第三章-非织造医用卫生材料-第二节-抗菌

1、第二节：非织造材料的抗菌性 抗菌的发展历史非织造材料的抗菌性o 抗菌剂后整理法；o 抗菌纤维加工法。抗菌整理剂的分类无机类抗菌整理剂光催化类抗菌整理剂主要以TiO2为代表特点：q耐热性较高；q必须有紫外线照射和有氧气或存在水情况下才能起杀菌作用；光催化类抗菌整理剂v纳米TiO2，提高杀菌效果，减少用量。v抗菌纤维、玻璃、陶瓷、涂料等。金属离子类抗菌整理剂“Eli宜丽”无机抗菌剂抗菌剂产品介绍该抗抗菌剂菌剂为金属金属离子离子、稀土离子离子。具有广谱抗菌抗菌,金属离子类抗菌整理剂无机类抗菌整理剂的抗菌机理无机类抗菌整理剂的抗菌机理无机类抗菌整理剂的抗菌机理有机类抗菌整理剂q季铵盐类；q苯酚类；q脲

2、类和胍类；q杂环类；q有机金属化合物。季铵盐类季铵盐类苯酚类脲类和胍类杂环类有机金属化合物有机类抗菌整理剂的抗菌机理有机类抗菌整理剂的抗菌机理有机类抗菌整理剂的抗菌机理有机类抗菌整理剂的抗菌机理小节q季铵盐类作用在细菌细胞的表层，破坏细胞壁和细胞膜；q有机金属化合物金属离子能够破坏细胞内的蛋白质结构，引起代谢障碍，并能破坏细胞内的DNA；q脲类和胍类破坏细胞膜，使细胞内物质泄漏出来，使微生物呼吸机能停止而死亡；天然产物类抗菌整理剂q植物类提取物抗菌整理剂；q动物类提取物抗菌整理剂。植物类提取物抗菌整理剂植物类提取物抗菌整理剂动物类提取物抗菌整理剂动物类提取物抗菌整理剂抗菌整理o抗菌整理是指将抗

3、菌溶液或树脂通过浸渍或涂覆处理，使之固定在非织造产品上，从而赋予非织造产品抗菌功能。抗菌整理方法 o常用的方法有：n表面涂层法；n树脂整理法；n微胶囊法等。 表面涂层法o是将抗菌剂与涂层剂配成溶液对非织造产品进行涂层处理，使抗菌剂固着在非织造产品表面。o常用的抗菌剂：有机硅季铵盐类。n如：十八烷基氯化铵，它使纤维素纤维具有优良、持久的抗菌功能，也可用于涤纶、锦纶等合成纤维使之具有较好的抗菌效果。树脂整理法o是将抗菌剂溶解在树脂中然后配成乳化液， 将非织造产品放在乳化液中充分浸渍， 再通过轧、烘使含有抗菌剂的树脂能够附着于非织造产品表面，从而使其具有抗菌功效。o在处理时工作液需加入合适的催化剂。

4、如用二苯醚类作抗菌整理剂， 它容易分散在水中， 工作液浓度为 2% ，pH 值为 7 左右， 与纤维间的固定依靠树脂完成， 因此对树脂过敏者慎用， 且不能与含羟甲基官能团的树脂并用， 否则易产生游离甲醛。 微胶囊法o是将抗菌剂制成微胶囊，再用高分子黏合剂或涂层剂对非织造产品进行处理。o抗菌剂要求能适合黏合剂的加工条件，且最好能渗透到纤维的无定形区，以增强其耐洗性。o如将一种涤/棉非织造产品浸入一种含有密胺树脂微胶囊（含 N，N -二乙基间甲苯甲酰胺）和 TK黏合剂（聚氨基甲酸酯）的分散剂内，挤压烘干得耐洗抗菌非织造产品。非织造产品的表层和背层均含有包封杀菌剂的微胶囊，在使用过程中，摩擦微胶囊破

5、裂释放出抗菌剂，并在纤维表面扩散因而有一定的抗菌效果。 抗菌纤维加工法o 抗菌纤维需要具备的特性：n 广谱抗菌性；n 抗菌率高；n 抗菌效果持久；n 对人体安全无害；n 使用范围广；n 对纤维原有的强力、伸长、白度等物理指标无不良影响。抗菌纤维加工法o 抗菌纤维的获得方法：n 天然抗菌纤维；n 共混型抗菌纤维；n 纤维改性法抗菌纤维。天然抗菌纤维o 天然抗菌纤维主要有：n 甲壳素与壳聚糖；n 竹纤维；n 麻类纤维。甲壳素q甲壳素又称为甲壳质、几丁质，它广泛存在于 虾、蟹、昆虫的外壳以及真菌和一些藻类植 物的细胞壁之中，是自然界中仅次于纤维素 的第二大天然高分子材料。它是一种带正电 荷的天然多糖

6、高聚物，是由2-乙酰氨基-2- 脱氧-D-葡萄糖通过-(1,4-)糖苷连接起来 的多糖，它的化学名称是(1,4)-2-乙酰氨基- 2-脱氧-D-葡萄糖，或简称聚乙酰氨基葡 萄糖。壳聚糖q壳聚糖是甲壳素大分子脱去乙酰基的产物，又 称为脱乙酰甲壳素、可溶性甲壳素、甲壳胺。 它的化学名称是(1,4)-2-氨基-2-脱氧- D-葡萄糖，简称聚氨基葡萄糖。一般来说， 乙酰不可能100%脱去，凡是脱乙酰度在70% 以上时，即称壳聚糖。甲壳素与壳聚糖的分子结构甲壳素与壳聚糖的特性o 广谱抗菌性；o 很好的生物特性；n 生物相容性；n 生物可降解性。甲壳素与壳聚糖的应用o 手术缝合线；o 人造皮肤；o 止血棉

7、；o 医用无纺布；o 医用纱布。甲壳素与壳聚糖纤维的制造o 制造方法：湿法纺丝法。o 工艺流程：甲壳素甲壳素或壳聚糖或壳聚糖纺丝纺丝原液原液过滤过滤脱泡脱泡溶剂溶剂纺丝纺丝纤维纤维凝固凝固拉伸拉伸洗涤洗涤干燥干燥甲壳素与壳聚糖纤维的工业制造流程甲壳素与壳聚糖纤维的质量指标壳聚糖的抗菌机理o 壳聚糖所带的阳离子与构成微生物细胞壁的唾液酸或磷脂质阴离子发生离子结合，能束缚微生物的自由度，阻碍其发育；o 壳聚糖还被分解成低分子，渗透到微生物细胞壁内，阻碍遗传因子从DNA到RNA的转移，从而阻止微生物的发育和繁殖，起到抗菌作用。壳聚糖的安全性o 壳聚糖的LD50大于7500mg/kg体重（小鼠口服），

8、其致死量为16g/kg，属于实际无毒级。o 其他方面的结果也都是阴性。举例：甲壳素与壳聚糖纤维的应用o 原料：甲壳素与壳聚糖的短纤维；o 工艺流程：甲壳素或壳甲壳素或壳聚糖短纤维聚糖短纤维梳理梳理交叉交叉铺铺网网开松开松针刺针刺干燥干燥卷绕卷绕医用医用非织造布非织造布o 产品特点：良好的抗菌性、透气性和吸水性；o 应用：医用纱布或医用敷料。竹纤维麻类纤维共混型抗菌纤维o 是将抗菌剂和分散剂等添加剂与纤维母体树脂混合后，通过熔融纺丝、干法纺丝或湿法纺丝来生产抗菌纤维。熔融纺丝法抗菌纤维o 母粒原料：涤纶、锦纶、丙纶等。o 纺丝温度：250320 C；o 对抗菌剂的要求：n 在纺丝温度下不分解；n

9、 颗粒平均粒径小，1umo 抗菌剂：无机复配抗菌剂。熔融纺丝法抗菌纤维o 抗菌母粒的制备；o 抗菌纤维的生产。抗菌母粒的制备o 抗菌母粒制备的一般工艺流程：抗菌剂抗菌剂精制精制混合混合复配复配抗菌剂抗菌剂干燥干燥螺杆挤出机螺杆挤出机熔融挤出熔融挤出造粒造粒抗菌抗菌母粒母粒树脂树脂o 抗菌母粒中抗菌剂的含量一般在5%20%。抗菌纤维的生产o 抗菌纤维生产的一般工艺流程：混合混合抗菌剂抗菌剂母粒母粒熔融熔融纺丝纺丝卷绕卷绕拉伸拉伸其他后加工其他后加工普通普通切片切片抗菌纤维抗菌纤维工业化生产的抗菌纤维o 目前，较为成熟且已实现工业化生产的抗菌纤维有：n 无机抗菌系抗菌纤维；无机抗菌系抗菌纤维o 代

10、表：纳米银沸石抗菌材料合成纤维；o 特点：n 对人体安全无害；n 耐久性较好；n 对霉菌的抗菌效果差。纤维改性法制备抗菌纤维 o 接枝法；o 离子交换法；o 湿纺方法；o 复合纺丝法。接枝法o 是用化学的方法在大分子上接枝具有抗菌性的基团，使纤维获得抗菌性能。o 用这种方法制造的纤维用作抗菌保健服装的材料，可以具有永久性的抗菌效果。 离子交换法o 此法是采用离子交换基团的纤维，通过离子交换反应而使纤维表面置换上一层具有抗菌性的离子（如银离子、银离子与铜离子或锌离子的混合物）。o 用这种方法制造的纤维，由于金属离子与纤维的离子交换基团形成离子键，也可以具有持久的抗菌效果。 湿纺方法o 此法是将合

11、适的抗菌剂（杂环类）在有机溶剂中溶解后加入到纺丝原液中， 经过湿纺制得具有抗菌性能的纤维。o 该种纤维属于溶出型抗菌方式。目前此法多用于抗菌聚丙烯腈纤维的生产制造。 复合纺丝法o此法是将由抗菌剂制得的抗菌母粒和原料通过复合纺丝的方法制成皮芯结构的纤维。以抗菌母粒为皮层，原料为芯层。o此法所得的抗菌纤维，抗菌剂只分布于纤维的皮层，因此与共混法相比，所需的抗菌剂少，从而可以减少因抗菌剂的引入对原料物理力学性能和服用性能的影响。如具有海岛结构、镶嵌结构的复合抗菌防臭纤维。 纳米材料o 纳米材料是新问世的高新材料；其具有：n 小尺寸效应；n 表面效应；n 量子尺寸效应；n 量子隧道效应。v 拥有不同于

12、常规材料的力学、光学、热学、磁学、催化性能和生物活性等特性。纳米材料在抗菌非织造材料中的应用o 最具代表型：n 纳米银系无机抗菌剂；n 纳米TiO2无机抗菌剂。纳米银系无机抗菌剂o 特点：n 平均粒径：20nm；n 易分散均匀，对工艺没有特殊要求；n pH值呈中性；n 不溶于水和有机溶剂；n 耐酸、耐盐和弱碱；n 光稳定性好。纳米银系无机抗菌剂o 抗菌机理：n 接触反应破坏微生物的活性；n 催化活性中心作用：纳米银系无机抗菌剂o 纳米银粒子无机抗菌剂的制备方法：n 物理吸附；n 离子交换；n 将银离子固定在沸石、陶瓷、硅胶等多孔材料的表面，制成纳米抗菌剂。纳米银系无机抗菌剂o 纳米银粒子无机抗菌剂的新发展：n 以纳米银粒子为主体抗菌；n 以纳米TiO2和SiO2为载体；n 制成纳米粉体颗粒级纳米抗菌剂；n 抗菌效果极大提高。举例：纳米银系无机抗菌剂SCJ-951o 特性：n 白色粉末；n 粒径为纳米级；n 可分散于水中；n 无毒；n 不燃；n 对人体安全。举例：纳米银系无机抗菌剂SCJ-951o 用途：n 适用于棉、涤/棉、锦纶、腈纶等非制造布的抗菌整理；o 抗菌整理方法：n 浸轧法；n 涂层法；n 涂刷法。o 用量：2%3%。举例：纳米银系无机抗菌剂SCJ-951o 效果：n 具有明显的抗菌、止痒作用，对细菌、真菌和霉菌的抑菌率达99.9%以上；