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抗菌剂的种类有哪些

抗菌剂的种类有哪些?

       抗菌整理剂主要可以分为无机、有机和天然三种。早期抗菌剂基本都属于有机系列,大多是含氮、硫、氯等元素的各类复杂化合物,其主要品种有:季铵盐类、双胍类、醇类、酚类、醛类、有机金属类、砒啶类、噻吩类等。该类抗菌剂短期杀菌效果好,但大多都有耐热稳定性差、寿命短等缺点。

       近十年来,绿色环保的要求越来越严格,抗菌剂的发展领域也越来越广阔,为了突破传统抗菌剂的缺陷,许多国家的研究者纷纷将目光投向有机抗菌剂的替代物——无机抗菌剂。特别是无机纳米系抗菌剂具有耐热性高、抗菌性强、安全可靠等特点,是当前研究较广的绿色抗菌剂。众多实验结果表明,纳米抗菌剂除具有抗菌效果之外,还具有低毒、易分散及较好的热稳定性等特点。因此,纳米抗菌剂几乎不会使人类及动物产生任何慢性或急性病症,其微量活性无机成份的释放,也不会对环境造成任何影响。

       由于回归自然和环境意识的增加,利用天然物质提供同样抗菌功能的想法,引起了人们的极大兴趣。天然抗菌剂成为了另一种环保型整理剂,具有广泛的开发前景。

1 无机纳米抗菌剂

       纳米氧化锌和纳米载银无机抗菌剂是当前研究应用较为活跃的绿色抗菌剂。当氧化锌的尺寸达到纳米数量级时,与普通氧化锌相比,展现出许多优异的、特殊的性质,如无毒和非迁移性等。由于量子尺寸效应和具有极大的比表面积,在抗菌整理时,具有用量少、高效等优点,这对于开发、生产绿色环保织物具有积极的意义。

       常用的金属离子主要是银、铜、锌离子。其中银离子不仅具有很好的抗菌性,同时还具有良好的耐洗性,且对人体无毒无刺激,因而载银无机抗菌剂作为一种绿色抗菌剂受到人们的广泛关注。纳米载银无机抗菌剂是银离子和钠米级无机化合物载体的复合体,它是利用纳米载体微粒表面含有许多纳米级微孔的特殊结构特征,采用离子交换的方法,将银离子固定在诸如沸石、硅胶、膨润土等疏松多孔的纳米载体材料的微孔中而获得的。

       无机纳米氧化锌抗菌剂的抗菌反应条件是"绿色"的,它是通过光反应使有机物分解来达到抗菌效果的。在阳光尤其是紫外线的照射下,粒子中的价带电子被激发跃迁到导带,形成光生电子-孔穴对,并在空间电荷层的电场作用下,发生有效分离。这种粒子光催化对细菌的作用表现在两个方面:一方面光生电子及光生孔穴与细胞膜或细胞内组分反应而导致细胞死亡;另一方面,光生电子或光生孔穴与水或空气中的氧反应,生成·OH,O-2·HO2· ,H2O2等活性氧类。这些氧化能力极强的活性氧类进攻细胞内组分,与之发生生化反应而导致细胞死亡。近年来,日本东京大学的一些研究人员还发现这些有光作用的粒子还有分解毒素的作用,而一般的抗菌剂只有杀菌作用。李群等在其文中也介绍了纳米ZnO在纺织品上的优良特性,其抗菌性能高效显著。

另外,其加工过程也是安全可靠的。目前,应用纳米技术开发抗菌纺织品主要有添加法和后整理法。添加法是将纳米材料如TiO2、ZnO等加入纺丝液中,使之生产出具有抗菌性能的合成纤维。其优点在于纳米粉体均匀分散在纤维内部,因而耐久性好,抗菌功效能够稳定存在。以棉为代表的天然纤维由于无法在生产过程中添加功能性材料,只能采取后整理的办法。通过浸轧、涂层等方法将纳米粉体处理到织物上,从而使织物获得抗菌性。

2 天然抗菌剂

       随着人们环保意识的增强和对"绿色"纺织品的渴望,天然抗菌剂越来越引起人们的关注。天然抗菌剂中,从动物中提取的主要有甲壳质、壳聚糖和昆虫抗菌性蛋由质等,从植物中提取的主要有棕榈油、椰子油、桧柏、艾篙、芦荟等,还有从矿物中提取的抗菌剂。

      在天然抗菌剂中应用较为广泛的为壳聚糖,壳聚糖主要来源于蟹壳、虾壳、贝壳和昆虫的外皮以及真菌和酶等的细胞壁,其资源丰富、生物可降解、吸收性能好、安全无毒,因此,对此类抗菌剂的应用研究十分活跃。朱平等将壳聚糖和多元羧酸混合后对棉织物进行整理,测试结果表明,棉织物获得抗菌免烫等多种功能。壳聚糖来源于自然界,属于"绿色"整理剂。陈建勇等采用羟甲基化和醚化等方法制备了改性壳聚糖,羟甲基壳聚糖和羟乙基醚壳聚糖分别对真丝绸和棉织物进行整理,实验结果表明,经整理后的织物具有较好的抗菌性和吸湿、保湿性能,从而表明了改性壳聚糖也可作为"绿色"纺织品整理剂。

目前提出的壳聚糖的抗菌整理机理大致有两种:

a.壳聚糖的氨基阳离子与构成微生物细胞壁的唾液酸磷脂等阴离子相互吸引,其结果束缚了微生物的自由度,阻碍其代谢和繁殖;

b.大量低分子量的壳聚糖侵入微生物细胞内,阻碍微生物的遗传密码由DNA向RNA复制,由此阻碍微生物的繁 殖。壳聚糖对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等均有抑制能力。

另外,甲壳质也有较多的应用,将甲壳质粉加入到化纤丝中,或将甲壳质纤维与其它纤维混纺,生产出具有抗菌保健功效的纺织品。因其不含化学药剂和金属成份,可作为高档绿色抗菌纺织品。



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