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纺织品功能整理1、功能整理的含义凡是能赋予纺织品某种特殊实用功能的整理加工统称为功能整理。 它包括：抗皱、防缩、防水、防油、阻燃、抗菌防臭、防霉防蛀、防静电、防紫外线、防辐射、香味整理、陶瓷（保健）整理等等。2、服装功能的发展历史第一阶段：遮体、保暖。第二阶段：织物延伸的穿着功能（易保养功能） 抗皱、防缩；防水、防油、防污、阻燃。第三阶段：具有医疗、保健和防护等功能抗菌防臭、防霉、防蛀、防静电、防紫外线、防辐射、止血、香味整理、陶瓷（保健）整理等。 3、我国功能性纺织品与国际水平的差距l 印染企业受服装企业选择面料的要求制约。 l 开发的功能性面料不能做到时尚性、舒适性和功能性的有机结合。 l 主要依靠印染后整理加工。缺少从纤维原料、纺纱织造、印染、服装一条龙全方位考虑，造成产品功能性不耐久，功能性指标不高，技术含量低，易被仿冒而低价竞争。 l 功能性产品缺乏统一的质量标准和检测方法。 l 功能性加工的环保和安全问题尚未解决。 l 我国功能性产品的开发思路主要依赖于助剂加工，不能做到多学科交叉研发，因而，产品技术含量低、档次低，缺乏技术创新和价值创新。 l 缺乏市场调研投入。 4、染整加工的内容坯布准备前处理（练漂）染色和印花整理一般整理和特殊整理功能整理第一章 总论一、纺织纤维概论1、纺织纤维的涵义 一般而言直径细到几微米或几十微米，而长度比细度大许多倍的物质称为纤维。其中长度达几十毫米以上并具有一定的强度、可挠曲性或具有一定的包缠性和其他服用性能，可以生产纺织制品的，称为纺织纤维新型纤维：差别化纤维：变形丝、异形纤维、超细纤维、混纤丝、复合纤维、易染色纤维、吸水吸湿纤维功能性纤维：抗静电和导电纤维、防紫外线纤维、光导纤维、抗菌防臭纤维、变色纤维、纳米纤维、智能纤维高性能纤维：芳纶1414、芳纶1313聚苯并恶唑PBO、聚四氟乙烯PTFE、碳纤维二、功能纤维及功能纺织品1、涵义 功能纤维及功能纺织品指除一般纤维及纺织品所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维及纺织品，如卫生保健纺织品，防护功能纺织品、舒适功能纺织品、医疗和环保功能纺织品等。2、分类功能性纤维：物理性功能纤维：导电性、抗静电性、光电性、记忆性、耐高温性、阻燃性、热敏性、蓄热性、蓄光性、光导性、光折射性、光干涉性以及异型截面纤维、超细纤维、表面处理纤维等化学性功能纤维：光降解性、光交联性、催化活性等物质分离性功能纤维：中空分离性、微孔分离性、反渗透性、离子交换性、高吸水性、高吸油性及选择吸附性等生物适应性功能纤维：抗菌性、芳香性、生物适应性和人工透析性、生物吸收性和生物相容性等3、功能性纤维制品的生产方法 共混纺丝法 ：在纺丝液中添加具有特殊功能的物质，然后纺丝，这种方法得到的产品性能稳定，效果持久复合纺丝: 将含有功能性物质的溶液与一般纺丝溶液从同一纺丝口喷出，形成长丝，其结构有多种，如并列形、皮芯形、海岛形等；纤维改性 : 将原有纤维进行改性，使其带有功能性物质基团特殊后整理: 在后整理过程中对织物进行涂层、浸轧或喷洒功能性物质，这种加工方法所得到的产品耐久性不强使用新型纤维 : 如甲壳素纤维、牛奶蛋白接枝纤维、大豆蛋白接枝纤维、竹纤维等。三、化学纤维制造概述化学纤维的制造必须经过高聚物的聚合或提纯、纺丝液的制备、纺丝和后加工四个步骤。（一）高聚物的聚合或提纯再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。合成纤维则是以煤、石油、天然气及一些农副产品等低分子物为原料制成单体后，经过化学聚合或缩聚成高聚物，然后再制成纤维。（二）纺丝流体的制备 纺丝流体的制备主要有熔体纺丝法和溶液纺丝法两种方法。凡高聚物的熔点低于其分解温度的，采用熔体纺丝法；对于熔点高于分解温度的采用溶液纺丝法。（三）纺丝 将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细流状，再在适当的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。 常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。 1、熔体纺丝 是将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，在周围空气（或水）中冷却凝固成丝的方法。此方法优点是流程短、纺丝速度高、成本低。合成纤维中的涤纶、锦纶、丙纶等都条用此法纺丝。2、溶液纺丝 根据凝固方法的不同分为湿法纺丝和干法纺丝 （1）湿法纺丝：将高聚物溶解所制得的纺丝液从喷丝孔中压出，在凝固液中固化成丝的方法。湿法纺丝的纺丝速度较慢，但喷丝孔数较多。所纺的丝截面大多不呈圆形，且有较明显的皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维采用湿法纺丝。（2）干法纺丝：将用溶液法所制得的纺丝液从喷丝孔中压出，形成细流，在空气中溶剂迅速挥发而凝固成丝的方法。干法纺丝质量好，喷丝孔数少，但成本较高，对环境的污染较为严重。醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶等采用干法纺丝。3、其他纺丝方法为了改善纤维的某些性能和纺制出具有某些特殊性质的新品种纤维，在上述纺丝法的基础上，又有一些新的纺丝方法。（1）复合纤维纺丝法 此法是将两种（或两种以上）不同化学组成或不同浓度的纺丝流体分别由同一喷丝头中压出，在喷丝孔的适当部位相遇后，形成具有两种（或两种以上）不同组分的复合纤维。（2）异形纤维纺丝法 用非圆形喷丝孔纺丝，根据喷丝孔的开头可纺得各种不同截面的纤维，如三角形，Y形，星形和中空纤维等。（3）着色纤维纺丝法 此方法是在化学纤维生产过程中掺入适当的颜料或染料，直接制成有色纤维。（4）超细纤维纺丝法 此法是在熔体纺丝或干法纺丝的成形时，用高速气流喷吹，并进行高倍拉伸，从而纺得直径细达5m以下的超细纤维。（四）后加工 初生纤维强度很低，伸长很大，沸水收缩率很高。为了完善纤维的结构和性能，得到性能优良的纺织用纤维，还必须经过一系列的后加工。化学纤维的后加工工序根据可纺纤维的品种和纺织加工的要求而有所不同。1、短纤维的后加工 其加工流程如下：集束集束拉伸水洗上油卷曲干燥热定型切断打包2、长丝的后加工 长丝的后加工比短纤维复杂。粘胶长丝的后加工包括：水洗脱硫漂白酸洗上油脱水烘干络筒3、涤纶和锦纶6长丝的后加工包括拉伸加捻后加捻压洗（涤纶不经压洗干燥）热定型平衡倒筒包装检验分等第二章 阻燃纤维及纺织品一、引言（一）有关纺织品引起火灾的调查1.1989年通过法律强制实施在英国国内市场销售阻燃装潢型家具。美国、日本推出法规，要求儿童、老人的睡衣有阻燃性；我国法规规定，在交通工具（飞机、火车、轮船等）、影剧院等场所使用阻燃纺织品。2.日本的一项火灾调查显示：起始着火物为纺织品的占37%。3、美国20世纪90年代平均每年死于火灾的人数是4600多人；平均每10万人口的火灾死亡数美国是1.77人，日本是1.66人； 4.我国火灾调查显示：平均每年发生的火灾次数为万起，死亡人数千人/年，火灾损失折合人民币23亿。起始着火物纺织品占有很大比例.（二）研发阻燃纺织品的重要性：消防难度增加；特殊作业环境要求阻燃防护纺织品；强制性法规要求特殊场所使用阻燃纺织品。（三）阻燃纺织品的开发途径1、采用阻燃纤维织制阻燃纺织品2、采用后整理手段制备阻燃纺织品（四）阻燃纺织品的应用领域1、军事上 2、产业上 3、家居生活 二、阻燃纺织品发展概况1753年 美国首先取得了应用于纺织品的阻燃混合物胆矾、硫酸铁和硼砂的专利。 1821年 法国取得了用硼砂（NH4）3PO4 和氯化物对蚕丝、亚麻进行阻燃整理的专利。1912年 Perkin在纤维内沉积SnO2，得到了耐久的防火效果。当今，欧、美、日本等国，把纺织品的阻燃整理集中于下列织物：产业用布、装饰用布，劳保用布，床单布，家具布，老人、儿童睡衣。三、有关阻燃纺织品的术语1、防火纺织品（Fire resistance textile）：纺织品被置于温度为600的火源时，仍能保持原状而不被点燃，纺织品不失其原有性能。2、阻燃纺织品（Flame resistance textile）：纺织品被置于火源时，它可被点燃或不被点燃。一旦点燃后移去火源，即能停止燃烧，或焖烧（smoulder无焰燃烧阴燃）一会儿，再自熄（self-extinguish）。 3、可燃纺织品（Flamenable textile）：纺织品被置于火源时，即被点燃。并发生燃烧至烧尽。4.极限氧指数（limiting oxygen index） ：在规定的实验条件下，使材料恰好能保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低浓度，用LOI表示。LOI=O2/O2+N2*100% 5.续燃时间：当移去火焰后，试样继续燃烧至有焰燃烧停止的时间。阻燃纤维 : 不燃纤维LOI35%; 难燃纤维 LOI2734%。非阻燃纤维 : 可燃纤维2026；易燃纤维LOI 20。属于阻燃纤维的有：（1）无机纤维：石棉（Asbestos）、玻纤（Glass fiber）（2）碳纤维（Carbon fiber）（3）耐高温纤维：芳香聚酰胺Nomex LOI 28.530 ；Kevlar LOI 2832（4）加入阻燃剂（flame retardants）以达到阻燃的目的阻燃整理纺织品的要求： (1）燃烧性a . max char length：（条法）脂环族芳香族。但脂肪族卤化物热稳定性差，加工温度不能超过205oC，芳香族卤化物热稳定性好，加工温度可达315oC，作为卤化物，卤素的含量高。卤系阻燃剂的阻燃原理1、在燃烧时，卤系阻燃剂于200300oC分解放出HX，能捕获造成降解的高能自由基H.和HO.，延缓或终止反应。2、HX为一种难燃气体，密度比空气大，可覆盖在材料表面，降低其可燃性气体的浓度，抑制材料的燃烧。由于卤系阻燃剂作用时会产生大量的烟雾，有毒且具有腐蚀性的卤化氢气体，不仅妨碍救援工作，而且会腐蚀仪器和设备，产生二次危害，目前卤系阻燃剂的用量有逐渐减少的趋势。1、氯化石蜡2、四溴双酚A3、十溴二苯醚无卤阻燃剂现在常用的无卤阻燃体系包括：无机阻燃剂、有机磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂以及有机硅阻燃体系等。1、水合金属氧化物氢氧化铝（ATH）;氢氧化镁（MDH）2、磷系阻燃剂磷系阻燃剂包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。无机磷系阻燃剂：红磷、磷酸酯、磷酸铵盐、多磷酸盐及聚磷酸铵等；有机磷系阻燃剂：磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。（1）无机磷系阻燃剂阻燃机理：燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆盖于树脂表面，可促进塑料表面炭化成炭膜；聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于塑料表面。这种固态或液态膜能阻止自由基逸出，又能隔绝氧气。磷系与氮系、卤系及金属氢氧化物等阻燃剂都有协同作用，并用可产生协同阻燃和消烟效果。无机磷系阻燃剂的耐水性差，与聚烯烃的相容性差，致使制品的力学性能下降，所以在聚烯烃中用量少。3、金属氧化物最常用Sb2O3（ATO），单独使用时，没有什么阻燃效果。与卤化物等其他阻燃剂并用，具有优良的阻燃效果和抑烟效果，因此可以用作卤类阻燃剂的阻燃协效剂。4、硼化合物5、氮系阻燃剂6、膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂由三个部分组成：酸源（脱水剂）、炭源（成炭剂）、气源（发泡源）。膨胀型阻燃剂的阻燃过程：1、在较低温度时，由酸源放出能与多元醇反应且可作为脱水剂的无机酸；2、在稍高于释放酸的温度下，无机酸与多元醇（炭源）进行酯化反应，体系中的胺可作为酯化反应的催化剂，使酯化反应加速进行；3、体系在酯化反应前或反应过程中熔化；4、反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，同时多元醇和酯脱水炭化，形成无机物和炭残余物，使体系进一步膨胀发泡；5、反应接近完成时，体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层。7、抑烟剂按整理的耐久程度分类：非永久性阻燃剂、半永久性阻燃剂、永久性阻燃剂阻燃纤维纤维的阻燃方法（1） 提高纤维成纤高聚物热稳定性（前处理）（2） 原丝的阻燃改性原丝的阻燃改性（1）共聚法 在成纤高聚物合成过程中把含有磷、卤、N等阻燃元素的化合物作为共聚单体引入到大分子链中，然后再把这种阻燃性高聚物熔融纺丝或湿纺制成阻燃纤维，目前生产的阻燃腈纶、涤纶大多采用共聚法。由于阻燃剂结合在大分子链上，阻燃持久。条件是阻燃改性单体能适应纺丝和加工各种要求，对纤维物理机械性能如染色性能、手感等没有影响。（2）共混法 与共聚法同属原丝改性，将阻燃剂加入到纺丝熔体或浆液中纺制阻燃纤维，工艺简单，对纤维原有性能影响较小，阻燃性能虽不如共聚法但比后整理好得多。要求：添加型阻燃剂粒度细，与聚合体相容性好，能经受熔体纺丝温度，原液中具有良好稳定性。适用于聚合物中无极性聚烯烃类纤维如聚丙烯纤维，工业生产声把阻燃剂、其它添加剂与聚合物捏合形成阻燃母粒 加入一定比例聚合体纺丝。生产成本低，工艺简单。（3）接枝改性 用放射线、高能电子束或化学引发剂使纤维或织物与乙烯基型阻燃单体发生接枝共聚是一种有效、持久的阻燃改性方法，具有接枝后强度未降低，手感好等优点，但成本高，未大量使用。阻燃纤维有：PVC纤维：因有一定阻燃性且成本较低，被广泛用于电力和通讯工业。在正常使用温度范围时要加入增塑剂和稳定剂，以改善加工性能，其限氧指数为32.5，燃烧时会冒烟。 PPTA（聚对苯二甲酰对苯二胺，常称芳族聚酰胺）：有优良的热稳定性，在371时不熔融，但会分解。常用于石油化学、公用事业和消防服。PTFE（聚四氟乙烯）：为长链含氧聚合物（在高温下不熔融），有高拉伸和压缩强力。在高达260连续作用下稳定，能短时间经受290高温，290以上开始升华，每小时重量损失0.0002%，在327时达到凝胶态。它在各种有机纤维中耐化学品性能最高。纤维本身无毒，但在高温下使用可能产生有毒气体。 酚醛树脂:当酚醛树脂在碱性条件下与甲醛缩合时，发生聚合反应。若仔细控制这个体系，聚合反应就能停止，此时聚合物仍然是可熔的或可溶的。这种预聚物称为可溶性酚醛树脂。它将在热的作用下或者酸性或碱性催化剂作用下聚合，得到一种具有复杂化学结构的致密交联材料。 酚醛树脂的主要优点是：具有优良的耐高温性，特别是在氧化条件下。这特别对它们的烧蚀性，即直接在火焰中的烧穿速度有影响。在这些条件下，酚醛树脂会很快碳化，并在外表产生一层优质的多孔碳。在表面多孔碳层慢慢烧尽的同时，保护了内部的复合材料。而其它树脂所形成的多孔碳层往往质量差，会较快烧尽，生成气态物质。酚醛树脂的缺点是：在聚合反应期间需要施加高压从而很难使用它们，颜色差（由棕褐色变到黑色），由于空隙含量高，用它制成的复合材料的力学性能比由其它树脂制成的复合材料的力学性能差。阻燃涤纶：添加阻燃剂也是聚酯纤维最初的阻燃改性方法。阻燃剂主要有卤素阻燃剂和磷系阻燃剂。反应型阻燃剂是指分子中含有阻燃元素(磷、氯、溴、氮)及活性基团(羧基、羟基以及酸酐等)的小分子阻燃剂。反应型阻燃剂将逐渐取代添加型阻燃剂。可用于聚酯纤维的反应型阻燃剂包括卤素和磷系阻燃剂。目前国际上最常用的是磷系共聚型阻燃剂。磷系阻燃剂对聚酯纤维具有良好的阻燃效果，且燃烧过程中没有毒性气体的生成，属于环保友好型阻燃体系。 阻燃锦纶：可用作聚酰胺6及聚酰胺66共聚阻燃改性的阻燃剂主要有红磷和二羧酸乙基甲基磷酸酯等。红磷常与惰性化合物，如氢氧化锰、氢氧化铝等共同作用对聚酰胺6及聚酰胺66进行阻燃改性。膨胀型阻燃体系在聚酰胺纤维阻燃改性方面具有潜在的市场应用价值。用于聚酰胺共混改性的阻燃剂比较多，如低相对分子质量的含磷化合物、氯代聚乙烯、溴代季戊四醇及三氧化二锑等。采用硼、锑和溴组成的三元阻燃体系对聚酰胺进行阻燃改性，其阻燃效果比较好。另外采用红磷或微胶囊化的红磷与聚酰胺共混纺丝也能获得具有自熄灭性能的阻燃聚酰胺纤维。 阻燃丙纶：聚丙烯纤维的阻燃改性主要是通过添加改性和阻燃后整理的方法制备。目前，聚丙烯主要通过利用卤素阻燃剂和三氧化二锑等协效剂共同作用来获得阻燃效果，通常首先在聚丙烯切片中添加高浓度的阻燃剂及其它助剂，经过共混制造阻燃母粒，然后与常规聚丙烯切片纤维熔融纺丝成形，制备具有阻燃性的聚丙烯纤维。磷溴协效阻燃体系用于聚丙烯纤维的阻燃具有良好的阻燃效果，环境污染小，而磷-氮协效阻燃体系用于聚丙烯纤维具有更好的阻燃效果，但是在聚丙烯纤维中的应用条件相对较高。阻燃工艺（一）棉织物的阻燃工艺1、不耐洗阻燃工艺 浸轧液配方工艺：浸轧 烘干2、半耐洗阻燃工艺 浸轧液配方 工艺：浸轧 烘干 焙烘 热水洗 烘干3、耐洗性阻燃工艺 浸轧液配方 工艺：室温浸轧 烘干 焙烘 平洗 烘燥（二）涤纶织物的阻燃整理（三）涤棉混纺织物的阻燃整理织物阻燃整理（后整理）阻燃整理：通过吸附、沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合作用使阻燃剂固着在织物或纱线上获得阻燃效果的加工过程。整理工艺简单，能满足不同阻燃程度的要求，是一种应用最广的阻燃方法。要求：阻燃剂颗粒细，易渗入纤维，与纤维结合力强，尽可能少地影响织物的强力，手感和色泽，对其他助剂无不良影响，能在印染厂现有设备上进行阻燃整理。常用方法： 浸渍烘燥法、浸轧焙烘法、有机溶剂法、涂布法和喷雾法。纺织品阻燃性能的测试方法：一、阻燃性能的指标：1、点燃难易性2、火焰表面传播速度3、发烟能见度4、燃烧产物的毒性5、燃烧产物的腐蚀性二、 基本实验方法：垂直法、倾斜法、水平法第三章：抗菌纺织品1.微生物的危害：A、微生物的大量繁殖带来异味B、真菌的大量繁殖造成香港脚，浴室发霉，床褥真菌感染等C、致病微生物通过织物感染伤口常见的对人体危害的微生物：A、志贺菌属：革兰氏阴性，需氧，无芽孢的杆菌，常引起人类细菌性痢疾B、埃希氏菌属：革兰氏阴性，需氧，能运动的，如大肠杆菌；常引起腹泻，败血症等C、沙门氏菌：革兰氏阴性，常引起伤寒，败血症等D、假单胞菌属：革兰氏阴性，无芽孢，常引起软组织感染，败血症等E、微球菌属和葡萄球菌属：革兰氏阳性，如：金黄色葡萄球菌，常引起伤口感染，腹泻等F、白色念珠菌菌属：一种容易感染的真菌，常引起痢疾，组织感染等2.抗菌作用总机理概述 有控释放机理 整理后的织物，在一定的湿度下，会缓慢地、有控制地释放出抗菌剂。除了用化学方法来产生有控制的释放杀菌剂外，还可使用微胶囊技术。将有效的化学药剂包在树脂防护层中间，经水淋或紫外线照射。再生机理在织物上加一层化学整理剂，再生形成有效的杀菌剂。抗菌织物，在含漂白剂的水洗过程或经紫外线照射后，能再生形成有效的杀菌剂，使织物表面的抗菌剂能维持在一定浓度而具有持久抗菌性 阻隔机理 在织物表面生成生物障碍体，防止微生物穿过织物，达到静态抑菌的效果。通过将某种阳离子物质与纤维结合，在织物表面生成生物障碍体3.抗菌剂的分类与作用机理抗菌剂的概念：抗菌剂：能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质 消毒剂：能够杀灭一般病原微生物的方法，叫消毒。消毒通常只对细菌的繁殖体有效，而对芽孢无杀灭作用，具有消毒作用的药物称为消毒剂 灭菌剂：将物体上所有微生物（包括病原菌和非病原菌）的繁殖体和芽孢全部杀灭，使其达到灭菌要求的制剂叫灭菌。 评估抗菌剂的两个重要指标：最低抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration，MIC)：系指抑制细胞生长所需要的最低浓度,一般用抗菌药物的最低抑菌浓度来表示病原菌对抗菌药物的敏感度(简称药敏)，常用g/ml或mg/L表示 。最低杀菌浓系指度(Minimum Bactericial Concentration,MBC)： 系指杀死细菌的最低药物浓度，常用g/ml或mg/L表示 抗菌剂应具备的特点 ：a.抗菌能力强和广谱抗菌性；b. 特效性，既耐洗涤、耐磨损、寿命长；c. 耐候性：既耐热、耐日照，不宜分解失效；d. 与其他整理剂的相容性好e. 安全性好，对健康无害，不造成对环境的污染；f. 细胞不易产生耐药性。g.加工方法简单，成本低廉h.对织物性能无不良影响抗菌剂的作用原理和方式：（1） 抗菌剂的作用原理：A、使细菌细胞内代谢失活B、与细胞蛋白酶发生化学反应，破坏其机能C、抑制孢子生长，阻断DNA合成，从而抑制细菌生长D、极大的加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞正常生长E、破坏细胞内的能量释放F、阻碍电子转移体系及氨基酸生成抗菌剂有多种分类方法，这里按照材料来源分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂无机抗菌剂及其抗菌机理优点：耐热性、持久性、连续性和安全性等；缺点：添加量较大、成本较高、易变色等无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌剂。金属元素抗菌机理：金属元素以其离子形式起抗菌作用，对于金属离子特别是Ag+的抗菌机理，目前主要有2种观点： 接触反应机理 活性氧机理 接触反应机理：因细胞膜带负电荷而与金属离子发生库仑吸引，即所谓微动力效应,导致金属离子穿透细胞膜作用于微生物。首先，微生物膜外存在高浓度的金属阳离子，改变了正常的生物膜内外的极化状态，并引起新的离子浓差，从而阻碍或破坏细胞维持生理所需的小分子和大分子物质的运输，如在Na+ K+-泵的驱动作用下糖和氨基酸的运送。其次，重金属能使大多数酶失活，可能是络合，也可能是与-SH基反应，替换出质子，甚至破坏或置换维持酶活力所必需的金属离子，如Mg2+、Fe3+和Ca2+等。此外，进入细胞内的金属离子也可以与核酸结合，破坏细胞的分裂繁殖能力。 活性氧机理：激活吸附在材料表面的空气或水中的氧，产生羟自由基和(OH)及活性氧离子(O2-)。光催化抗菌材料及其抗菌机理光催化抗菌剂：目前，光催化抗菌剂主要有TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2和Fe2O3等金属氧化物。光催化抗菌机理：光催化又称作光触媒氧化分解。所谓光触媒材料，就是通过吸收光而处于高能状态，并以此能量与某些物质发生化学反应的材料，其代表性的物质为TiO2。可以将吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成OH。OH的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，可不加选择地使有机物全部氧化降解，而且OH对反应物几乎无选择性，它的抗菌谱比金属离子的抗菌谱更广。纳米抗菌剂纳米粒子是一种介于固体与液体间的亚稳定中间态物质。纳米级抗菌剂与其他纳米材料一样具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点。 纳米抗菌材料抗菌机理纳米表面效应：纳米表面效应最典型的例子是纳米ZnO。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。 生成的空穴可以激活空气中的O2，生成的原子氧和OH。纳米抗菌材料粒度越细、分散性越好、比表面积越大，则杀菌效果越好。有机抗菌材料及其抗菌机理有机抗菌剂：有机抗菌剂的优点是杀菌力强，即效好，种类多,价格低廉。缺点是毒性大，耐热性较差(200)，难以与纤维熔纺；易迁移；可能产生微生物耐药性等。近年来无机抗菌剂和天然抗菌剂受到重视，有机抗菌剂的市场需求下降。 有机抗菌剂的抗菌机理：一般认为有机抗菌剂的作用机理可归纳以下3个方面：一是作用于细胞壁和细胞膜系统；二是作用于生化反应酶或其他活性物质；三是作用于遗传物质或遗传微粒结构。低分子有机抗菌剂低分子有机抗菌剂主要有季铵盐类、季鏻盐、双胍类、醇类、酚类、有机金属、吡啶类、咪唑类等。其抗菌机理主要是与阴离子相结合，或与巯基反应季铵盐类抗菌剂季铵盐类抗菌剂可吸附带负电荷的细菌；季铵盐也具有抑制细菌脱氢酶、氧化酶等作用。 季铵盐类抗菌剂可吸附带负电荷的细菌；季铵盐也具有抑制细菌脱氢酶、氧化酶等作用。 季铵盐抗菌剂抗菌能力当碳原子数为14时，抗菌剂的抗菌力最大。烷基链为苄基及其衍生物时抗菌力要比为甲基时高得多。季铵盐中引入不饱和烷基也有助于提高抗菌活性。 酸性染料分子可作为季铵盐型抗菌剂与合成纤维(如尼龙)的连接部分，制备耐久的抗菌纤维。胍类抗菌剂双胍类杀菌剂浓度低时破坏细菌细胞膜，使胞质内容物漏出；浓度高时使菌体蛋白质凝固。部分阳离子基团与织物表面结合，而游离的阳离子基团可起到抗菌作用。天然抗菌剂目前从薄荷、大麻、孟宗竹等植物中提取抗菌剂正处于研发阶段，前景乐观。从含甲壳素的螃蟹、虾等动物中提取的安全无毒、杀菌力强并可生物降解、吸收的“壳聚糖”已被用作棉、蚕丝类天然织物后整理过程的抗菌剂。但此类抗菌材料使用寿命短、耐热性较差，一般在150180开始炭化分解，应用范围小。 植物源抗菌剂目前已应用于生产的植物源天然抗菌剂主要取材于桧柏油、艾蒿、芦荟、甘草、蕺菜、茶叶、石榴果皮以及其他一些天然的中草药等。桧柏油桧柏油可由桧柏蒸馏而得，由2种组份组成即作为香精原精的倍半萜烯类化合物的中性油和具有抗菌活性的酚类酸性油。酸性油中含桧醇(或称日柏醇)，中性油主要成分为斧柏烯。桧柏油的抗菌机理是分子结构上有2个可供配位络合的氧原子，它与微生物体内蛋白质作用使之变性。艾蒿艾蒿为一种菊科多年生草本植物。艾蒿的气味有稳定情绪、松弛身心的镇定作用。艾蒿的主要成分有1,8-氨树脑、-守酮、乙酰胆碱、胆碱等。芦荟芦荟为百合科植物，芦荟的药效成分主要包括多糖类成分和酚类成分2种。其中起主要作用的芦荟素具有抗菌消炎和抗过敏等作用。甘草甘草含多种三萜皂甙、其中主要是甘草甜素，它可分离出多种黄酮类化合物。茶叶茶叶中主要有多酚类化合物、生物碱(多为咖啡碱)、氨基酸、芳香物质等。动物源抗菌剂动物源抗菌剂有氨基酸类、天然肽类、高分子糖类等，资源十分丰富。这里将重点介绍近年来纺织领域的研究热点壳聚糖。 壳聚糖在动物源天然抗菌剂中应用于纺织最广泛的非壳聚糖莫属。有生物可降解性和良好的吸收性能，安全无毒。 壳聚糖的基本性质：壳聚糖(Chitosan)又称甲壳胺，分子结构与甲壳素类似。游离氨基 壳聚糖的抗菌机理: 壳聚糖的抗菌作用通常认为有以下2种机理：一种是壳聚糖分子中的-NH3+带正电性，吸附在细胞表面。另一种是通过渗透进入细胞内部，吸附细胞体内带有阴离子的物质。 天然肽类抗菌剂天然肽类抗菌剂目前已成为抗菌剂的研究热点。天然肽类抗菌剂抗菌机理有多种：比如溶菌酶作用机制是破坏细菌细胞壁肽聚糖中的-1,4糖苷键；糖肽抗生素的抗菌机理是通过阻碍肽聚糖合成过程中的转糖基步骤，及与肽聚糖的二糖残基反应；内肽酶能使肽尾及肽“桥”内的肽键断裂；葡聚糖和甘露聚糖酶可分解酵母细胞的细胞壁等等。抗菌整理的方法目前抗菌织物主要由两种方法制得：直接采用抗菌纤维制成各类织物。将织物用抗菌整理加工以获得抗菌性能。抗菌纤维的制备方法: 可采用物理改性、化学改性、复合纺丝及把抗菌剂掺加到纺丝液中纺出纤维的方法(共混纺丝)制取抗菌纤维。物理改性技术: 物理改性使抗菌剂能够渗入纤维表面较深部位。如开发表面粗糙化和微孔化的纤维，在还可以在纺丝过程中把抗菌剂掺加到纺丝油剂中，在纤维的冷凝收缩和牵伸收缩时能包容在表层以下的部位。 化学改性技术: 化学改性法又称化学接枝改性法对于不具备反应基的物质要引入反应基，使纤维具化学改性的条件。共混纺丝: 共混纺丝法是将抗菌剂添加到纺丝液中来纺出具有抗菌性能的纤维。这是开发抗菌纤维的主要手段。一般添加无机抗菌剂的多用熔融纺丝法，添加有机抗菌剂的多采有用溶液纺丝法。 复合纺丝: 复合纺丝是采用双螺杆纺丝。一螺杆利用共混技术制得抗菌熔体，另一螺杆制得不含抗菌成份的熔体，两种熔体通过复合纺丝、冷却、成形纺制成复合抗菌纤维。对于皮芯型纤维，抗菌剂只添加到皮层，不仅节省原料，而且有利于保持纤维的原有的基本性能。织物后整理法这种方法优点是工艺简单，对抗菌材料的技术要求相对较少，易于推广，缺点是随着织物洗涤次数的增加，抗菌效率逐步降低。表面涂层法 将抗菌剂添加至涂层剂中，按常规方法对织物进行涂层处理，使抗菌剂固着在织物表面的涂层膜中。某些无机抗菌剂或非水溶性抗菌剂可用此种方式，涂层对象可以是任何纤维织物。浸渍烘干（焙烘）法 将抗菌剂配制成一定浓度的整理液，需要时可添加其它助剂，织物置入整理液中浸渍，离心脱水至一定含水量时烘干，根据需要可进行焙烘固着。此法主要用于针织品及巾被类产品。浸轧烘干（焙烘）法 此法是将整理液以浸轧的方式施加至织物上，主要适用于平幅连续加工，是机织物常用的整理工艺。表面涂层法: 对织物进行涂层处理，使抗菌剂固着在织物表面，从而起到抗菌效果。树脂整理法: 主要是将抗菌剂溶解在树脂中然后配成乳化液，将织物放在乳化液中充分浸渍，树脂能够附于织物表面，然后经烘干和焙烘，使其具有抗菌功效。 微胶囊技术: 目前普遍使用的微胶囊技术，是将一种或几种抗菌物质，包裹在微粒子胶囊中，再固着在织物的纤维里。 超声波技术: 超声波在传播时，使弹性介质中的粒子振荡，并通过介质按超声波的传播方向传递能量。在液体内，分子在纵向产生压缩和稀松，低压部位会形成孔穴或气泡，这些气穴发生膨胀，最后猛烈地塌陷或破灭而产生激波，这种作用称为气穴作用。 在气穴作用过程中，在溶液极小范围内会产生极高的压力和温度，并引起局部极大的搅动等离子体技术: 等离子体技术在染整加工上的应用主要包括纤维的表面改性和接枝聚合两个方面。抗菌整理剂在纺织品上应用不妨采用以上两种方法进行试验。 新型抗菌纺织品整理技术纳米技术在抗菌织物中的应用A、作用原理： 通过物理吸附和离子交换等方法，将纳米银离子固定在沸石、陶瓷、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加到相应的制品中即可获得具有抗菌能力的材料。 该抗菌材料呈中性，不溶于水和有机溶剂，耐酸、耐碱，对光热稳定；在光的作用下，银离子起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生活性氧离子，而活性氧离子具有很强的氧化能力，达到杀灭细菌的效果。B、整理方法： 目前比较成熟的方法主要有：涂层印花法： 将陶瓷体通过粘合剂均匀的涂抹在纺织品的表面，或把陶瓷粉体混合在印花浆里，通过印花工艺实现陶瓷粉体与纺织品的结合。纺入法：将陶瓷粉体分散熔融在涤纶溶液中，再纺成纤维的方法。涂层印花法： 将陶瓷体通过粘合剂均匀的涂抹在纺织品的表面，或把陶瓷粉体混合在印花浆里，通过印花工艺实现陶瓷粉体与纺织品的结合。纺入法：将陶瓷粉体分散熔融在涤纶溶液中，再纺成纤维的方法。纺织材料抗菌整理剂的评定原理：测试样和对照样用测试菌接种、培养后，通过在已知量的中和溶液震荡，将细菌从试样中洗脱，则可以确定在于液体中的细菌数量，从而计算出处理的试样中细菌的减少率。测试菌种：金黄色葡萄球菌（革兰氏阴性菌）肠炎杆菌（革兰氏阴性菌）， 或者大肠杆菌第四章讲：抗静电、导电纤维及纺织品静电对纺织品的危害影响服装穿着性能引起意外事故；影响人体健康；影响纺织织造产品质量；影响染整加工静电产生的机理静电的产生 物体摩擦，产生双电层，急速分离时，若物体是非良导电体，各自带上电荷产生静电。物质是由原子组成的，原子由原子核与电子组成，当两个表面相互接触（或摩擦）时，由于原子核的引力及电子的不停运动，电子会跨越接触界面在两个方向连续的流动，在他们各自的表面上发生电荷的再分配，当两个接触面分离时，因电子分布的变化，将使相接触的每一材料带有电量相等而电性相反的电荷。如果是导体，当物体分离时，电荷泄漏速度很快，表观上不显示静电。如果是非导体，则电荷可持续存在相当长的一段时间，从而产生了静电现象。 影响纤维带静电的因素：纤维材料本身结构与性质外界因素的影响：摩擦面间的距离、摩擦面的粗糙度、摩擦速度、压力材料含杂质情况周围环境的温度、湿度、空气中的杂质、外电场表面比电阻Rs(s)： 表示每平方单位试样的对应边间的电阻。体积比电阻Vs(v)： 试样在三维长度都等于单位长度时的电阻。表面比电阻远小于体积比电阻，大约相差102103倍，故表面比电阻对电荷的泄漏占支配地位。表面比电阻越大，电荷泄漏越慢，纤维越易积蓄电荷。 纤维带电量的大小，等于摩擦时发生的电量积累与纤维表面电导遗失电量的代数和。电量半衰期T1/2：电荷泄漏至起始电量的一半时所需要的时间。相对湿度对纤维带静电的影响：亲水性纤维受环境湿度影响大，疏水性纤维影响小 。因为当外界湿度增加时，亲水性的天然纤维含水量迅速增加，在纤维表面上形成一层导电膜，半衰期缩短；吸湿性低的疏水性纤维则不易在表面上形成含水的导电膜，表面比电阻不能显著降低。温度的影响：含水率一定时，温度提高，有利于降低表面比电阻。摩擦系数、摩擦速度的影响：纤维的导电能力随着温度的提高而增加，但对纺织品来说，一般是在室温下使用，因此，温度的影响较湿度小。总之，织物的带电性能受环境或季节的影响十分显著。因此，测试织物的抗静电性能，要在恒温恒湿下进行。 织物摩擦系数越高，纤维带电量越大；摩擦速度越快，纤维带电量越大。静电的防止：减少接触 摩擦机会；纤维间隙中的物质介电常数；纤维材料；提高周围环境湿度；使用抗静电剂法 ；材料表面改性法；与导电材料混用；接地抗静电剂的作用机理：带电防止作用主要受高分子材料的表面电阻率支配，如能设法降低其表面电阻从而提高其表面电传导，就能起到防止静电的作用。抗静电整理的作用主要是提高纤维材料的吸湿能力，改善导电性能，从而减少静电现象。 其抗静电性来自： （1