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皮革行业中抗菌材料的应用现状和未来展望

皮革行业中抗菌材料的应用现状和展望

消费者在皮革制品的穿着和使用当中几乎很少进行专门的清洗,尤其是鞋类产品,使得制品表面污垢的累积和细菌的繁殖问题严重。所以,在人们追求安全、清洁的高品质生活的今天,抗菌皮革也成为人们逐渐关注的对象。皮革胶原纤维是以多孔型网状形式存在,为抗菌材料的渗透提供了条件,同时胶原纤维本身又含有很多极性基团(如羧基、氨基、羟基、亚氨基等),为抗菌材料的结合奠定了基础,因此只要选择了合适的抗菌材料,抗菌皮革的制备是完全可以实现的。

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1、皮革行业中抗菌材料的应用现状

传统的制革工艺中没有专门的抗菌整理工序,要使皮革产品具有抗菌性能,一般是在皮革生产过程中不严重改变传统工艺条件的基础上,选择合适的抗菌材料并使之与皮革发生作用。从资料报道可以知道,目前已经应用于皮革抗菌处理的抗菌材料及其使用方法主要有以下几种:

(1)以普通银离子或无机纳米银系为主要抗菌剂,直接用在鞋产品中。主要实施方法是通过使用助剂使抗菌剂均匀分散于胶粘剂中,然后通过浸轧、喷涂等方式将其与鞋材结合,然后烘干定型,从而赋予鞋材抗菌性能;

(2)在制革工业中,两性丙烯酸树脂在制革当中是一个比较常见的复鞣剂,它是为改善丙烯酸复鞣剂的败色问题和提高复鞣革对阴离子加脂剂的吸收率而向其中引入部分季铵盐阳离子基团。有研究者研究了经两性丙烯酸树脂复鞣剂处理过的复鞣革的抗菌性能,证实含有季铵盐结构单元的两性丙烯酸树脂复鞣剂对革兰氏阳性菌和兰氏阴性菌均有较好的抗菌性,用于制革生产可以显著提高复鞣革的抗菌能力,但同时两性丙烯酸树脂中的阴离子部分对其抗菌性能有一定的负面影响,使总体的抗菌性能有所下降;

(3)用TiO2纳米皮革涂饰剂对皮革进行涂饰,不仅显著提高涂层的粘合力和膜强度,同时也赋予皮革涂层杀菌抑菌性能。

从以上所述来看,真正将皮革的抗菌处理引入到制革工序中几乎没有,大多数抗菌处理都集中在后期成鞋的制作上。以普通银离子或无机纳米银系为主要抗菌剂对皮革产品进行抗菌处理是对皮革产品进行专门抗菌处理的主要途径,其产品也是皮革行业中最流行的新型产品。但是通过后期处理,虽可使皮鞋产品具备一定的抗菌自洁能力,但其抗菌持久性能较差。

欲赋予皮革持久、高效的抗菌性能,生产出抗菌性能优良的皮革或皮革制品,还需要从皮革制造工艺入手,使抗菌剂与皮革纤维产生牢固结合或产生深度吸附结合,使得抗菌剂在露出纤维表面或少量溶出时起到抗菌作用,而当皮纤维表面抗菌剂减少时,内部的抗菌剂可以向外部扩散使之得以补充,进而使皮革纤维的抗菌耐久性得到保障。

2、皮革行业中抗菌材料的应用展望

随着广大消费者对皮革制品抗菌性能的不断关注,皮革的抗菌处理将是一个不可逆转的潮流。我们知道,皮革胶原纤维的基本组成是胶原蛋白,胶原蛋白的分子结构中富含羟基、氨基等活性官能团。除上述已用于皮革抗菌处理的抗菌材料及处理方法外,皮革胶原纤维中的活性基团可以直接或通过助剂间接地与其它抗菌剂发生交联反应而使抗菌材料固着于皮革纤维上。根据化学作用原理,可以与皮革纤维发生结合的其它常见抗菌材料及其作用方式如下:

利用iHeir(有机硅季铵盐系抗菌剂)有机硅烷部分极好的偶合性,皮胶原纤维可以容易的与抗菌剂发生脱甲醇或缩水反应,形成醚键(—O—),向胶原纤维中引入具有抗菌性能的季铵盐离子。壳聚糖或壳聚糖衍生物也具有良好的抑菌杀菌性能。由于皮胶原纤维和壳聚糖分子中都含有大量羟基,可以使用二醛类化学助剂如乙二醛、戊二醛作为皮胶原纤维与壳聚糖分子之间的交联剂,使二者通过羟基与醛基的缩醛反应,以共价键牢固结合,抗菌剂分子不易流失,因此可赋予皮革良好的抗菌性能。

由以上可知,凡是分子链上含有羟基的抗菌剂分子都可以通过二醛类化学助剂与皮革胶原纤维发生交联,向皮纤维成功引入抗菌剂分子赋予皮革抗菌性能。例如羟基二苯醚类抗菌剂。对于双胍系抗菌剂如PHMB,是聚阳离子聚合物。皮革胶原纤维上含有的羧基负离子可以与其发生离子吸附,二者以离子键形式结合,但牢固性稍差。随着PHMB分子聚合度的提高,每个PHMB分子的正电性的增强,以致它与皮胶原纤维之间结合点的增多,二者的结合牢固性会有大幅提高。

对于无机抗菌材料,杀菌方式一般是接触型、非溶出性的,所以要保证此类抗菌剂与细菌的直接接触才能达到抗菌的目的。根据无机抗菌剂的特点,可以使用在制革工序中的涂饰整理阶段,使抗菌剂保留在皮革制品的表面或浅表利于其与细菌细胞的直接接触以发挥抗菌效力。

结语:

对于生产抗菌皮革制品所需的抗菌材料,人们主要关注两个方面:一是其抑菌杀菌的效力,二是其是否具备无毒无公害的性质。绿色化是抗菌整理的发展主流也是发展的必然方向,只有在这个前提条件下,抗菌整理技术才会得到健康长久地发展。制革行业中对皮革的抗菌处理还处于起步阶段,目前已应用于皮革抗菌处理的抗菌剂种类略显单调,处理方式简单。通过本文的介绍,希望可以对未来皮革抗菌处理的发展有所帮助。


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