏酮,以及合成的羥乙基米氏酮(KM-ETOH),依靠365 nm的紫外線輻射激發(fā)。棉織物經(jīng)光敏劑KM-ETOH整理后,抗菌性和耐久性均較苯甲酮和米氏酮整理織物好,即使經(jīng)多次洗滌,效果依舊。整理會導(dǎo)致織物發(fā)黃,以及熱穩(wěn)定性略微下降。
棉織物經(jīng)堿預(yù)處理后,以原位還原硝酸銀合成的納米銀粒子AgNPs整理,其在織物表面具有較高的沉積密度。然后,鍍銀織物與辛基三乙氧基硅烷(OTES)反應(yīng),在纖維表面形成低表面能涂層。結(jié)果表明,整理織物具有超疏水(接觸角156°,滾落角 8°)、抗菌和抗紫外線等多種性能。高抗菌性表現(xiàn)在對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有抑制作用,同時紫外線防護(hù)因子達(dá)266.01。
海恩斯坦(Hohenstein)紡織研究院開發(fā)了一種紡織品整理工藝,可同時獲得抗病毒和抗菌功能。該技術(shù)被用于生產(chǎn)嬰兒、兒童看護(hù)中心和醫(yī)院用產(chǎn)品,以防交叉感染。病毒通常會通過傳染引起兒童特別是嬰幼兒呼吸道疾病,如感冒、咳嗽、急性支氣管炎,甚至肺炎。紡織品與手的日常接觸,會促進(jìn)病毒的傳播。該抗病毒整理包括溶膠-凝膠應(yīng)用工藝,其中各種有機(jī)和無機(jī)膠質(zhì),以及(納米)銅復(fù)合物被首次采用。采用浸軋或噴霧法,優(yōu)化了紡織品超細(xì)纖維清潔服裝的整理效果。
第二種方法是在弱酸性條件下,采用含銅顏料高溫浸染工藝。采用高分子黏合劑通過冷軋工藝將銅粒子固著在織物上。MS2噬菌體,一種非致病性替代病毒,作用與化學(xué)相關(guān)病毒(如諾如病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、甲型肝炎、腸道病毒)等類似,被作為試驗病菌,用于感染不同的織物表面。整理后超細(xì)纖維服裝吸收了91%的試驗病毒,并將病毒濃度降低了約90%。這個方法可用于家庭、醫(yī)院、敬老院、公共場所(如食堂),以及防護(hù)服(如消防隊、緊急救援部門、軍隊的服裝)。
顯然,生產(chǎn)抗菌紡織品的工藝途徑很多。將抗菌整理與化學(xué)整理相結(jié)合,則可獲得更多的功能性,特別是在產(chǎn)業(yè)用紡織品和服裝終端上的應(yīng)用,可引領(lǐng)先進(jìn)的整理工藝,獲得高性能、耐水洗的多功能產(chǎn)品。

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