抗菌整理剂可赋予各种纺织品优异的性能。如在医疗卫生领域(医院或疗养院中)，抗菌整理剂可降低服装表面微生物的生长，改善人体的皮肤感觉，并有助于防止感染扩散。抗菌整理剂还可改善服装和家用纺织品的穿着舒适性和新鲜度，或提高工业用纺织品(如过滤器、输送带、帆布、衬里等)的使用时间和性能。尽管如此，抗菌纺织品在世界上却倍受环境组织、立法机构和消费者的关注，这是由于其所使用的杀菌剂(主要是银盐、铜盐和有机杀菌剂)可对人类或环境造成危害，或被认为与耐药微生物的流行有关。主要体现在对消费品中使用杀菌剂的严格限定，也反映在消费者的购买行为上。因此，新技术的开发不仅可实现持续的经济利益，而且理论上可减少传统杀菌剂的使用。

1 项目简介和实验方法

“聚胺抗黏剂”项目旨在开发一种可防止微生物附着在整理后纺织品上的聚合物。抗黏附剂的活性是通过在甜菜碱(离子)上接枝多胺基氨酸组(如聚乙烯胺)来实现的(图1)。抗菌剂的附加活性来自于聚合物骨架上的正电荷(质子化的多胺基氨酸组)。由于多胺基氨酸组也可为甜菜碱提供锚固，因此可通过改变聚合物的取代度(DS)来控制抗菌活性。理论上，这将导致整理剂仅具有抗黏附性(高DS值)或同时具有抗黏附性和抗菌活性(低DS值)。此外，对于整理剂的重要要求还有聚合物的直接合成过程，基于现有技术的工艺流程以及整理织物具有足够的机械强度和耐洗水牢度。

众所周知，甜菜碱基团具有大量数目相等的正负电荷，因此涂有甜菜碱基团的基质表面具有较强的水合作用。该水化层屏蔽了实际的基质表面并减少了蛋白质、细菌和真菌的附着。其他常见的具有较强水合作用的表面涂层是以聚乙二醇(PEG)为基础的。然而，由于PEG在光存在下可被氧化降解，因此具有两性离子的表面涂层在纺织领域中应用前景广阔。实际上，已有2篇关于利用甜菜碱改性棉织物的报道，但这些方案还没有实现优化和工业化应用。

在合成两性离子整理剂的过程中，该项目使用了易于获得的聚合物，即通过在甜菜碱(离子)上接枝多胺基氨酸组来制得。在研究中，采用了价格便宜且可批量购买的市售聚乙烯胺(Lupamin 9095)。图1为典型的具有磺酸基团的聚乙烯胺衍生物的化学结构，其季铵基团(带正电荷)紧邻磺酸基团(带负电荷)，通过改变与聚胺反应的丙烯酸酯单体用量，可较容易地控制DS，如聚合物中改性氨基的比例。图1表明聚合物的预期效果取决于DS，即聚乙烯胺中改性氨基酸组的数量。

选取风筒出风口距离掘进端面5 m和10 m两种工况，分别对回风侧人行处和司机位置处高度为1.5 m的测点进行综合优化调控。出风口距端头5 m工况下调节为口径1.1 m，水平偏转10°，垂直偏转4°；出风口距端头10 m工况调节为口径0.8 m，水平偏转9°，垂直偏转3°；所得调控前后粉尘浓度实测对比结果见表6。

对于棉和PET织物，当采用含磺酸基甜菜碱的聚合物整理时，蛋白质黏附性显著降低。与仅短暂水洗(蓝色柱)的试样相比，用ECE洗涤剂(循环洗涤5次，绿色柱)洗涤的试样，其蛋白质黏附性较低。对于PET，即使是磺酸基甜菜碱含量较低(如DS=20)的聚合物，也能够将蛋白质黏附水平降至10%以下(5次循环洗涤后)；而对于棉织物，蛋白质黏附水平略高(约25%)。然而，DS>50的聚合物能够将棉织物上的蛋白质黏附水平降低至15%以下。

  

图1 采用两性离子聚合物整理纺织品

2 整理后纺织品试样的表征

“殊书，这是你妈妈特意交代的。”马副县长不好意思地解释。正在这时，何大爷进来了。这老爷子也不知怎么听说县里来大官了，若不，他是从不登乡政府大门的。只见他一身干净衣裤，一定是吴站长为他洗的。虽然年迈，步履有些蹒跚，可面色红润，腰板硬朗。

按照DIN EN ISO 105-C06《纺织品色牢度试验》标准，在利尼试验器上使用不同的表面活性剂，对整理后的纺织品进行水洗牢度测试。ICP-OES分析结果表明，一个水洗循环结束后，与键合聚合物数量直接相关的硫含量降低，其中具有低DS值的聚合物硫含量降低最为明显。然而，水洗周期的增加(高达5次)并未使硫含量进一步降低。对于DS=80的改性磺酸基甜菜碱聚乙烯胺，最终附加聚合物的量(质量分数)为1.00%棉，0.25%PET。这表明，初始吸附的聚合物大部分在固定后与纤维紧密结合，并且可以承受多次水洗循环。

李兰芬是典型的彝族传统妇女，在家庭教育中，重视以身作则。“我父母很多时候都不说，他们都是做给你看。”张伦说。

整理后的纺织品也用于蛋白质黏附研究。蛋白质在织物表面上的附着不仅是一个简单的微生物黏附试验模型，也是细菌生物膜形成的第一步，该生物膜难以抵御高等生物对织物表面的污染。在黏附试验中，用一种能够将二乙酸荧光素黏附于荧光素的脂肪酶作为膜蛋白，使该荧光染料发射的蛋白质定量附着于纺织品表面。采用具有不同DS的改性磺酸基甜菜碱聚乙烯胺对织物进行整理后，根据DIN EN 105-C06标准，未经洗涤或使用ECE洗涤剂循环洗涤5次后的蛋白质黏附测试结果见图2。

  

图2 不同织物(PET和棉)的蛋白质黏附测试结果

偶联反应得到的聚合物溶液，直接稀释至1.0%(质量分数)后用于整理工艺。在固定条件下(150 ℃，2～4 min)，通过实验室织物干燥器，经过轧—烘—焙工艺将聚合物黏附到织物上。由于聚合物中剩余的氨基可与聚酯中的羧基或酯基反应，因此在上述条件下可直接整理PET织物。另外，为了使纤维表面含有活性基团，采用三聚氯氰对棉织物进行了预活化。

已证实采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定硫含量(源自磺酸基甜菜碱侧链)是定量测试附着在织物上的聚合物量的较可靠的方法。另外，由于纤维表面存在较强的水合作用，采用质量分析法测定附着物较为困难。

CFG桩复合地基是地基处理中常用的一种方法，但在设计过程中还存在一些容易忽视的问题，工程设计人员应当深入理解规范、清楚基本概念，明确复合地基的承载力和变形计算参数，保证设计的安全性，推进CFG桩的进一步广泛应用。

以大肠埃希菌作为模型生物的试验表明，经过整理后的纺织品也能使微生物细胞悬浮减少。可通过活-死细胞染料，如SYBR Green Ⅰ(绿色，活细胞)和碘化丙啶(红色，死细胞)染料观察黏附在纺织品表面的细胞。图3为利用此工艺处理的PET织物的荧光显微图像。由图3可知，随着DS的增大，细菌黏附明显降低。

  

(a) 未整理

  

(b) 经DS=20的改性磺酸基甜菜碱 聚乙烯胺整理

  

(c) 经DS=80的改性磺酸基甜菜碱 聚乙烯胺整理

 

图3 采用E.coli细胞悬浮液和染色试剂(绿色：活细胞，红色：死细胞)孵化的不同PET织物的荧光显微图

根据JIS L 1902： 2008《纺织品抗菌性和抗菌效果》标准，最终抗菌测试显示，整理后的织物对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(大肠埃希菌)的抗菌活性取决于所用聚合物的DS值。正如预期，当低取代度(DS=20，即含有大量的伯氨基)的聚合物与PET或棉织物结合时，整理剂显示出较强的抗菌活性，这与聚乙烯胺相似。而采用DS=80的聚合物(即具有少量伯胺基)时，整理剂几乎失去所有活性。

3 总结和展望

基于聚胺两性离子开发的功能性整理剂，可显著降低蛋白质和细菌对纺织品的黏附。此外，可通过改变功能性聚合物的取代度控制整理剂的抗菌活性。因此，对于要求仅具有抗黏附性或兼具抗黏附性和抗菌活性的特殊纤维的应用，可进行优化整理。功能性聚合物的合成过程简单直接，适用于大批量工业生产。整理过程简单，无需复杂的设备，使投资减少，势必促进该技术转向工业化进程。