抗菌防臭纤维

抗菌防臭纤维是指具有除菌、抑菌作用的纤维。抗菌纤维大致有二类。一种是本身带有抗菌抑菌作用的纤维，如大麻、罗布麻、甲壳素纤维及金属纤维等。另一类是借助螯合技术、纳米技术、粉末添加技术等，将抗菌剂在化纤纺丝或改性时加到纤维中而制成的抗菌纤维。

抗菌防臭纤维的特有性能所谓抗菌防臭纤维1是指对微生物具有灭杀或抑制其生长作用的纤维。它不仅能抑制致病的细菌和霉菌，而且还能防止因细菌分解人体的分泌物而产生的臭气。在人们的生活环境中，细菌无处不在，人体皮肤及衣物都是细菌滋生繁衍的场所。这些细菌以汗水等人体排泄物为营养源，不断进行繁殖，同时排放出臭味很浓的氨气。因此，在生活领域使用抗菌防臭纤维就显得很有必要。

传统的抗菌防臭纤维传统的抗菌防臭纤维一般都是用金属离子进行处理。通常是将普通的合成纤维（如涤纶、腈纶、锦纶、丙纶
等）进行改性而成，即在纤维成纤或纤维加工过程中进行抗微生物处理。一种是对纤维表面进行抗菌剂的处理（一般浸渍于硝酸汞浸液中）；另一种是抗菌剂与聚合物共混纺丝（一般加入有机镉盐）。但由于其处理过程中重金属离子的生态毒性而越来越引起人们的重视，因此科技工作者加大了对新型抗菌防臭纤维的研发。

新型抗菌防臭纤维所谓新型抗菌防臭纤维2，是指纤维本身就具有抗菌除臭的作用，或者基于传统抗菌防臭纤维的基础上，把用金属离子的抗菌剂改为采用对生物和环境无污染的抗菌剂对纤维进行处理以达到抗菌防臭的目的。

纳米除臭纤维纳米催化杀菌剂包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌等。此类抗菌剂最具代表性的是纳米二氧化钛，其在阳光下尤其是在紫外线照射下能自行分解出自由移动的带负电的电子(e_)和带正电的穴(h+)，形成空穴——电子对，吸附溶解在TiO2表面的氧俘获电子形成O2-，而空穴则将吸附TiO2表面的—OH和H2O，氧化成HO.，所生成的氧原子和羟基自由基有很强的化学活性，特别是原子氧能与多数有机物反应(氧化) ，同时能与细菌内的有机物反应生成CO2和H2O，从而在短时间内就能杀死细菌，消除恶臭和油污3。

银纤维细菌滋生会让身体产生异味，而银纤维表面的银离子能非常迅速地将变质的蛋白质吸附其上而降低或消除异味，达到抗菌除臭4。

其杀菌的机理就是阻断细菌的生理过程。在温暖潮湿的环境里，银离子具有非常高的生物活性，这意味着银离子极易同其他物质相结合，使得细菌细胞膜内外的蛋白质凝固，从而阻断细菌细胞的呼吸和繁殖过程。环境越温暖潮湿，银离子的活性就越强。经测试银纤维能于1h内抵制99.9%暴露于表面的细菌，而大部分其他抗菌产品经测试48h后仍无法达到相同的效果。此外，银离子还能削弱病菌体内有活力作用的酵素，因而能够防止副作用和病菌的耐性强化，从根本上控制病菌的繁殖。因此银纤维是一种广谱、高效、安全、持久的抗菌除异味纤维。

负离子处理的纤维添加负离子处理纤维由日本最先研发成功，它集释放负离子功能、远红外线辐射、抗菌、抑菌、除臭、去异
味、抗电磁辐射等多种功能于一体，是一种高科技产品。该产品的形成是依赖在纤维生产过程中或在织物染整加工过程中添加了一种纯天然矿物添加剂(例如电气石) ，其主要成分为一种典型的极性晶体结构的负离子素。

负离子添加剂除臭去异味和抗菌抑菌的机理是：（1）由于有害气体（如甲醛、硫化氢、二甲胺、氨等）、细菌及人体产生的异味均带有正电荷，而负离子能中和包覆带有正电荷的有害气体直到无电荷后沉降。同时添加剂每个晶体颗粒周围都形成一个电场，具有0.06mA微电流能对细菌等有机物进行分解，使其成为无害(或低害)物质。（2）由于负离子材料周围有104V/m～107V/m的强电场，可杀死细菌或抑制其分裂增生，使其失去繁殖条件，同时远红外线辐射能也可使电磁波能量起到抗菌效果。

稀土元素处理的纤维稀土元素是指元素周期表中第三类副族中的钪、钒和镧系元素的总称，包括钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈
Cc、镨Pr、钕Nd、钜Pm、钫Sm、铕Eu等共17个元素。稀土离子的多元配合物能使织物具有耐久的抑菌性能是与稀土离子的特性分不开的5。稀土离子具有较高的电荷数(+3价)和较大的离子半径(85nm～106nm)，因而在织物的抗菌整理过程中稀土离子可能与织物中的氧、氮等配位离子形成螯合物，使抑菌剂牢固地与织物结合；与此同时，不同抑菌剂之间以稀土离子为联结点，产生协同抑菌作用，使织物具有广谱的抑菌除臭效果。

竹纤维竹纤维是一种天然环保型绿色纤维，它是以竹子为原料经特殊的高科技工艺处理，把竹子中的纤维素提取出来，再经制胶、纺丝等工序制造的再生纤维素纤维。竹纤维中含有天然的抗菌物质，科研人员的试验证实竹沥具有广泛的抗微生物功能，用竹纤维制成的纺织品的24 h抗菌率可达71%6。竹纤维制品的抗菌除臭性能在经多次反复洗涤、日晒后，仍能保持其固有之势，这是因为在竹纤维生产过程中，通过采用高科技生产技术，使得形成这些特征的成分不被破坏。所以其抗菌性能明显优于其他产品，更不同于其他在后处理中加入抗菌剂等整理的织物，竹纤维制品不会对人体皮肤造成任何过敏性不良反应，反而对人体具有保健作用和杀菌效果。

甲壳素纤维甲壳素纤维具有天然的抑菌除臭功能7。甲壳素纤维是从虾、蟹、昆虫等甲壳动物的壳中提炼出来的，是一种可再生、可降解的资源，它对危害人体的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等的抑菌率可达99%，能有效地保持人体肌肤干净、干燥、无味和富有弹性。其抗菌机理如下：其一可能是在酸性条件下，壳聚糖分子中氨基转化为铵盐，吸附带负电荷的细菌，破坏其细胞壁，从而阻碍其发育。其二可能是壳聚糖分解成低分子物，吸附细菌后，穿过微生物细胞壁进入到细胞内与DNA形成稳定的复合物，干扰DNA聚合酶或RNA聚合酶的作用，阻碍了DNA和RNA的合成，从而抑制了细菌的繁殖。甲壳素纤维对人体皮肤无刺激无毒，还能够起到去除异味的作用。

“儿茶素”处理的纤维“儿茶素”( Catechin) ，又称茶多酚，它是从天然绿茶、 柿子等植物中提取的精华(多酚类化合物) ，具有防止细菌、病毒繁殖，使其失去活性，从而具有优越的抗菌作用。儿茶素是含有多量苯酚性氢氧基(OH)的化合物(即多酚类化合物)，它可以利用氢氧基中H的还原分解，以及与臭气成分中的NH3、SH等附加结合，达到良好的除臭目
的。儿茶素作为一种天然提取物，对人体安全无毒，有优良的抗菌除臭效能。

芳香纤维所谓芳香纤维是与嗅觉有关的纤维，从技术上看它可以包括发出香味的纤维和去除异味的纤维两类8。人们研究发现，把芳香物质微胶囊化是一种行之有效的办法。当纤维内混微胶囊化的香料后，香味就能够在较长的时间内连续释放；或当微胶囊被破坏时，香味立即挥发出来，从而达到去除臭味的目的。随着芳香纤维投放市场所显示的巨大潜力，国内外都加紧了对它的研究，李克兢、汪家琛等研制出一种基于微胶囊技术的抗菌芳香型内衣。

汉麻汉麻分子结构稳定，分子排列取向度好，吸湿能力好，加上其细长中腔内富含氧气，使得在无氧条件下才能生存的厌氧菌无法生存，且汉麻纤维含有汉麻酚类物质9。科学试验证实：汉麻酚类物质对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等有明显的杀灭和抑制作用。所以，汉麻天然抗菌、防虫、防蛀、除臭，使得它作为防护服为人体增加了一道保护屏障。

发展概述抗菌防臭纤维是在抗菌防臭后处理技术之上发展起来的。国际上自80年代开始出现通过化学纤维的高分子结构改性和共混改性的方法制取持久性抗菌防臭纤维的方法，其中以共混方式为主。与抗菌防臭后处理技术相比较，抗菌防臭纤维抗菌防臭效果好，耐久，纤维不附着树脂，所得织物手感好，工艺简单，无须后整理，成本低。抗菌防臭后整理虽然加工方便，但抗菌防臭效果不理想。经数十次洗涤后，织物抗菌防臭效果下降，难以满足消费者的要求。化纤的迅速发展，叉为纤维改性提供了十分广阔的天地，使得人们开始将纺织品抗菌防臭处理的视角转向纤维改性以获得抗菌防臭纺织品。这种方法技术含量高，难度大、涉及工程领域 广，尤其对抗菌防臭剂的要求较高，但因其明显的优点，深受客户的青睬。

抗茵防臭纤维加工方法抗菌防臭纤维加工方法主要有4种：

利用化学改性将抗菌纤维基团接枝到纤维上。如日本蚕毛染色公司用染色方法使丙烯腈纤维的一CN基与Cu9S5形成配位键，生产出圣达纶SS—N纤维，既抗菌防臭又可导电防静电。

在纺丝过程中，把抗菌剂加人丙烯腈或聚酰胺等聚台物中混炼纺丝。这是开发抗菌防臭纤维的主要手段。主要有湿纺和熔纺两种方法。前者是将合适的抗菌剂经有机溶剂溶解后加入纺丝原液中湿纺。常用抗菌防臭剂多为无机盐类，如铜系、银系金属离子等。此法多用于聚丙烯腈抗菌纤维的制造，主要是在聚合时加入不同的有机胺单体进行共聚。后者是将合适的抗菌防臭药物制成母粒与原料共混熔融纺丝。常使用无机类抗菌剂与聚合体共混熔融纺丝，此类抗菌防臭剂（使用时需制成微细颗粒）要求能耐高温。与聚合物有良好的相容性及分散性。还有人用陶土混台物作为抗菌剂进行熔纺，所得纤维抗菌效果很好。

用物理改性使抗菌剂浸入纤维表层较深的部位。熔纺时，将抗菌防臭剂加到纺丝油剂中。随牵伸冷却，这样收缩时熔融纤维丝体将抗菌防臭剂包入表层以内。将湿纺中的凝胶态纤维浸入抗菌防臭剂溶液，可把抗菌防臭剂溶液封入内部。开发多微孔纤维，亦有利于抗菌防臭剂的渗入。

复合纺技术。如将抗菌防臭剂掺到纤维皮层或作为并列复合纤维的一部分复合纺丝。

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学