抗菌整理劑功能提升

    隨著現(xiàn)代非織造技術(shù)的發(fā)展，非織造材料在醫(yī)療用品、衛(wèi)生保健用品、日常使用物品、室內(nèi)裝潢織物、汽車內(nèi)飾和各種公共場所應(yīng)用越來越多，但非織造材料容易沾染細(xì)菌的短板一直是業(yè)界的一塊"心病"，尤其是與人體接觸的衣物、手術(shù)衣等可能附著人體產(chǎn)生的汗液、皮脂等代謝物更適合細(xì)菌的生長，因此，對相關(guān)領(lǐng)域使用的非織造材料進行抗菌加工刻不容緩。其中，一直處于發(fā)展弱勢地位的抗菌劑成為提升非織造材料抗菌功能的首要任務(wù)。

　　英國倫敦大學(xué)研究人員最近在《化學(xué)科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，已經(jīng)研發(fā)出一種新型非織造光催化抗菌劑--納米二氧化鈦(TiO2)。這種材料在光照條件下對細(xì)菌產(chǎn)生致命效果，在黑暗環(huán)境中則具有很好的抗菌作用，現(xiàn)代醫(yī)院如廣泛使用這種抗菌材料，可有效降低院內(nèi)感染。

　　三種晶體結(jié)構(gòu)共同實現(xiàn)抗菌效果

　　與普通抗菌性相比，納米TiO2光催化材料具有耐高溫(＞600℃)性能，并且在安全性、抗藥性、耐候性及耐熱加工型等方面也較好，可以廣泛應(yīng)用于抗菌織物及非織造布等領(lǐng)域。同時，TiO2光催化材料也可將甲醛、氨、苯、二甲苯、二氧化硫、氮的氧化物等有害氣體和有機物分解，實現(xiàn)抗菌和凈化空氣、水的作用。近光催化抗菌劑整理的非織造布的抗菌機理使用與再生原理，及在光照條件會圓圓護短的產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，保證抗菌的長效性。

　　倫敦大學(xué)Jackson教授指出，光催化無機抗菌劑是利用半導(dǎo)體材料的光催化性能實現(xiàn)抗菌作用的新型抗菌劑。半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)，一般由低能的夾帶和高能的導(dǎo)帶構(gòu)成，價帶和導(dǎo)帶之間存在禁帶。半導(dǎo)體的禁帶寬度一般在3.0eV一下。當(dāng)能接受能量大于或等于能隙的照射時，半導(dǎo)體材料吸收光可產(chǎn)生電子(e-)-空穴(h+)對。由于半導(dǎo)體材料的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域光生電子-空穴對一般有皮秒級的壽命，足以是光生電子和光生空穴對經(jīng)由禁帶向來自溶液或氣相的吸附在半導(dǎo)體表面的物種轉(zhuǎn)移電荷。TiO2有三種晶體結(jié)構(gòu)分別是金紅石型、板鈦礦和銳鈦礦型，三種晶體結(jié)構(gòu)可以共同實現(xiàn)抗菌效果。其中，銳鈦礦型的TiO2的禁帶寬度為3.2eV，相當(dāng)于波長為387.5nm的光子能量。同時TiO2顆粒的大小對其抗菌效果也有一定的影響，TiO2顆粒越小，滅殺細(xì)菌的效果越好，目前常用的TiO2抗菌劑的顆粒多為超細(xì)TiO2，處于納米量級的TiO2則具有更加的抗菌性。

　　納米TiO2抗菌劑發(fā)展具有四趨勢

　　具有光催化特性的半導(dǎo)體材料有很多，有TiO2、WO3、ZrO、V2O3、ZnO、CdS、SeO2、GaP、SiC、SnO2、Fe2O3等，但是除了TiO2之外的其他材料都存在穩(wěn)定性差易氧化、壽命短等缺點，所以在研究和應(yīng)用上的重視程度不如TiO2。

由TiO2光催化抗菌性能的特點及其應(yīng)用前景，西北有色金屬研究院研究者張建認(rèn)為，TiO2光催化無機抗菌材料今后的研究與發(fā)展可能將體現(xiàn)在4個方面。一是TiO2光催化殺菌反應(yīng)是紫外光激發(fā)下的反應(yīng)，光催化活性氧類存在的時間非常短，生活空間能利用的紫外光較少，如果進一步提高其光激發(fā)波長范圍，同時提高其對細(xì)菌的吸附性，大活性氧類與細(xì)菌的接觸，使更多的光活性氧類物質(zhì)得以產(chǎn)生，那么納米二氧化鈦抗菌劑將可以更多地參與光催化反應(yīng)，大幅度提升非織造材料的整體功能；二是提高其施用性，低成本、高活性、耐候性、實施方便的光催化抗菌涂料將是今后開發(fā)的一個重要方向；三是由于釉面磚、玻璃等表面的TiO2光催化涂膜需要再次燒結(jié)，因此，有必要研究它們表面生產(chǎn)過程中的在線涂膜技術(shù)，從而避免涂膜工藝中基體的清洗過程，并使基體生產(chǎn)和涂膜工藝所需的燒結(jié)過程一步完成；四是由于并非所有的細(xì)菌都對人體有害，而TiO2光催化殺菌效應(yīng)卻是針對所有的細(xì)菌，因此如何提高其對細(xì)菌的選擇殺滅性，也是研究者必須加以考慮的。

　　挑選助劑須遵循非織造布用抗菌整理劑基本要求

　　作為非織造抗菌材料最重要的助劑，目前可用于非織造整理的抗菌劑種類有很多。根據(jù)非織造布纖維原料、抗菌非織造布的最終使用不同，對使用的抗菌整理劑的要求也不僅相同。但總體上，用于非織造布抗菌整理的抗菌劑應(yīng)滿足以下要求。

　　1、抗菌效率高。及抗菌劑在低濃度時就具有良好的抗菌性能。可通過最小抑菌濃度(抑制細(xì)菌發(fā)育繁殖所需的最小抗菌劑濃度MIC)和最小殺菌濃度(傻妹細(xì)菌抗菌劑的最低濃度MBC)來衡量。MIC或MBC越小，表明抗菌劑的抗菌效率越高。

　　經(jīng)抗菌劑整理的非織造布的抗菌效力的評價除了取決于抗菌劑的性質(zhì)、抗菌整理劑的含量，還與非織造布的纖維性質(zhì)、接觸環(huán)境的微生物種類及數(shù)量等因素有關(guān)。

　　2、抗菌譜廣。即對多種微生物和同種微生物不同菌株都具有抑制或殺滅作用。微生物的種類極多繁多，抗菌劑一般只能對部分待定的微生物種類表現(xiàn)出抗菌活性，而對其他微生物不表現(xiàn)出抗菌性。能對許多微生物同時表現(xiàn)抗菌活性的抗菌劑成為廣譜抗菌劑；只對一種或少量微生物表現(xiàn)抗菌活性的抗菌劑成為特異性抗菌劑。抗菌劑能表現(xiàn)抗菌活性的微生物種類集合成為該抗菌劑的抗菌譜。非織造布在使用過程中，尤其是非一次性永平，在其使用過程會接觸到多種微生物，因此需要使用的抗菌整理劑具有廣譜抗菌性。但在實際應(yīng)用中，要求抗菌劑對所有微生物都具有啥沒醒或一致性是不現(xiàn)實的，可以根據(jù)非織造布的使用場合對抗菌劑的抗菌譜提出不同的要求，如存在與醫(yī)院環(huán)境的主要致病菌有葡萄球菌、克雷伯氏菌、沙雷氏菌等。因此，醫(yī)療用非織造布的抗菌整理劑就需要有對上述喜劇的活性具有抑制作用。

　　3、穩(wěn)定性好。抗菌整理劑的穩(wěn)定性致抗菌劑本身物理化學(xué)能隨時間或環(huán)境裱花保持穩(wěn)定的能力，包括抗菌效果，抗菌劑的外觀、顏色、物理性能等，要求抗菌劑在整理加工、使用、貯存以及其他加工過程中不受紫外線、可見光、熱、水等環(huán)境的影響，與燃料等常用紡織助劑具有反應(yīng)惰性，不影響非織造布的物理性能能和外觀等。

　　4、安全好。安全性是對抗菌整理劑的一個重要要求。抗菌整理劑大多數(shù)為人工合成的有機或無機化合物，化學(xué)成分復(fù)雜，具有一定的機體毒性，在其生產(chǎn)和使用中可能對人體造成一定的危害。如早期使用的一些重金屬化合物抗菌劑就因?qū)C體的毒性而被禁用。

　　為了安全使用抗菌劑，一般都需要對抗菌劑進行毒理學(xué)評價。毒理學(xué)評價除了做必要的分析檢驗外，通常通過動物毒性試驗取得數(shù)據(jù)，現(xiàn)已經(jīng)工人的重要標(biāo)準(zhǔn)有：急性毒性試驗；亞急性毒性試驗；慢性毒性試驗。致癌性試驗；致突變性試驗；皮膚刺激性試驗；眼刺激性試驗；皮膚過敏性試驗。其中急性毒性指標(biāo)最重要，指機體一次接觸外來化合物之后所引起的中毒效應(yīng)，急性毒性可以初步估計該化合物對人類毒害的危險性，通常以半數(shù)致死量，即在是衍生物的群體中能引起半數(shù)生物死亡的計量來表述毒性大小，半數(shù)致死量越小其毒性悅達(dá)。更具半數(shù)致死量可以將化合物進行毒性分為劇毒、高度、中等毒、低毒微毒幾類。

　　抗菌劑的毒性除了與物質(zhì)本身化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)有關(guān)外，還與使用濃度、作用時間、接觸途徑和部位、物質(zhì)的相互作用與集體的機能狀態(tài)等條件有關(guān)。

　　5、相容性好、適于整理加工。抗菌劑需要結(jié)合非織布才能支撐相應(yīng)的制品使用，所以選擇的抗菌劑要與相應(yīng)的非織造布纖維有良好的相容性，并且能否適應(yīng)整理加工工藝要求。抗菌劑與非織布纖維之間良好的相容性和較強的結(jié)合力，也是保證抗菌劑在使用過程中不會造成過度的流失、提高抗菌持久性的要求。

　　6、價格適宜。價格也是在選擇抗菌劑是需要考慮的一個因素。經(jīng)抗菌劑整理的非織造產(chǎn)品的生產(chǎn)成本會有一定的增加，這種成本的增加應(yīng)與抗菌佛納甘能的增加給產(chǎn)品帶來的經(jīng)濟效率的提升相匹配，而不應(yīng)該導(dǎo)致產(chǎn)品因成本帶來市場的萎縮。