聚合铜纤维—抗菌纤维的新趋势.pdf

抗菌纤维的新趋势--含铜纤维 马洁 张瑞寅 东华大学 摘要：含铜抗菌纤维是一种功能性纤维，具有阻断疾病传播、消除 异味、修复皮肤等效果，是新型的抗菌纺织品，目前流行于欧美等国。 本文主要介绍了含铜抗菌纤维的分类、特点，着重陈述了以卡普龙铜 离子纤维等为代表的接枝改性型抗菌纤维的机理及优势。 关键词 ：抗菌纤维，卡普龙铜离子纤维，接枝改性，高效稳定 1 含铜纤维趋势 过去十几年含银抗菌纤维 用广泛，但 2014 年美国自然资源保 [1] 护委员会(NRDC)公开限制纳米银在纺织品上的使用 。这是因为人们 逐渐发觉，银并不是想象的那么安全。一方面，银离子或纳米银通过 皮肤会进入人体内，而银的化合物除了硝酸银基本都不可溶，所以会 造成体内重金属累积，长期如此会有损健康。相反，人们发觉铜的化 合物都可溶解，进入人体的铜也能随着新陈代谢排出体外。另一方面， 铜是人体中含量仅次于铁和锌，在微量元素中居第三位的生命元素[2]， 而人体并不需要银元素。 另外，铜和铁都是造血的重要原料，铜在人体皮肤、软骨等结缔 组织的新陈代谢中起重要作用，可催化血红蛋白的合成，参与造血过 程。所以，含铜纺织品能增强皮肤生长因子的活性，刺激皮肤生成新 的毛细血管，在伤口上使用含铜医用敷料能加快伤口的愈合速度。所 以使用铜代替含银作为抑菌类功能纺织品，已成为当今业界的共识和 流行趋势。 2 含铜纤维分类 含铜纤维属于无机抗菌纤维的范畴，无机抗菌纤维就是将金属及 其化合物（包括银、铜、锌等）作为抗菌剂通过不同的加工方法引入纤 维，使其成为具有抗菌功能。无机抗菌纤维按加工方法主要有共混纺 丝法、后整理法和接枝改性法等三种。[3] 2.1 共混纺丝法 共混纺丝法主要是针对一些没有反 性侧基的纤维如涤纶、丙纶 等，在纤维聚合阶段或纺丝原液中将铜粉或铜化合物粉末加入纤维中， 用常规纺丝设备进行纺丝。该方法是目前开发功能性纤维的主要手段， 其优点是易开发，设备简单，缺点则是只有单一抗菌功能，因大部分 加入的功能性粉体被包嵌在内部，导致面料添加量至少40%才能有效， 且抗菌的稳定性和高效性稍差。[4] 目前，市场上很多中小型涤纶企业 均已能生产此类产品。 2.2 后整理法 后治理法是采用含铜抗菌液对纤维进行浸渍、浸轧或涂覆处 理，通过高温焙烘或其他方法将含铜抗菌剂固定在纤维上的方法。常 用的方法有表面涂层法、树脂整理、微胶囊法等。后整理法的优势是， 设备投资少、加工方便并可处理各类纤维，且镀铜纤维抗菌效果显著， 面料抗菌添加量 5%即有效，另外镀铜纤维还有很好的导电性能。但 该方法缺点是所制得的抗菌纤维不耐洗涤，镀铜在洗涤中较容易脱落 流失[4]。目前，市场上代表产品有韩国产的 ELEX。 2. 3 接枝改性法 前二种含铜纤维的加工方式均属于物理共混，而接枝改性法则属 化学改性。它是对纤维原浆分子进行化学改性处理，通过配位化学键 结合具有的铜基大分子，再接枝了大量的亲水基 团 [4]最后经湿法纺 丝而得。用该法制备含铜接枝纤维，铜元素仅作为纤维分子的一个原 子，故在化学键能的作用下与纤维有较强结合度。该方法的优点是纤 维抗菌效果媲美镀铜纤维，面料中抗菌添加量 5%即可达效果，其持 久性、安全性要优于以上两种加工方法。据了解，该纤维有近似棉的 回潮率，吸湿透气性能较好。值得称道的是，该纤维还有强力消除汗 臭的效果，除臭效果超过日本同类消臭产品。该方法的缺点是生产工 艺和装置较为复杂，技术难度较高。目前，市场上的代表产品有上海 正家的卡普龙（COPPRON）。 2. 4 几种金含铜抗菌纤维的对比 表 1 几种含铜抗菌纤维的对比 抗 代表 抗菌 持 技 织 安 菌工艺 纤维 所需比例