Page 36 - 《精细化工》2022年第7期
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·1322·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 非环状 N—Cl 型卤胺抗菌剂是指含有一个或多                       N—Cl 型卤胺抗菌材料不稳定的原因。
            个 N—Cl 的化合物，而且 N—Cl 键不在环状结构内                                               N   35.45 V
                                                                    活性氯(   Cl )含量  / %              100 （1）
            部。其结构不如环状卤胺抗菌剂稳定，N—Cl 键更                                                        2m
            容易发生分解，造成了不必要的活性氯损失。根据                             式中：N 为标准硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L；V
            其结构特征，主要分为胺类（图 3a，其中 R 1 指有机                       为滴定中使用的标准硫代硫酸钠溶液的体积，L；m
            取代基，R 2 指有机取代基或 H）、酰胺类（图 3b）、                      为滴定的抗菌材料质量，g。
            含氨基酸和肽类（图 3c）、含芳香族类（图 3d）、含                        1.2.1  N—Cl 键断裂
                                                                   在紫外光照射下，未氯化前的卤胺抗菌材料中
            三聚氰胺类（图 3e）、含多糖类（图 3f）等。
                                                               的 N—H 键不容易分解，而氯化后的 N—Cl 键通常
                                                               倾向于断裂，转化为 N—H 键，导致 N—Cl 型卤胺
                                                               抗菌剂无法发挥优异的抗菌性能，而这种氯含量的
                                                               损失可以通过重氯化基本恢复至初始水平。
                                                                   DING 等  [21] 以异丁腈为引发剂，通过轧-烘-焙加
                                                               工工艺将卤胺前驱体 3-(3ʹ-丙烯酸丙酯)-5,5-二甲基
                                                               乙内酰脲（APDMH）接枝到涤纶织物上，氯化后制
                                                               得高效、耐用的 N—Cl 型卤胺抗菌涤纶织物。经紫

                                                               外稳定性测试显示，活性氯含量随着织物受到紫外
                                             [4]
                        图 3   非环状卤胺抗菌剂
                                                     [4]
                Fig. 3  Acyclic N-halamines antibacterial agents    照射时间的延长而逐渐降低，24 h 后活性氯含量几
                                                               乎为零。这表明紫外光能够使织物中的 N—Cl 键发
                 为了制备新型 N—Cl 型卤胺抗菌剂，将环状和                       生分解，引起活性氯的损失。而采用次氯酸钠对光
            非环状卤胺的结构特征结合起来，共同增强 N—Cl                           照后的织物重新氯化后可使其活性氯含量恢复至初始
            位点的活性，得到环状和非环状复合型卤胺抗菌剂                             含量的 98%。这说明活性氯的损失主要是由于 N—Cl
            （图 4）。                                             键的分解，使其转变为 N—H 键，而不是卤胺抗菌

                                                               剂与织物的分离。
                                                                   在化学接枝过程中，有机溶剂的使用会对环境
                                                               造成损害，而层层自组装技术能通过静电作用将功
                                                               能性单体整理到多种材料表面，相比于传统化学接
                                                               枝法，其具有应用范围广、绿色环保等优点。LI 等                   [22]
                                                               通过层层自组的方式将 N—Cl 型卤胺抗菌剂与季铵
                                                               盐聚电解质整理到棉织物上，赋予织物优异的抗菌

                                                               性能。紫外稳定性测试显示，织物在紫外光照射 12 h
                                                  [4]
                   图 4   环状和非环状复合型卤胺抗菌剂                        后，活性氯含量相较于初始值减少 63%，表明绿色
                                                         [4]
            Fig. 4   Cyclic and acyclic compound N-halamines antibacterial agent
                                                               整理工艺并不能减缓活性氯在紫外光下的损失。而再
            1.2   卤胺抗菌材料的紫外不稳定性原因                              氯化后活性氯含量恢复至初始值的 92%，无法恢复的
                 N—Cl 型卤胺抗菌材料中卤胺化合物的稳定性                        部分是由于组装的抗菌外层从织物表面脱落所致。
            与抗菌性能密切相关，N—Cl 型卤胺抗菌剂稳定性受                              总之，紫外光能够引发 N—Cl 型卤胺抗菌材料
            到结构   [14] 、光 [15] 、热 [16] 、水 [17] 、pH [18] 、化学物质 [19]  中的 N—Cl 键断裂，形成 N—H 键和氯的自由基，
            和细菌    [20] 的影响。其中，紫外光的影响最为显著。                     导致材料抗菌性能下降。尽管 N—Cl 键的断裂可以
                 为衡量 N—Cl 型卤胺抗菌材料的紫外不稳定                        通过重氯化恢复。但是对 N—Cl 型卤胺抗菌材料进
            性，常使用纺织品紫外加速老化实验机对材料中的                             行重氯化处理，会增加材料的使用成本，同时也会
                                                       [8]
            活性氯含量进行测试，采用硫代硫酸钠/碘量法 滴                            影响材料的使用寿命。因此，提高其紫外稳定性来
            定卤胺抗菌样品，并根据式（1）计算其活性氯含量。                           减缓 N—Cl 键的断裂，保持材料的高效抗菌性显得
            对比紫外光照射一定时间（1、2、4、8、16、24 h                        尤为必要。
            等）前后样品的活性氯含量，可知紫外光对材料中                             1.2.2   其他共价键断裂
            活性氯含量的影响。对光照一定时间后的材料用次                                 除 N—Cl 键的断裂外，在紫外光照射下环状酰
            氯酸钠重新氯化，然后测量其活性氯含量，评估光照                            亚胺及酰胺 类 N — Cl 型卤胺化合 物容易发生
            所导致的材料中活性氯损失的恢复情况，分析造成                             Hoffmann-Loeffler 重排（图 5，其中，R 1 、R 2 指有
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