的健康，还有可能引起重大的医疗事故。
因此，抗菌剂的选择和新型抗菌整理技术对健康卫生涤纶的研发起着至关重要的作用。近年来，由于传统的抗菌剂与纤维的结合度低，耐洗性差，抗菌持久性差，研究者对抗菌效果持久的天然新型抗菌剂及抗菌整理方法的探索不断加快。 1 涤纶抗菌整理机理
目前，织物用抗菌剂种类很多，但抗菌原理模型都是通过破坏细菌细胞结构的完整性来实现的，其抗菌机理主要有两种：一是抗菌剂中的有效成分使细菌体内蛋白类物质变性或沉淀；二是破坏细菌体细胞膜，抑制或影响细菌的代谢，如金属盐抗菌剂、阳离子抗菌剂、光催化型抗菌剂和季铵盐化合物，其中金属银离子的抗菌机理是金属银离子与—SH 反应，替换出质子，甚至破坏维持酶活力所必需的金属离子，从而使大多数酶失活， 涤纶及其织物抗菌功能改性的研究与开发
文 | 张治斌 李 刚 毛森贤 厉巽巽 陈玉霜 毛青山 潘志娟 王晓沁
作者简介：张治斌，男，1989年生，硕士在读，主要从事抗菌纺织品的研究。
无机抗菌剂
通信作者：李 刚，特聘副教授，E-mail: tcligang@suda.edu 。作者单位：张治斌、李 刚、潘志娟、王晓沁，苏州大学纺织与服装工程学院；毛森贤、厉巽巽、陈玉霜、毛青山，浙江真爱美家股份有限公司。
基金项目：国家自然科学基金项目（51603140）；中国博士后科学基金项目（2017M620223）；江苏省自然科学基金项目（BK20150372）；江苏省高校自然科学研究面上项目（16KJB540003）；南通市科技计划项目（GY12017002）。
涤纶是一种价廉且制备工艺简单的合成纤维。由于其具有强度高、弹性好、易洗快干等优点逐渐受到市场的推崇，并被广泛应用在服装、工业、医疗卫生等领域。在涤纶的染整加工过程中，各种助剂、整理剂的使用可为微生物提供营养物质，当温湿度适合生长时，微生物便会在纺织品上大量生长繁殖。这不仅会威胁人们
Research and Development in Antibacterial Finishing of Polyester Fiber
and Related Fabrics
摘要：随着生活水平的不断提高，人们对纺织品的功能性越来越重视，尤其是具有抗菌功能的纺织品。文章就抗菌机理、抗菌剂种类和纺织品抗菌整理技术等方面，介绍了近年来用于涤纶抗菌整理的
各类抗菌剂，并对这些抗菌剂在使用过程中存在的问题进行了分析；同时，介绍了微胶囊抗菌整理、混纺抗菌整理等织物抗菌整理技术，并且对涤纶及其织物抗菌整理的发展进行了展望。关键词：涤纶改性；抗菌剂；抗菌机理；抗菌技术中图分类号：TS107.2 文献标志码：A
Abstract: With the improvement of people's living standards, people pay more attention to the functionality of textiles. Based on the antibacterial mechanism, antibacterial agents and antibacterial finishing technology, etc., this paper introduces various types of antibacterial agents for polyester fiber antibacterial finishing in recent years, and analyzes the problems existing in the use of these antibacterial agents. Meanwhile, the paper also introduces several antibacterial finishing technologies, i.e., microcapsule antibacterial finishing, blending antibacterial finishing, etc., and looks forward to the development direction of antibacterial finishing technology.
Key words: modified polyester fiber ; antibacterial agent; antibacterial mechanism; antibacterial technology
抑制细菌的生长繁殖；阳离子型的抗菌剂通过静电作用与细菌内带负电的物质结合，导致细菌内电荷分布不均，细胞壁破裂，达到杀菌作用；光催化抗菌剂则是在紫外光照下产生强羟基自由基及活性氧离子，这些强氧化基团可以将有机物氧化降解，破坏细菌膜结构，导致细菌死亡。
2 涤纶的抗菌剂种类
按照抗菌剂的种类，涤纶的抗菌整理剂可分为无机、有机和天然抗菌整理剂。
2.1 无机抗菌剂
目前，无机抗菌剂主要包括金属元素抗菌剂和光催化抗菌剂两种，该类抗菌剂相比其他抗菌剂的优点在于其抗菌范围广、耐热性和持续性好等，但是该类抗菌剂在使用过程中添加量过大，易导致织物变。因此，该抗菌剂在纺织领域的应用逐年降低。表 1 是无机抗菌剂的详细介绍。
2.1.1 金属元素抗菌剂
金属元素抗菌剂主要有 3 类，即银系、锌系、铜系，其耐高温性能优于有机抗菌剂，且银系抗菌剂无、无毒，抑菌能力较强，所以目前使用的金属元素抗菌剂以银系抗菌剂为主。倪其洲通过优化染整工艺，采用纳米银对涤纶面料进行整理获得具有一定抗菌性能的涤纶面料。周婷婷等利用制备的纳米银溶液对涤纶进行抗菌整理，结果表明整理后的涤纶织物经多次洗涤后对大肠杆菌和金黄葡萄球菌仍具有明显的抗菌效果。尽管银离子抗菌剂性能优越，但其银盐对光反应敏感，织物遇光后易产生变。对此，有关学者采用能与金属离子形成稳定螯合物的材料作为载体，如沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂等。
2.1.2 光催化型抗菌剂
光催化抗菌剂具有广泛的开发前景，其中主要的代表是TiO2抗菌剂。TiO2抗菌剂是一种价格低廉、稳定性好、环保性强的无机抗菌剂，在纺织品应用方面优势明显，经TiO2改性后的织物具有抗紫外、抗静电、防污除臭等多种功能。RODRIGUEZ等将TiO2应用在织物对细菌降解上，结果表明涂层的织物在紫外光照射下显示出良好的杀菌效果。赵朋等人利用紫外光将TiO2接枝到涤纶织物表面，接枝后的涤纶织物对金黄葡萄球菌和大肠杆菌均有较强的抑制效果。
TiO
2
抗菌剂虽然具有环保性强、抗菌性好、稳定性好等优点，但只能在强紫外光照射下才能发挥较强抗菌性能。由于抗菌过程中消耗的光能量较多，导致TiO2抗菌剂的应用场合受到了限制。为了扩大作用光的波长范围，人们对TiO2的金属离子掺杂进行了研究，常用的离子有Ag+、Cu2+、Fe3+等。SANGCHAY等通过溶胶－凝胶法制备Cu-TiO2薄膜，研究证明高浓度的Cu会产生较高的光催化活性，且对大肠杆菌的抑制率达到100%。GUPTA 等发现掺杂Ag会影响TiO2半导体颗粒表面的能带结构，从而提高TiO2的光催化活性，对微生物的抑菌率可达到100%。有关学者也研究了掺杂碳、氮的改性，发现其在可见光诱发下就可发生催化反应，抗菌效果优于纯
TiO
2
。
2.2 有机抗菌剂
有机抗菌剂在国内的研究和应用要早于无机抗菌剂，因此，该类抗菌剂在市场上种类繁多，价格低廉。但部分有机抗菌剂耐热性差、易分解、易产生耐药性等缺点限制了该类抗菌剂在纺织领域的应用。有机抗菌剂按化学结构可分为季铵盐类、胍类、苯酚类等，其详细信息如表 2 所示。
2.2.1 季铵盐类抗菌剂
季铵盐是有机抗菌剂中使用最广泛、抗菌效果最优的一类抗菌剂。但其抗菌持久性差，毒性大，现阶段研究中解决该问题的主要方法是将季铵盐与有机硅结合，制成有机硅季铵盐，该类合成抗菌剂不但耐高温，而且抗菌效果持久，抗菌范围广。
有机硅季铵盐整理织物时可赋予织物优良的柔软性、回弹性、抗静电性及抗菌性等。目前，季铵盐抗菌剂中最具代表性的是美国Dow Corning（道康宁）公司研制的DC－5700，DC－5700被水稀释时可形成一种与纤表 2 有机抗菌剂分类及其优缺点
表 1 无机抗菌剂分类
维表面牢固结合的基团，从而生产出抗菌效果持久的纺织品。周安安采用复合阳离子有机硅季铵盐整理涤纶长丝后，获得了手感良好、抗菌效果持久的涤纶织物。2.2.2 胍类抗菌剂
胍类抗菌剂对真菌具有良好的抑制效果，毒性小，安全性高，对人体潜在威胁性小，因此胍类抗菌剂被广泛地应用于纺织品、医疗、食品等领域。目前常用的胍类抗菌剂有三氟甲基二苯脲、烷基乙烯脲、十二烷基胍、聚六亚甲基双胍盐酸盐等。
胍类抗菌剂主要分为单胍类与双胍类两种。单胍类抗菌剂是近年刚发展起来的一种新型抗菌整理剂，其活性成分主要为聚六亚甲基胍（PHMG）。PHMG通过吸附在带负电的微生物表面而起杀菌作用。ZHANG等以聚六亚甲基胍盐酸盐制备聚对苯二甲酸乙二醇酯并将该共聚物共价结合到PET基体上，获得了抗菌效果持久的涤纶织物。双胍结构抗菌剂在纺织品的抗菌除臭方面应用比较广泛，其有效成分是聚六甲基双胍盐酸盐（PHMB）。20世纪80年代，Zeneca公司开发该类抗菌剂并用于涤棉混纺织物的抗菌整理，该抗菌剂整理的织物不仅具有良好抗菌效果，而且对人体安全无毒。
2.2.3 酚类抗菌剂
酚类抗菌剂具有较强的抗菌活性且价格低廉，抗菌效果持久，其代表产品是对氯间甲苯酚和对氯间二甲苯酚，但该种抗菌剂含有特殊的刺激性气味，从而使其在纺织品上的应用受到阻碍。
2.3 天然抗菌剂
天然有机抗菌剂主要包括两种，即植物源抗菌剂和动物源抗菌剂。植物源抗菌剂来源于竹子、甘草、茶叶和其他一些中草药等；动物源抗菌剂主要是虾、贝壳等动物中提取的壳聚糖（图 1），这种天然高分子具有良好的生物相容性、安全性、广谱抗菌性等，现已被广泛应用于纺织品的功能性整理。
图 1 壳聚糖的分子结构
壳聚糖抗菌性能的影响因素较多，其相对分子质量、脱乙酰度等都会对抗菌产生影响。ZHENG等探讨了壳聚糖的分子量对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的影响，发现壳聚糖对金黄葡萄球菌的抑制作用随着分子量的增加而增强，而对大肠杆菌的影响则相反。同时有关学者研究了壳聚糖的脱乙酰度、浓度、溶液的pH值等对壳聚糖抗菌性的影响。壳聚糖整理纤维素织物时，由于其与纤维素织物的结合能力差，从而会导致纤维素织物抗菌的耐久性差。为此，许多学者将壳聚糖与交联剂一起使用，改善织物抗菌的耐久性。
壳聚糖属于非溶出型抗菌剂，它可以抑制细菌的生长，但并不能杀死细菌，因此有些学者也将壳聚糖与金属离子或金属氧化物复合后整理在织物上，提高织物的抗菌耐久性。胡凤霞等采用浸渍法将壳聚糖/Ag+复合整理织物，发现经整理后的织物的抗菌效果优于单独使用壳聚糖或银离子的织物，可达到93%以上的抑菌率。MALINI等通过将多孔壳聚糖膜与纳米ZnO结合来增加抗微生物活性，经测试表明合成的纳米复合膜对革兰氏阴性菌和阳性菌表现出更强的抗菌性。除此之外，还有学者将季铵盐与壳聚糖上的氨基结合制得一种水溶性壳聚糖衍生物，这种壳聚糖衍生物可有效地抑制大肠杆菌和金黄葡萄球菌的生长。
3 涤纶抗菌整理技术
3.1 微胶囊抗菌技术
微胶囊抗菌技术是把具有抗菌性能的药物包覆起来制备成微胶囊，然后采用涂层和喷洒设备将微胶囊整理到纱线或纤维表面，使其在织物的使用过程中缓慢释放出抗菌药物，从而提高织物的抗菌持久性。这种抗菌整理具有抗菌持久、高效、绿环保等优点，现在已广泛应用于织物的防紫外、阻燃、防蚊虫、抗菌防臭等功能性整理。
我国对微胶囊抗菌技术的研究近几年才逐渐发展起来。陕西科技大学的黄玲等采用单凝聚法制备艾蒿油/壳聚糖微胶囊抗菌剂，并用制备的微胶囊整理织物开发出了一种抗菌效果优异的织物。钱坤等以环氧树脂为壁材、皮肤外用药皮炎平为芯材，采用界面聚合法制备了微胶囊抗菌剂，该抗菌剂整理的毛巾洗涤50次后对金黄葡萄球菌和大肠杆菌仍具有很强的抗菌效果。同时也有学者将两种抗菌剂结合制备成微胶囊以获得高抗菌性能的整理剂。
国外微胶囊技术起步要早于国内，早在1987年，英国的纺织技术集团研制了具有持久、广谱抗菌的棉毛混纺及纯毛织物，该织物是将三氯生经微胶囊化后整理获得，且经微胶囊整理的织物有很好的抗菌效果。SUNDRARAJAN 等采用凝聚技术制备用阿拉伯胶包覆柠
n
檬烯的抗菌微胶囊，经过处理的织物具有持久的香味和抗菌性能。随着人们生活水平的提高，其对纺织品的安全保健要求也越来越高，微胶囊抗菌剂作为一种新型抗菌剂将成为纺织品抗菌整理剂的重要
发展方向。
3.2 混纺抗菌技术
混纺抗菌整理是将具有抗菌性能的纤维与其他纤维按照一定比例混纺成纱线，然后再制成纺织品的一种方法。该方法制得的抗菌织物的抗菌效果持久、耐洗性好。其中抗菌纤维主要包括人工抗菌纤维和天然抗菌纤维两种，人工抗菌纤维是在纤维制备中加入抗菌剂，通过共混/复合纺丝法制成，稳定性强；天然抗菌纤维本身含有抗菌物质，不需要抗菌剂的处理，生态环保性高，例如麻类纤维和竹纤维本身具有抗菌性，将其与其他纤维混纺制成的纺织品同样会被赋予抗菌性能。
关于人工抗菌纤维的混纺整理，有许多学者已进行过研究。王宝华等以银系抗菌剂制备纳米抗菌涤纶，并将该纳米抗菌涤纶与木代尔纤维混纺制成抗菌混纺针织纱线。但是，人造抗菌纤维采用的大多数抗菌剂对人体皮肤有一定的刺激性，易对人体的健康造成危害，并且耐久性和稳定性差，不利于多次洗涤。而天然抗菌纤维与人工抗菌纤维相比，显示出更大的优势，具有优良的抗菌性和持久性，且安全性高，来源丰富。赵博等将纤维含量为93%的竹纤维与细旦涤纶混纺，研发了强力高、透气性好、抗菌性强的涤纶混纺纱。王世利等将圣麻纤维、羊毛、涤纶进行混纺，研制出吸湿透气、抗菌防霉、抗皱保形的薄花呢。目前天然抗菌纤维的开发已成为抗菌纺织品的发展方向。
4 结论
综上所述，虽然无机抗菌剂的抗菌范围广、耐热性好，但是添加量过大，易导致织物变；有机抗菌剂抗菌效果强，但是部分抗菌剂耐热性差，易产生耐药性。天然抗菌剂具有广谱抗菌性、安全无毒、资源丰富等优点，所得的抗菌织物也具有一系列优良的特性。因此，今后抗菌剂应该以天然抗菌剂为主，以抗菌高效、持久无机抗菌剂为辅对织物进行复合改性。同时，应加大对新型抗菌整理技术的研究，将新型抗菌剂和抗菌整理技术结合应用于织物抗菌整理，制备出抗菌范围更广、抗菌效果更持久、功能更齐全的纺织品。参考文献
[1] 倪其洲．纳米银涤纶面料的抗菌性能[J]．印染，2012，38（8）：
32－34．
[2] 周婷婷，林红，陈宇岳．纳米银的制备及其对涤纶织物抗菌整
理[J]．纺织学报，2011，32 （12）： 98－102．
[3] RODRIGUEZ C，CARA D I，RENAUD F，et al．Antibacterial
effects of photocatalytic textiles for footwear application[J]．Ca-
talysis Today，2014，230（2）：41－46．
[4] 赵朋，吴赞敏．紫外线接枝法制备光触媒抗菌涤纶织物[J]．合
成纤维，2013，42（6）：18－22．
[5] SANGCHA Y W，SIKONG L，KOOPTARNOND K．The photo-
catalytic and antibacterial activity of Cu-doped TiO
2
thin films[J]．
Walailak Journal of Science & Technology，2013，10（1）：19－27．
[6] GUPTA K，SINGH R P，PANDEY A，et al．Photocatalytic anti-
bacterial performance of TiO
2
and Ag-doped TiO
2
against S. aureus.
P. aeruginosa and E. Coli [J]．Beilstein Journal of Nanotechnolo-
gy，2013，4（1）：345－351．
[7] LIANG P M S．Method of producing antibacterial fibers：US
Patent, 5458906 [P]．1995－10－17．
[8] 周安安．复合阳离子型有机硅柔软剂的研制及应用[J]．浙江科
技学院学报，2005，17（2）：102－105．
[9] ZHANG Q，LU S H，ZHENG A N，et al．Preparation and char-
acterization of long-acting antimicrobial polyethylene terephthalate via covalent bonding method[J]．Chemical Journal of Chinese
Universities-Chinese Edition，2014，35（4）：873－880．[10] ZHENG L Y，ZHU J F．Study on antimicrobial activity of chitosan
with different molecular weights [J]．Carbohydrate Polymers，
2003，54（4）：527－530．
[11] 耿佃东，马艳丽，刘茜，等．壳聚糖在纺织品抗菌整理中的研
究进展[J]．黑龙江纺织，2013（4）：9－12．
[12] 胡凤霞，杜兆芳，张健．壳聚糖／Ag+复合抗菌剂整理莫代尔
织物[J]．纺织学报，2014，35（12）：80－83，90．
[13] MALINI M，THIRUMA V ALLA V AN M，YANG W Y， et al．
A versatile chitosan/ZnO nanocomposite with enhanced antimicro-
bial properties[J]．International Journal of Biological Macromole-
cules，2015，80：121－129．
[14] 黄玲，林桂顺，刘淑芳．单凝聚法制备壳聚糖－艾蒿油微胶囊
抗菌剂的研究[J]．印染助剂，2006，23（12）：13－15．[15] 钱坤，曹海建，盛东晓．微胶囊技术在抗菌毛巾中的应用[J]．
印染，2004，30（17）：32－34．
[16] 高冬梅，金菊花，韩菲菲，等．纳米银微胶囊的抗菌整理[J]．
毛纺科技，2008，36（9）：20－22．
[17] SUNDRARAJAN M，RUKMANI A．Durable antibacterial finishing
on cotton by impregnation of limonene microcapsules[J]．Advanced Chemistry Letters，2013，1（1）：40－43．
[18] 王宝华，张佩华，孙敏．纳米抗菌涤/Modal混纺纱与针织产品
的开发[J]．国际纺织导报，2012，40（3）：44，46－48．[19] 赵博，石陶然．竹纤维／细旦涤纶混纺纱[J]．纺织导报，2004
（1）：66－68，101．
[20] 王世利，张志，高慧，等．毛涤圣麻精纺薄花呢的设计开发
[J]．毛纺科技，2008，36（1）：30－32．
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议