抗菌整理技術(shù)是一門(mén)牽涉面十分廣闊的邊緣學(xué)科,涉及染整、化工、醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)等諸多學(xué)科。該技術(shù)將抗菌整理劑應(yīng)用于紡織品上,不僅可以截?cái)嗉?xì)菌、真菌、霉菌等有害微生物傳播和繁殖的途徑,而且還可以防止由它們引起的氣味、色斑以及健康等問(wèn)題。
通??咕硎侵冈诩徔椘酚∪炯庸み^(guò)程中,采用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將抗菌劑施加到纖維上,并使之固著在紡織品中的一種方法。隨著紡織科技的發(fā)展,等離子體技術(shù)、真空濺鍍技術(shù)、納米技術(shù)等在紡織品抗菌整理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
等離子體抗菌整理
用等離子體表面處理來(lái)獲得抗菌效果是一種新興的表面抗菌改性技術(shù),與整體材料抗菌整理相比,表面處理抗菌更有優(yōu)勢(shì),且不傷害本體材料的性能。等離子體表面處理獲得材料表面抗菌性能的技術(shù)方法主要有離子注入、離子束輔助沉積(IBAD)和等離子浸沒(méi)離子注入沉積(PIII-D)等。
Nanofics真空等離子體處理設(shè)備及其處理效果
離子注入是將高能離子在真空條件下加速注入固體表面的方法。通過(guò)在紡織材料表面注入一些抗菌元素如Ag、Cu等,形成亞穩(wěn)相或沉淀相,可使材料獲得抗菌性能。該方法的優(yōu)點(diǎn)是解決了其他工藝制備的涂層表面與基體的連接問(wèn)題。
離子束輔助沉積技術(shù)是一種將離子注入與薄膜沉積融為一體的材料表面改性技術(shù)。它是指在氣相沉積鍍膜的同時(shí),采用一定能量的離子束進(jìn)行轟擊混合,從而形成單質(zhì)或化合物膜層。該方法可以在較低轟擊能量下連續(xù)生長(zhǎng)任意厚度的膜層,并能在室溫或近室溫下合成具有理想化學(xué)配比的化合物膜層。目前將該技術(shù)用于抗菌材料的研究還較少,未來(lái)有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
等離子浸沒(méi)離子注入沉積是在真空室中事先產(chǎn)生等離子體,然后在工作件上施加負(fù)偏壓來(lái)獲得離子的注入或沉積,其既具備離子注入效應(yīng),又具備常規(guī)離子鍍效應(yīng)。該方法能夠改善薄膜和復(fù)合層的物理化學(xué)性能,從而在抗菌材料的研究中有所應(yīng)用。
真空鍍銀抗菌整理
常規(guī)的化學(xué)鍍銀整理工藝簡(jiǎn)單,但耐久性、牢度和均勻度均不夠理想。真空鍍銀整理在高真空條件下進(jìn)行,一方面減少了銀原子與氣體分子的碰撞,從而減少化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,另一方面可保持被鍍紡織品表面潔凈,改善銀原子與纖維的附著牢度。
真空鍍銀時(shí)紡織品不能含有水分,否則會(huì)使真空度下降。真空鍍銀的纖維表面附著的銀層極薄,其附著牢度是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
濺鍍銀抗菌整理
紡織品濺鍍可在直流二級(jí)濺鍍裝置中進(jìn)行,濺鍍中金屬在紡織品上的附著牢度要比真空鍍好,調(diào)節(jié)金屬膜厚度方便,但其成膜速度較慢。此外,纖維的標(biāo)準(zhǔn)回潮率、耐熱性和親水基團(tuán)含量都會(huì)對(duì)濺鍍效果產(chǎn)生影響。
相比棉與粘膠纖維織物,滌綸織物更易于濺鍍,且濺鍍后的滌綸織物透氣性基本沒(méi)有變化,這與金屬膜包裹在每根纖維表面上,而不是附著在纖維的間隙處有關(guān)。濺鍍紡織品的剛?cè)嵝耘c未處理紡織品相比,其變化范圍為4%~24%,即稍有些發(fā)硬的傾向,與一般的樹(shù)脂整理和熱定形處理的變化相仿。
運(yùn)用磁控濺射和復(fù)合鍍膜工藝開(kāi)發(fā)的新型鍍銀纖維和面料,具有優(yōu)異的抗菌性能,是用于燒傷等重癥醫(yī)用敷料的頂級(jí)材料。同時(shí)提高含銀量,還可使面料具有隔離電磁輻射的功能。
可再生抗菌整理
通常紡織品的抗菌性在整理中容易得到,但是在洗滌中也容易失去。為了提高紡織材料抗菌整理的耐久性,實(shí)現(xiàn)抗菌功能的可再生是一種新的整理方法。在此新工藝中,抗菌劑化合物的母體(潛在抗菌劑)代替了抗菌劑本身,應(yīng)用于纖維素材料的抗菌處理中。在具有抗菌功能的基團(tuán)被活化之前,潛在抗菌劑以共價(jià)鍵結(jié)合在纖維素材料上,然后它可以通過(guò)一個(gè)可逆的化學(xué)過(guò)程(如氧化還原反應(yīng))活化,釋放出具有抗菌功能的基團(tuán)。這種整理方法類似于防皺整理過(guò)程,活化反應(yīng)可以在常規(guī)過(guò)程如漂白中實(shí)現(xiàn)。
潛在抗菌劑為一種乙內(nèi)酰脲衍生物,即單羥甲基-5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲(MDMH)。利用MDMH對(duì)纖維素織物進(jìn)行處理,MDMH中的羥甲基可與纖維素纖維分子鏈上的羥基反應(yīng),生產(chǎn)共價(jià)鍵;而MDMH中的仲氨基可用含有效氯的溶液處理,使之生成鹵胺結(jié)構(gòu),鹵胺結(jié)構(gòu)中共價(jià)鍵的氯極性非常強(qiáng),具有氧化作用,可致使微生物失活,從而達(dá)到抗菌效果;氯化后,氯原子被還原成氯化物,而鹵胺鍵轉(zhuǎn)化成仲氨基,經(jīng)再次氯化處理后可再生,從而實(shí)現(xiàn)抗菌功能的再生。
納米抗菌材料及其應(yīng)用
納米抗菌材料可分為天然納米抗菌材料、有機(jī)物納米抗菌材料和無(wú)機(jī)物納米抗菌材料3種。其中納米銀離子抗菌劑在無(wú)機(jī)抗菌劑中占有主導(dǎo)地位,其能在產(chǎn)品中均勻分散,對(duì)加工工藝沒(méi)有特殊要求,可廣泛應(yīng)用于各類纖維產(chǎn)品中;它依靠接觸反應(yīng)來(lái)破壞微生物活性,其抗菌成分為銀離子,抗菌效果持久。
通過(guò)物理吸附和離子交換等方法,將銀離子固定在沸石、陶瓷、硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑,然后進(jìn)行納米化,將其以涂層印花、熔體紡絲等方法加到相應(yīng)的制品中即可獲得具有抗菌能力的材料。以銀的復(fù)合物為主抗菌體,以納米TiO2和SiO2等為載體,納米級(jí)粉體顆粒的特殊效應(yīng)大大提高了整體的抗菌效果,使耐溫性、粉體細(xì)度、分散性和功能效應(yīng)得到了充分發(fā)揮。
[編輯:田田]