材料科学与工程抗菌、消臭功能纤维的研究进展（）*机理与前景萧耀南\曾汉民2（。中山大学材料科学研究所，广州510275 2聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室，广州510275）和机理。概述了近几年国内外在抗菌、肖臭功能纤维研宄方面的进展，对抗菌、肖臭功能纤维现存的问题加以分析，提出高效。安全。耐久和适用性广是未来抗菌、消臭功能纤维研发的重点。

　　萧耀南（973―）男，中山大学博士研宄生。

　　刖言在自然界物质循环漫长的过程中，微生物存在极为广泛。一般情况下，纤维上会吸附很多微生物，其数量依环境条件和纤维种类的不同，约为103- 108个/cm2之间。如果环境条件适宜，这些微生物细菌就会迅速繁殖，产生种种危害。

　　人的皮肤对于自然界中的微生物是一种很好的营养基，脱落的皮屑、分泌的汗液和体液以及适宜的温湿度给细菌的繁殖提供了良好的环境。在一般情况下，人们皮肤上的一些常驻菌起着保护皮肤免受致病菌危害的作用，但一旦微生物中的菌群失调，它们中的少量致病菌就会大量繁殖，并通过皮肤、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜对人体造成危害。同时在医院中，空气内常飘浮细菌。医护人员的服装上、患者的服装上以及床单、窗帘、地毯等医院日用纺织品上有很大的带菌可能性。这不仅易于造成患者的交叉感染，也会把病菌传染给健康人和传染到医院之外的环境中。因此医用纺织品对抗菌的需求*迫切，以此防止传染病的传染和蔓延并且确保护理质量。

　　随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对纺织品的卫生功能提出了更高的要求。早在50年代~60年代美国的卫生纺织品就己实现工业化生产，至70年代中期以后，日本的抗菌、消臭纺织品也进入高速发展阶段，而我国开展这方面的研宄还只是近10年的事。消臭和抗菌同样都是属于卫生保健领域的一种功能。但消臭与抗菌不同，抗菌用于日常生活是通过抑制细菌增殖而达到抗菌的目的，而消臭则是指消除环境中己经生成的臭气。消臭所消除的臭气不止是细菌分解人体汗液、皮脂所生成的恶臭，而是包括人粪尿、排泄气体、腐败物质和化学物质等固有的气味。

　　开发*早而且一直延续至今的纺织品抗菌、消臭处理方法是后整理方法。这种方法加工方便，可供选择的抗菌剂范围很广。但后整理方法存在着一个致命的弱点抗菌、消臭效果的耐久性不理想。随着化学纤维的迅速发展和在纤维消费领域中逐渐占居主导地位，各种纯化纤或化纤与天然纤维的混纺产品己成为各类纺织品的主角。由于化学纤维可以为纤维改性提供十分广阔的余地，人们开始逐渐把纺织品抗菌、消臭处理的视角转向纤维改性以获取具有持久效果的纺织品。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纤维的方法，其中以共混方式为主。

　　2抗菌、消臭功能纤维的作用方式及机理抗菌、消臭功能纤维或纺织品的抗菌方式有溶出型和非溶出型之分。溶出型纤维中的抗菌剂可在纤维的周围扩散并形成抑菌环，在抑菌环内的细菌均会被杀灭并不再生长。非溶出型纤维周围不会形成抑菌环，但与纤维接触的细菌均会被杀灭，细菌在样品上无法存活、繁殖，这种方式亦称吸附灭菌。抗菌纤维或织物杀灭细菌的过程是抗菌组分透入细菌的细胞膜壁，随后杀死细菌。抗菌纤维因采用的抗菌剂各不相同，因而其抗菌机理亦各不相同，对不同菌类的杀灭作用也各有大小。抗菌剂的抗菌机理可归纳为：1）使细菌细胞内的各种代谢酶失活，从而杀灭细菌；2）与细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机理；）抑制孢子生成，阻断DNA的合成，从而抑制细菌生长；）极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞正常的生长体系；5）破坏细胞内的能量释放体系；6）阻碍电子转移系统及氨基酸转酷的生成；7）其他。

　　消臭的方式主要有如下五种遮蔽法。即是从嗅觉上使人感到臭气的消失，其消臭机理包括掩盖作用和中和作用。掩盖作用是用感觉程度强的气味将感觉程度弱的气味压下去，中和作用是通过两种气味的混合，使之相互抵消，其中也兼有相互之间的化学、物理作用；2）吸附法。以不改变恶臭分子化学结构为特点，主要是利用活性炭、沸石、硅胶等多孔物质和一些盐类把恶臭分子固着在其表面并溶解吸入到其内部而显示消臭性其法往往有容易饱和而降低消臭效果和臭气再释放问题。这种情况正在进行改进，比如用酸或碱对其表面进行处理，引入化学结合方法，进一步提高其消臭能力等；3）化学法。

　　这种消臭方法是使恶臭分子和特定物质发生化学反应，生成没有臭味的物质。这种消臭反应机理涉及到氧化反应、还原反应、加聚反应、脱硫反应、络合反应、缩合反应、离子交换反应等。酸类、碱类、某些盐类能和恶臭中的氨、胺、硫化氢、硫醇等分子发生中和反应；臭氧、过氧化氢、次氯酸溶液等能使这些恶臭物质被氧化；硫酸亚铁、氯化铁等能使硫化氢脱硫，研宄化学消臭方法是现代消臭技术的有效途径；4）生物消臭。通过各种微生物的生物功能来消除恶臭是一种古老而新颖的方法。近年提出土壤消臭、活性污染消臭以及用人工酶消臭等新的思路；5）抗菌法。采用具有抗菌作用的物质，杀死或抑制细菌的繁殖，防止有机物腐败、分解而产生臭气。

　　3抗菌、消臭功能纤维的发展前景如前所述，抗菌、消臭功能纤维和织物的发展具有重要的意义。它通过纤维及纺织品的抗菌、消臭改善了医疗卫生条件、提高了医疗质量、防止恶臭发生和病菌危害，创造出人类舒适的生活。特别是面对21世纪人类物质文化生活的进步和老龄化社会的到来，这种需求将会更加普及和更加迫切。当前，其发展己明显指向卫生性、健康性和享受性，抗菌、消臭己成为社会文明的重要内容。

　　从医用抗菌药剂到纤维及纺织品用抗菌、消臭剂的出现，从抗菌、消臭后整理技术到抗菌、消臭功能纤维技术的开发，国际上互相竞争，关于此方面的专利层出不穷，总量达数百篇之多。抗菌、消臭功能纤维技术相对于后整理技术，体现出更多的优越性，涉及到抗菌、消臭功能纤维的专利数量也处于相对增加的势态。

　　纵观近几年抗菌、消臭功能纤维的研宄应用，可以说现己处于高速发展阶段。不过，无论是后整理方式或纤维改性，在抗菌消臭效率、抗菌谱范围、抗菌消臭效果的耐久性、抗菌消臭剂的安全性、纤维或织物的外观及适用性等方面也还存在一些急待解决的问题。主要是后整理方法的耐久性难以满足家庭和医疗卫生行业的一般要求（能耐多次洗涤），且目前抗菌、消臭功能纤维的使用安全性问题较多。

　　随着人们卫生和环境意识的增强、生活质量的提高，人们不仅对具有抗菌、消臭功效的纤维及纺织品的需求量大大增加，而且对安全性和耐久性方面提出了更高的要求，可以预计，未来抗菌、消臭功能纤维的研宄将以高效、广谱、安全、耐久和适用性广为发展目标。这必将是一个很好的发展契机和领域。