Page 41 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 万建升，等: N—Cl 型卤胺抗菌材料紫外稳定性研究进展 ·1327·

能量与 385 nm 光子能量相当，即可吸收入射波长 菌，显著提高整个硅烷单元的抗菌性能（图 9）。紫
<385 nm 的紫外光 [49] 。MA 等 [50] 先使用交替浸渍法 外稳定性测试发现，照射 24 h 和 7 d 后，活性氯含
将纳米 AgCl 颗粒引入到棉织物表面，接着使用轧- 量分别恢复了 62%和 50%，这和其他的硅氧烷类卤
烘-焙工艺增强银离子的负载牢度，然后将织物浸渍 胺相比，卤胺结构稳定性有很大提升。提升的原因
在卤胺前驱体 3-烯丙基-5,5-二甲基海因（ADMH） 可能是 Si—O 主链的部分分解产生无机 SiO x （0≤
溶液中，并采用等离子体轰击织物表面制得具有纳 x<2）覆盖在表层，阻止了 N—Cl 键的进一步分解。
米 AgCl 颗粒的 ADMH 接枝棉织物。利用等离子体
中含有的激发态粒子与棉纤维表面分子相互作用，
在纤维表面产生大量自由基，从而引发卤胺前驱体
在含有纳米 AgCl 颗粒的纤维表面接枝聚合，增强
其耐洗性。银的持久抗菌和卤胺的快速循环抗菌协
同作用，使材料的抗菌性能大大增强的同时，还具
有较好的紫外防护作用。
以上研究发现，相较于在 N—Cl 型卤胺抗菌材
料中引入环氧基、芳香烃和有机紫外吸收剂，引入
无机纳米粒子后大大减少了材料中 N—Cl 键的断裂
几率，制备有机-无机杂化材料实现了有机物和无机
物之间化学键的交联，将有机物和无机物的性能优
势保留并结合起来，赋予材料更加全面、有效的性
图 9 含季铵盐的硅烷单元 [53]
能。而且在负载无机纳米粒子过程中有机溶剂的使 Fig. 9 A silane unit with quaternary ammonium salt [53]
用得到了控制，减少了对人体和环境的损害，符合
绿色环保的生活理念。但纳米颗粒的负载和交联剂 在此基础上，CHEN 等 [54] 在棉纤维素上合成了
的使用会导致织物透气性和强力的下降，服用性能 一种含有一个吡啶和两个 N-卤胺结构的硅烷单元，
受到了些许影响。 阳离子吡啶增加了单元的亲水性，有利于 N-卤胺抗
2.3 其他 菌剂与阴离子型细菌的结合并发挥抗菌作用（图
目前的紫外吸收剂和卤胺抗菌前驱体大都以传 10）。测试发现，紫外光照射 7 d 后重氯化，活性氯
统的轧-烘-焙工艺共同整理到棉织物上，在整理过 含量恢复至初始值的 52%，显示出较好的紫外稳定
程中，过高的温度和较长的反应时间会给材料性能带 性。这主要归因于织物表面覆盖的 SiO x 的屏蔽效应，
来负面影响。选择合适的紫外吸收剂和协同整理的 另外吡啶的紫外吸收作用也有助于增强硅烷涂层的
方法，能够提高 N—Cl 型卤胺抗菌材料的整体性能。 稳定性。
电子辐照技术（EB）可以使纤维表面反应性基
团和功能性单体形成共价键交联，为功能性纺织品
的开发开辟了新路径 [51] 。LIU 等 [52] 分别使用传统化
学浸渍工艺（IP）和 EB 将合成的卤胺前驱体单体
四甲基丙烯酸酯接枝到棉织物上。氯化后经紫外稳
定性测试，照射 4 h 后棉-IP-Cl 中活性氯含量全部消
失，而棉-EB-Cl 中活性氯含量还剩余 75%。出现此
差异可能是因为由 EB 处理的棉织物上含有一层聚
丙烯酸薄膜可反射或吸收紫外光，保护 N—Cl 键不
被分解。
以阳离子为中心的卤胺抗菌单元的设计与合成
是实现更强大协同抗菌的重要手段。CHEN 等 [53] 设

计了一种具有季铵盐结构和两个 N-卤胺结构的硅
图 10 含吡啶的硅烷单元 [54]
烷单元，随后硅烷单元水解产生的硅醇基团与纤维
Fig. 10 A silane unit with pyridinium [54]
素上的羟基通过脱水缩合形成聚合物杀菌层。利用
烷氧基硅烷作为抗菌剂的载体以及阳离子季铵盐对 综上所述，通过使用电子辐照接枝、功能单元
阴离子型细菌的静电吸引，实现了整个单元协同抗 复合等技术可以制备得到改性效率高、抗菌性能优