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概述纳米抗菌技术在纤维与纺织品中的开发与应用 【作者：赵春保】一、前言 近几年来，国内外市场上许多商品都标着抗菌二字，不仅贴身衣物要抗菌，就连洗衣机、电冰箱等用具家电也在这股流行风潮之中。与其说这股流行风是被厂商刻意塑造，还不如说是整个地球的生态遭受破坏后导致的防护趋势。而纳米抗菌剂除抗菌效果之外，具备低毒性、易分散及热安定性。因此对人类及动物，只会有非常微小或几乎不会产生任何慢性或急性病症而独特的微量活性无机成份释放系统，可确保不对环境造成影响。抗菌剂可有效抑制大肠杆菌、绿脓杆菌、肺炎杆菌、金黄色葡萄菌、黑霉菌、白色念珠苗等有害微生物 其中大肠杆菌是食物、饮水的污染指标，绿脓杆菌是鱼类腐败的病原菌。金黄色葡萄球菌则是引起化脓、食物中毒的主要原因。紫外线是杀菌的优良选择之一 紫外线有杀菌能力强 成本低等优势紫外线虽然可以杀死某些在衣服或不在人体的物品上的细菌，但紫外线直接照射人体皮肤时间较长时会引起皮肤烧伤致病致癌。 另外，纳米抗菌剂也可应用在纺织及地毯纤维、涂料及油漆、包装薄膜、工程塑胶相关制品及化妆保养品等方面 具有天然、安全及长效等特性而应用在涂斟、纤维、塑胶、化妆品及薄膜上，则提供长效性的抗菌及防霉效果和传统有机抗菌添加剂或表面处理不同，是无机材料，可直接加入不同的原料配方系统，提供长效的抗菌效果 由于轻淡的颜色及长效的颜色稳定性，可运用在不同颜色需求的产品，从白色、淡颜色到明亮色。 二、我国纳米抗菌技术研究历史回顾与发展 我国经过十几年来跟踪研究国际无机抗菌剂发展，该领域的发展已卓有成效。现在从事抗菌研究的科研单位和院校已有20多家， 1998年塑料抗菌剂的产量40吨，销售额300万元，抗菌制品产值30亿元；1999年抗菌剂产量150吨，销售额1200万元，抗菌制品100亿元。2000年抗菌剂销售量达到200吨，2005年发展到500吨抗菌剂，抗菌制品达500亿元。中科院和海尔集团合作抗菌系列家电及抗菌塑料研制应用 项目荣获2000年度国家科技进步二等奖，标志着我国抗菌材料研制和应用技术已跨入了国际先进行列，一个抗菌材料相关行业已初具规模。 特别是20世纪末期，我国的纳米化学研究不仅已经开展，而且已涉足到该研究领域的各个方面，掌握了许多纳米抗菌剂的合成方法，发现了许多值得进一步深入探讨的物理和化学问题，取得了可喜的成就，碍到了一些明显的效果。纳米技术作为高科技领域的精华，已被众多领域所接受，在纺织、化纤劳保、军需用品及其艺特种行业中的应用早已经提到议程，我们开展的研究上作与国际上基本是同步的 但是，前些年来说只是入门而已，近年来离应用已没有多大的距离了。特别是随着人们生活水平的不断提高，纳米技术进入每个家庭用具及服装的时期已经逐步成为观实。例如，国际上欧洲相关制品发展很快，2000年前后欧洲市场规模就增长了一倍左右。据日本专家统计，而在1997年日本纳米抗菌商品市场达6，600亿日元之多，而2000年期间也增长至11，100亿日元，预计2010年日本纳米抗菌商品市场达25，300亿日元。现在，纳米抗菌商品市场以日本最大。据悉，如以日本市场指数定为100，欧洲则为5，美国为1， 美国纳米抗菌剂 1997年曾出现过厂商销售手法不实，被美国环保署处以罚金，并加强对纳米抗菌制品管制。不过最近几年美国消费者已能接受纳米抗菌制品，市场爆发力还是非常强劲的。 另外，据悉日本早在1993年就成立了抗菌制品技术协议会，其抗菌剂和抗菌塑料的研制、生产和用户等企业会员达250多个。1999年抗菌剂销售额达280亿日元，其中无机抗菌剂占60亿日元。据日本方面预计，未来欧美等国际抗菌产品市场的容量是其国内市场的10倍。如果以日本使用的抗菌剂为100计，目前欧美则为1，中国仅0.1-1。 三、纳米抗菌纺织品的发展方向 纳米抗菌技术是制造和应用纳米抗菌剂的新技术，近年来发展迅速，带动了一系列新产品的开发应用和市场推广活动。十年来，专业从事抗菌剂、抗菌材料生产、贸易的企业不断增加，抗菌制品遍布家电、橱卫、日用、卫生保健、玩具、食品、农业、建材、纺织化纤、信息通讯等十几个行业。抗菌材料及其制品发展迅速，市场容量巨大，据中国抗菌材料及制品行业协会资料，2005年我国抗菌制品价值总额已达500亿元。 随着纺织品消费者越来越关心产品的质量和功能，新技术在纺织行业的应用越来越迅速。功能性纺织品占全部纺织品的比重日本为39%，欧洲为21%，美国为28%。仅在医用领域，功能性纺织品的增长速度就令人瞠目，全世界1997年功能性纺织品产值为1370亿美元，2000年为2000亿美元，美国功能性纺织品的产值从1990年的321亿美元增长至2000年的760亿美元，增长了2.4倍，而这其中，抗菌纺织品的发展最快，现在已经占到总量的30以上。据不完全统计，全世界的抗菌纺织品产值从1996年开始，在短短十年的时间内，已经增长了5倍，并且仍保持持续的增长。 四、纳米抗菌技术在丙纶产品中的应用 丙纶作为用途广泛的化纤品种，不论在国际上还是在我国国内均具有一定的产业地位。丙纶长丝和短纤维，特别是细旦丝，是运动服面料的重要原料，具有保暖、透湿、导汗的优越性能。丙纶无纺布是医疗、卫生等一次性用即弃产品的最佳原料，具有价廉、质优、加工性能优异等特点。纳米抗菌技术在丙纶产品中的应用，为产品增加卫生性能，具有重要的应用价值。 抗菌技术在纺织化纤产品中的应用有以下两条技术途径。 1.抗菌纤维开发技术 1.1化学接技技术 即将抗菌基因接枝到纤维表面的反应基上，对于不具备反应基的物质，则要引人反应基，使纤维具有化学改性的条件。如日本蚕毛染色公司生产的圣达纶SS-N纤维，既抗菌防臭又可导电防静电。 1.2物理改性技术 即将纤维表面粗糙化和微孔化，使抗菌剂渗人纤维表面较深部位。在纺丝过程中把抗菌剂掺人纺丝油剂中，抗菌剂在纤维冷凝收缩时能包容在表层以下部位。湿法纺丝浴中加入抗菌剂，也会产生抗菌效果。 1.3抗菌剂掺到纺丝液中纺丝 这是开发抗菌纤维的主要手段。工艺主要有湿纺和熔融纺两种。前者所用的抗菌防臭剂多为无机盐类如铜系、银系金属离子等。后者则需用耐高温、与聚合体共混熔融纺丝。还有尝试用陶土混合物作为抗菌剂进行熔纺，所得纤维抗菌效果好。 1.4采用复合纺丝技术 抗菌剂可掺加到纤维鞘层中成芯鞘纤维，或作为并列纤维的并列部分，日本诸多公司都在这方面努力探索。关于海岛结构、镶嵌结构的复合抗菌纤维，还在开发完善中。 2.抗菌处理技术 用抗菌剂处理纤维或织物，在丙纶织物的纤维表层形成抗菌处理层。抗菌后整理技术自上世纪六十年代以来逐步得到发展和应用，对纯天然纤维制成的纺织品而言，后整理法是至今能赋予产品抗菌功能的唯一技术。早期使用安全性较差的有机锡和氯代酚等强抗菌性化学物质，八十年代中期以后多采用季胺盐类抗菌整理剂。因为后整理过程中抗菌剂的有效成分与丙纶纤维的附着力比较小，在被摩擦或者被洗涤的过程中，其有效成分很容易流失，很难满足产品的理想设计要求。 五、结束语 我国在抗菌纺织品方面，现在主要是以高端产品为主，还没有形成产业化的市场规模，对于丙纶产品也是如此。这对于众多的企业而言是一个很好的契机。随着生活水平的日益提高，人们对于健康和环境的要求越来越高，相信在未来的几年内，抗菌纺织品的需求量将会大增，抗菌的理念也将逐渐为众多消费者和企业认可，并成为市场的主流。 而抗菌丙纶可广泛应用于医疗卫生领域，如抗菌口罩和医学防护服、妇女卫生巾、婴儿尿布、老人失禁垫等。用作空调机、除湿机、环保和工业用过滤材料；抗菌丙纶非织