夏 勇 趙 迎 徐思峻 潘剛偉 姚理榮

（南通大學(xué)，江蘇南通，226019）

目前的生物防護(hù)材料存在透濕性不夠、主動(dòng)抑菌防病毒能力弱和不耐洗消等問(wèn)題，可采用涂層整理、覆膜整理、添加抗菌劑等方法進(jìn)行改善。根據(jù)防護(hù)原理，生物防護(hù)材料可分為阻隔型防護(hù)材料和抑菌型防護(hù)材料；本研究對(duì)這兩類防護(hù)材料的研究進(jìn)展進(jìn)行梳理和總結(jié)。

1 阻隔型防護(hù)材料

阻隔型防護(hù)材料分為高密織物、涂層織物、層壓織物3 種。高密織物防水性不佳，限制了其在高阻隔防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，而涂層織物和層壓織物因具有優(yōu)異的防水透濕性備受行業(yè)矚目［6-7］。

1.1 涂層織物

涂層整理是通過(guò)在織物上涂覆樹脂來(lái)封閉或減小織物原本的孔隙尺寸，從而達(dá)到防水透濕的效果，有干法涂層和濕法涂層兩種。干法涂層是利用涂層整理劑對(duì)織物直接進(jìn)行涂覆，封閉織物上經(jīng)紗緯紗間的孔隙，在織物表面形成一層致密性薄膜。 濕法涂層是以N，N - 二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑配制涂層膠對(duì)織物進(jìn)行涂覆，當(dāng)涂層織物浸漬于凝固槽中時(shí)涂層中親水溶劑DMF被水置換，樹脂在織物表面形成微孔性薄膜［8-9］。目前，常用的樹脂主要有聚氨酯系列和聚丙烯酸酯系列。

1.1.1 聚氨酯類涂層

聚氨酯樹脂因其良好的黏附性能被廣泛應(yīng)用于涂層整理。聚氨酯涂層整理織物手感優(yōu)良，彈性、耐磨性和光澤度較好。 其中，水性聚氨酯（WPU）是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，是一種安全性好、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性的環(huán)境友好型涂層材料。相比于油性聚氨酯，WPU 具備良好的透濕性，但是本身的親水性導(dǎo)致其防水性能欠佳。 為提高WPU 的防水性能，科研人員對(duì)其進(jìn)行了各種改性。

丁子寒等［10］采用疏水型納米TiO2對(duì)WPU 進(jìn)行共混改性，再對(duì)棉織物進(jìn)行涂層整理，探究得出納米TiO2的最佳添加量為1.5%（omf），與未添加納米TiO2的聚氨酯涂層膜相比，共混膜的吸水率降低55.4%，改性后的WPU 涂層織物的透濕量增加54.7%，耐靜水壓和接觸角分別增大86% 和131.4%。孫文等［11］以二乙烯三胺（DETA）和N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH910）為交聯(lián)劑，合成交聯(lián)型有機(jī)硅改性水性聚氨酯材料，探究得出：隨著硅含量的增加，膠膜表面水接觸角增大至113°，表面自由能降低至18.55 mJ/m2。 周金麗等［12］采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）對(duì)WPU 進(jìn)行改性并涂層整理滌綸織物，探究得出：使用分子量為8 000 的PVP 且添加量為10%（omf）制得的混合改性涂層織物的耐靜水壓和透濕量相比于未改性涂層織物分別提高17% 和8%。SHAO J 等［13］以絲素蛋白（SF）和PVP 對(duì)WPU 進(jìn)行改性，制備了一種新型防水透濕涂料，并用其對(duì)滌綸織物進(jìn)行涂覆，得出：PVP/SF/WPU 涂層滌綸織物的水蒸氣透過(guò)率為5 031 g/（m2·24 h），耐靜水壓為4.83 kPa。朱敏等［14］采用含短氟碳鏈的甲基丙烯酸六氟丁酯（TFBMA）改性WPU，采用自乳化法合成C=C 雙鍵封端的CCWPU 乳液，用作反應(yīng)型乳化劑，采用單體預(yù)乳化法制備了含氟的聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液（FPUA），并對(duì)棉織物進(jìn)行整理，探究得出：經(jīng)FPUA 乳液處理的棉織物與去離子水的靜態(tài)接觸角達(dá)136.8°。 JEONG J H等［15］采用聚乙二醇（PEG）對(duì)WPU 進(jìn)行改性，其末端丙烯酸基團(tuán)通過(guò)自由基機(jī)制進(jìn)行聚合，使其具有透氣性；38 ℃時(shí)，60 μ m 厚的WPU 薄膜的透濕量可達(dá)15 500 g/（m2·24 h），耐靜水壓為48.8 kPa。

近年來(lái)，科研人員大多利用有機(jī)硅、TiO2、PVP 等對(duì)WPU 進(jìn)行防水透濕改性，得到的改性涂層織物的防水透濕性能不受溫度影響。除此之外，越來(lái)越多的研究人員通過(guò)在WPU 大分子鏈的軟段引入具有結(jié)晶性能的低聚物二醇，實(shí)現(xiàn)了溫敏型聚氨酯涂層織物的制備，當(dāng)溫度高于WPU 的相轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，WPU 涂層膜由原本的結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定形態(tài)，從而透濕性能大大提高。

由表5可知，蔗糖濃度為0，2%，1%，3%的泡菜液中亞硝酸鹽生成菌數(shù)量在第4天時(shí)達(dá)到頂峰，蔗糖濃度為0，3%，2%，1%的泡菜液中亞硝酸鹽生成菌頂峰值依次降低，第12天時(shí)顯著下降，到16天時(shí)含量已經(jīng)降到最低并穩(wěn)定。4%濃度的泡菜亞硝酸鹽生成菌數(shù)量在第8天就達(dá)到頂峰，然后開始下降，到16天時(shí)含量已經(jīng)很低并穩(wěn)定。產(chǎn)亞硝酸鹽的微生物含量減少使得亞硝酸鹽濃度降低，泡菜越好。由此可知2%濃度的泡菜最適合食用，0，3%，1%次之，4%最次。第4天的泡菜最不適合食用，第12天后即可食用。

1.1.2 聚丙烯酸酯類涂層

聚丙烯酸酯乳液成膜性好，機(jī)械強(qiáng)度高，黏結(jié)牢度好，故常被用于紡織品的涂層整理，然而較低的疏水性使其在防水透濕涂層整理時(shí)需進(jìn)行改性處理。周建華等［16］以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸羥乙酯（HEA）和功能化多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）為原料，通過(guò)無(wú)皂乳液聚合技術(shù)合成了POSS/有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯無(wú)氟防水劑，并將其應(yīng)用于棉織物的涂層整理上，探究得出：當(dāng)BA∶MMA=6∶4（質(zhì)量比）時(shí)制得的乳液對(duì)棉織物進(jìn)行涂層整理后，棉織物對(duì)水的接觸角可達(dá)161°。李培枝等［17］采用無(wú)皂乳液聚合工藝，以DMF 為助溶劑，在引發(fā)劑的作用下，以MMA、乙烯基磺酸鈉（ES）、BA、全氟烷基乙基丙烯酸酯（FM）為主要單體，與γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷（KH570）改性后的納米TiO2共聚，合成了陰離子型氟鈦改性聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，對(duì)紙張涂層整理后，紙張對(duì)水的接觸角達(dá)到138.1°。馬建中等［18］采用溶膠-凝膠法制備SiO2溶膠，將其與聚丙烯酸酯乳液進(jìn)行復(fù)合制備了聚丙烯酸酯/納米SiO2復(fù)合乳液，將其用于錦綸織物的涂層整理，探究得出：當(dāng)上膠量為71 g/m2左右時(shí)，涂層織物的耐靜水壓大于11.76 kPa，且透濕量基本不變。楊番等［19］以多乙烯基硅油［Si（Tri）］、γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）、MMA 和BA 為主要原料，2，2'-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽（AIBA）為引發(fā)劑，陽(yáng)離子型乳化劑十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化銨（OATAC）和非離子型乳化劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯基醚（DNS500）為復(fù)配乳化劑，甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）為交聯(lián)劑，采用半連續(xù)種子乳液聚合法制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的含硅丙烯酸酯乳液型拒水劑。 探究得出，當(dāng)w（Si）=30%，［Si（Tri）］∶（TRIS）=25∶75（質(zhì)量比），w（GMA）=2% 時(shí)，乳膠膜的水接觸角為115.75°，吸水率為3.23%（12 h），整理后棉織物的淋水評(píng)分達(dá)到90 分。ZHOU Jianhua 等［20］人以MMA、BA、硫酸銨（APS）、硅酸乙酯（TEOS）、KH570、烷基乙烯基磺酸鹽（AVS）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）為原料，通過(guò)無(wú)皂乳液聚合和溶膠-凝膠法成功合成了氟硅改性聚丙烯酸酯無(wú)皂乳液，對(duì)棉織物進(jìn)行涂層整理。探究得出，隨著DFMA 用量從5% 增加到25%，棉織物的水接觸角從134.3°增加到171.9°。由于氟化物的使用對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)都具有潛在危害，因此無(wú)氟疏水劑的制備是未來(lái)防水透濕領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

制備疏水型涂層織物時(shí)應(yīng)減少使用交聯(lián)劑，以保證織物的柔軟手感?？蓢L試用等離子體處理工藝先對(duì)織物進(jìn)行一定層度刻蝕，使織物分子鏈的一些共價(jià)鍵發(fā)生斷裂，接著將織物浸漬于疏水整理液中，再利用等離子體工藝進(jìn)行處理，使得疏水整理劑分子能夠與織物分子鏈形成化學(xué)交聯(lián)，即在織物表面形成一層疏水性的薄膜。采用此類方法制得的超疏水面料具有良好的耐洗滌性能。

1.2 層壓織物

層壓織物是指對(duì)織物進(jìn)行覆膜加工，借助薄膜的防水透濕性阻隔細(xì)菌病毒的侵入，同時(shí)保證內(nèi)部水蒸氣能順利排出；一般采用點(diǎn)膠復(fù)合工藝，常用的薄膜有PTFE 膜、PU 膜和TPU 膜等。

1.2.1 PTFE 膜

PTFE 膜是一種微孔型薄膜，由聚四氟乙烯分散樹脂經(jīng)預(yù)混、擠壓、壓延、雙向拉伸等工藝制得。PTFE 膜具有原纖維狀微孔結(jié)構(gòu)，孔隙率達(dá)85% 以上，每平方厘米有約14 億個(gè)微孔，孔徑范圍0.02 μm～15 μm，可以在承受較高水壓的同時(shí)（最小水霧的尺寸約20 μm），保證空氣以及水分子（水分子的尺寸約0.4 nm）快速通過(guò)。

繆宏超等［21］利用雙向拉伸法在高溫下分別對(duì)0.03 mm 和0.05 mm 厚的PTFE 膜進(jìn)行拉伸，制得了具有良好防水透濕性能的PTFE 膜。試驗(yàn)得出：最佳拉伸溫度200 ℃～280 ℃、最佳拉伸速率800%/s 時(shí)，透 濕量可達(dá)30 000 g/（m2·24 h）。邵青青等［22］將0.015 mm 和0.02 mm 厚的PTFE膜分別與純棉織物、滌綸織物和滌棉混紡織物層壓復(fù)合，探究膜的厚度以及織物種類對(duì)復(fù)合材料防水透濕性的影響。試驗(yàn)得出，PTFE（0.02 mm）/純棉復(fù)合織物的防水透濕性能最好，透濕量達(dá)5 504 g/（m2·24 h），耐靜水壓達(dá)32.41 kPa。路林鳳等［23］以高密異收縮滌綸復(fù)合絲織物、3M 氣溶膠和PTFE 微孔膜為基材，通過(guò)層壓復(fù)合工藝制備了防水透濕復(fù)合織物。 探究得出：熱壓溫度100 ℃、熱壓壓力0.3 MPa、上膠量31.8 g/m2制得的復(fù)合織物性能較優(yōu)，透濕量5 010 g/（m2·24 h）。

1.2.2 PU/TPU 膜

PU 膜是一種致密型薄膜，通常利用聚氨酯漿體在特定材料上涂覆而成。在防水性上，即使0.012 mm～0.035 mm 的厚度也能擁有其他材料無(wú)法達(dá)到的物性表現(xiàn)，耐靜水壓在98 kPa 以上。PU 膜的透濕性能是依靠聚氨酯大分子鏈上親水基團(tuán)來(lái)進(jìn)行分子透濕。TPU 薄膜也是一種致密型薄膜，利用TPU 原料經(jīng)過(guò)塑化吹脹成膜。TPU 因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。凡是使用PVC 的地方，TPU 均能成為PVC 的替代品。TPU 不僅擁有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化等特性，還是一種成熟的環(huán)保材料。TPU 膜的透濕性也是依靠分子透濕完成。

賀貝貝等［24］利用干法成膜工藝，分別以NH4HCO3和改性偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑作為致孔劑制備了具有防水透氣性能的聚氨酯微孔膜，兩者的最佳用量均在3%。 試驗(yàn)顯示：經(jīng)NH4HCO3處理后的聚氨酯微孔膜的透濕量可達(dá)929 g/（m2·24 h），改性AC 發(fā)泡劑處理后的聚氨酯微孔膜的透濕量可達(dá)1 064 g/（m2·24 h），比未處理的聚氨酯膜的透濕性分別提高了49.8% 和71.6%。

通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備TPU 納米纖維膜，納米纖維之間的孔隙在阻隔液體的同時(shí)也為水蒸氣的傳輸打開了通道，從而能夠進(jìn)一步提高TPU 膜的透濕性能。張新禹等［25］以TPU 為基材，采用無(wú)針靜電紡絲技術(shù)制備了微孔納米纖維膜，試驗(yàn)得出了TPU 納米纖維膜最佳制備工藝：TPU 質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，紡絲電壓15 kV，紡絲距離18 cm，儲(chǔ)液槽移動(dòng)速度50 mm/s ，接收基布移動(dòng)速度5 mm/min 。 測(cè)試結(jié)果顯示：制備的平均厚度40 μm 的TPU 納米纖維膜的耐靜水壓30.93 kPa；透濕量隨溫度上升逐漸上升，30 ℃時(shí)達(dá)2 934 g/（m2·24 h），40 ℃時(shí)達(dá)5 518 g/（m2·24 h）。楊文秀等［26］制備了TPU/PAN 雙組分靜電紡防水透濕膜，研究確定的TPU 最佳紡絲條件：TPU質(zhì)量分?jǐn)?shù)19%，紡絲電壓33 kV，接收距離35 cm，流速1.0 mL/h；PAN 最佳紡絲條件：PAN 質(zhì)量分?jǐn)?shù)11%，紡絲電壓23 kV，接收距離23 cm，流速0.1 mL/h；TPU/PAN 雙組分靜電紡防水透濕膜在TPU 和PAN 紡絲時(shí)間比 為7∶3 時(shí)防水透 濕 性能最佳，透濕量達(dá)13 200 g/（m2·24 h），耐靜水壓33.81 kPa。劉延波等［27］通過(guò)多針頭分步靜電紡絲技術(shù)和熱壓工藝制備了TPU/PVDF/PVDFHFP 復(fù)合防水透濕納米纖維膜。設(shè)定TPU 紡絲時(shí)間、熱壓溫度、熱壓時(shí)間、熱壓壓力為影響因素，耐靜水壓和透濕量為響應(yīng)值，利用中心組合設(shè)計(jì)響應(yīng)面法對(duì)該復(fù)合膜的防水透濕性能進(jìn)行優(yōu)化，建立復(fù)合膜防水透濕模型。試驗(yàn)得出制備該復(fù)合膜的最佳工藝參數(shù)：TPU 紡絲時(shí)間2.07 h，熱壓溫度137.67 ℃，熱壓壓力0.52 MPa，熱壓時(shí)間5.41 min；所制備復(fù)合膜的耐靜水壓106.89 kPa，透濕量9 608.67 g/（m2·24 h）。

采用靜電紡絲工藝所制備的納米纖維膜具有良好的防水透濕性能，可以嘗試在紡絲液中添加抗菌劑成分，直接制備抗菌型納米纖維膜。這樣，其在實(shí)現(xiàn)阻隔防護(hù)的同時(shí)，又具有主動(dòng)抗菌抗病毒的能力。相比于后整理的工藝對(duì)納米纖維膜進(jìn)行抗菌處理，使用直接混紡的方法，將抗菌劑包覆在納米纖維膜內(nèi)部，能有效地提高其耐洗滌性能。

2 抑菌型防護(hù)材料

抑菌型防護(hù)材料在進(jìn)行阻隔防護(hù)的同時(shí)還具備主動(dòng)抗菌抗病毒的能力，因此可以通過(guò)制備或選用高活性、耐氧化的抗菌抗病毒整理劑對(duì)紡織材料進(jìn)行整理。

2.1 季銨鹽類抗菌劑

季銨鹽類抗菌劑具有高效、低毒、不易受pH值變化影響、使用方便、對(duì)黏液層有較強(qiáng)的剝離作用、化學(xué)性能穩(wěn)定、分散及緩蝕作用較好等特點(diǎn)，但存在易起泡沫、礦化度較高時(shí)殺菌效力降低、容易吸附損失等缺點(diǎn)；如果長(zhǎng)期單獨(dú)使用，易產(chǎn)生抗藥性。其作用機(jī)理主要是陽(yáng)離子通過(guò)靜電力、氫鍵以及表面活性劑分子與蛋白質(zhì)分子間的疏水結(jié)合等作用，吸附帶負(fù)電的細(xì)菌體并聚集在細(xì)胞壁上，產(chǎn)生室阻效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)受抑而死亡；同時(shí)，其憎水烷基還能與細(xì)菌的親水基作用改變膜的通透性，繼而發(fā)生溶胞作用，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞的溶解和死亡。

李麗等［28］以PAN 作為基底聚合物，添加不同的季銨鹽抗菌劑，配制成前驅(qū)體溶液，再通過(guò)靜電紡絲的方式制備出納米抗菌纖維濾膜。采用人工塵計(jì)重法測(cè)定納米纖維濾膜對(duì)固體顆粒物的去除率，得出各類PAN/季銨鹽復(fù)合納米纖維濾膜的去除率均大于98.2%。采用菌落計(jì)數(shù)法來(lái)測(cè)定PAN/季銨鹽復(fù)合納米纖維濾膜的抗菌活性，結(jié)果表明：納米纖維濾膜對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的最高抑菌率均達(dá)到99.99%。FAN Xiaoyan 等［29］合成了3 種不同烷基鏈長(zhǎng)度的季銨鹽，并向其加入等量的聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯混合均勻，使用靜電紡絲制備抗菌納米纖維膜，并研究其對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌效果。結(jié)果表明，其在30 min 內(nèi)就能全部滅活接種的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌，且其烷基鏈越長(zhǎng)，滅菌效果越好，全部滅殺時(shí)間越短。ZHANG Yi 等［30］使用聚乙二醇、聚丁二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、賴氨酸及雙胺季銨鹽為原料，乙二醇二縮水甘油醚為交聯(lián)劑，制備交聯(lián)水性聚氨酯薄膜，并測(cè)試其抗菌性能，6 h 內(nèi)抑菌率達(dá)到99.99%。 葉文婷等［31］以PAN為基質(zhì)，雙癸基二甲基氯化銨（DDAC）為抗菌劑，通過(guò)靜電紡絲制備出微納米纖維，以成膜復(fù)合、零散分布、嵌入3 種不同的復(fù)合方式與熱風(fēng)非織造布復(fù)合得到3 種不同微納米纖維復(fù)合抗菌非織造材料。利用振蕩法與平板菌落計(jì)數(shù)法相結(jié)合測(cè)定3 種微納米纖維復(fù)合抗菌非織造材料的抗菌性能。試驗(yàn)得出，成膜復(fù)合方式所得抗菌非織造材料的抑菌率最高，超過(guò)99.9%。

2.2 銀離子抗菌劑

銀離子的抗菌機(jī)理主要有4 個(gè)方面。一是干擾細(xì)胞壁的合成。細(xì)菌細(xì)胞壁重要組分為肽聚糖，銀離子抗菌劑通過(guò)抑制多糖鏈與四肽交聯(lián)連結(jié)，從而使細(xì)胞壁失去完整性，使菌體死亡。二是可損傷細(xì)胞膜。細(xì)胞膜是細(xì)菌細(xì)胞生命活動(dòng)重要的組成部分。如細(xì)胞膜受損傷、破壞，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡。三是抑制蛋白質(zhì)的合成。通過(guò)變更、停止蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，使細(xì)菌死亡。四是干擾核酸的合成，阻礙遺傳信息的復(fù)制，包括DNA、RNA的合成，以及DNA 模板轉(zhuǎn)錄mRNA 等［32-34］。

銀離子的殺菌能力特別強(qiáng)，每升水中只要含2×10-12mg 的銀離子，即可殺死水中大部分細(xì)菌。 2020 年瑞士HeiQ 公司開發(fā)了囊泡和銀技術(shù)，旨在抑制細(xì)菌和病毒的生長(zhǎng)和留存，相應(yīng)抗病毒和抗菌紡織品處理技術(shù)HeiQ Viroblock NPJ03（簡(jiǎn)稱Viroblock），經(jīng)口罩測(cè)試證明對(duì)抗人體冠狀病毒有效［35］。經(jīng)Viroblock 處理的口罩在針對(duì)人體冠狀病毒的測(cè)試中能將病毒傳染性降低超過(guò)99.99%。 SALAM Abdul 等［36］制備了一種基于靜電紡納米纖維的Viroblock（VB）負(fù)載聚丙烯腈（PAN）/氧化鋅（ZnO）雜化納米復(fù)合材料。 在5%VB 負(fù)荷量下，樣品對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的抑菌活性分別為92.59% 和88.64%。此外，5%VB/PAN/ZnO 納米纖維片顯著降低病毒滴度37%。美國(guó)Microban 公司的銀離子抗菌劑SilverShield，在室溫下2 h 內(nèi)使腸道沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和抗萬(wàn)古霉素腸球菌減少99%。瑞典面料技術(shù)公司Polygiene 的抗菌處理技術(shù)ViralOff，助劑型號(hào)PolygieneT300，在病原體與紡織物接觸的2 h 內(nèi)迅速降低超過(guò)99% 的病毒活性。XU Qingbo 等［37］用α-酮戊二酸對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性合成的納米銀和殼聚糖衍生物黏合劑對(duì)紡織品進(jìn)行功能整理，結(jié)果表明：抗菌涂料棉織物連續(xù)洗滌30 次后，棉織物表面的納米銀含量下降到37.6%，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率分別為95% 和96%。董猛等［38］利用端氨基聚氨酯制備納米銀，將其整理在棉織物上并測(cè)試了其抗菌性和耐洗性，當(dāng)棉織物中銀含量為146.26 mg/kg 時(shí)，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到了99% 以上，洗滌30 次后棉織物銀含量下降到126.61 mg/kg，下降了13.43%。 通過(guò)制備納米級(jí)粒徑的金屬粒子，增大其比表面積，能夠進(jìn)一步提高其抗菌活性。此外，利用聚合物對(duì)納米金屬粒子進(jìn)行包覆，形成核殼結(jié)構(gòu)，能夠使金屬離子起到緩慢釋放的效果。

2.3 ZnO/TiO2抗菌劑

有些金屬本身不具備抗菌性能或是抗菌能力稍差，但其金屬氧化物在特定的環(huán)境下卻擁有較強(qiáng)的抗菌能力。ZnO 的抗菌機(jī)理主要是由于ZnO在光照條件下會(huì)產(chǎn)生許多強(qiáng)氧化物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)與細(xì)菌發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，從而殺死細(xì)菌。TiO2也是利用光催化機(jī)理進(jìn)行殺菌。

王淑瑤等［39］通過(guò)靜電紡絲方法制得了不同濃度比的納米ZnO/聚乳酸納米纖維膜，試驗(yàn)得出：當(dāng)ZnO 含量為7% 時(shí)，大腸桿菌的抑菌圈直徑達(dá)32.4 mm±0.5 mm，金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑達(dá)34.5 mm±0.6 mm，表現(xiàn)出很好的抗菌性能。

XING Yage 等［40］首先在TiO2表面負(fù)載鈦酸酯，得到改性TiO2。然后制備含改性TiO2的聚乙烯薄膜，加入改性TiO2的PE 膜，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別達(dá)到16.6 mm和20.4 mm。在紫外光照射60 min 后，TiO2-PE膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別達(dá)到89.3% 和95.2%。時(shí)代等［41］通過(guò)溶膠-凝膠法進(jìn)行金屬鋰離子摻雜TiO2抗菌劑的制備，采用大腸桿菌為試驗(yàn)菌種，當(dāng)摻雜量達(dá)到0.01 mol 時(shí)，抗菌材料對(duì)大腸桿菌的抗菌率可達(dá)到99.5%。

2.4 活性氧

活性氧是一種強(qiáng)氧化劑，具有廣泛殺滅微生物作用，包括細(xì)菌、芽胞、病毒、真菌等，其殺滅速度較氯快600 倍～3 000 倍。2020 年香港IRIVER公司用活性氧膠囊技術(shù)制造的抗病毒口罩和紡織品，可以幫助減少新型冠狀病毒2019-nCoV 的傳播［42］。活性氧膠囊技術(shù)是一種強(qiáng)氧化劑的緩釋技術(shù)，可以在自然環(huán)境下緩慢釋放高氧化能力的活性氧。

抗菌劑憑借其高效主動(dòng)抗菌抗病毒性能成為生物防護(hù)材料不可缺少的一部分。要想抗菌劑發(fā)揮持續(xù)且高效抗菌抗病毒能力，需要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。一方面是防止抗菌劑從織物上脫落，也就是對(duì)其耐洗滌、耐摩擦等性能提出了要求；另一方面是防止抗菌劑失活，主要是保證其具有良好的耐氧化等性能。以納米銀抗菌劑為例，可以通過(guò)化學(xué)原位還原法在納米銀粒子外層包覆一層聚合物外殼，形成納米銀/聚合物復(fù)合納米粒子。最后，將抗菌劑直接混入涂層整理劑或紡絲液中制成涂層織物或?qū)訅嚎椢铩＿@樣得到的生物防護(hù)材料能夠在進(jìn)行阻隔防護(hù)的同時(shí)，具備主動(dòng)抗菌抗病毒的性能，且抗菌劑被包覆在內(nèi)部，不易脫落和氧化，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)效抗菌抗病毒的功效。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于生物防護(hù)材料的要求不再局限于高效的阻隔防護(hù)性能，對(duì)其舒適性能也提出了更高的要求，這就需要科研人員們?cè)诒ＷC面料阻隔性能的同時(shí)，提高其透濕性能和柔軟程度。伴隨著世界各地新冠疫情的復(fù)雜化，生物防護(hù)材料的可重復(fù)使用性能得到了人們的重視，尤其是負(fù)載抗菌劑的主動(dòng)抗菌抗病毒防護(hù)材料在使用后還要經(jīng)過(guò)多次的洗滌和消毒，這就對(duì)其耐洗牢度和抗菌劑的耐氧化性能提出了更高的要求。