汽车内饰材料的抗菌整理现状

汽车内饰材料的抗菌整理现状

李津邓浩

长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000

摘要：随着我国经济的发展，汽车市场需求量快速增长，我国车用纺织品的供给量以每年15%～320%的速度逐年递增。近年我国汽车座椅面料约需1.1亿㎡，顶棚面料2600万㎡，车门内板面料810万㎡，车用地毯2300万㎡，其他部位用料约3000万㎡。汽车内饰在整个汽车售价中占4%左右，因此提高汽车内饰的质量水平受到汽车生产企业的欢迎。本文介绍了汽车内饰材料的抗菌整理和国内外抗菌研究的发展,总结了抗菌整理的主要方法及技术措施,分析了目前抗菌整理存在的主要问题及汽车内饰材料的发展方向。

关键词：汽车内饰材料；抗菌剂；抗菌整理

前言：汽车内处于一个相对封闭的环境，是细菌病毒滋生的温床，灰尘、人体汗液、皮脂、油垢、烟垢等物质以及外部的污垢极易粘附在内饰材料的纤维上，这些污染物与皮肤上的常在菌及外来微生物的作用后产生的低级脂肪酸﹙如壬酸、癸酸﹚和挥发性化合物散发恶臭。近年来汽车内饰材料的抗菌防臭整理逐渐得到关注，通过在纤维内或表面引入抗菌剂，抑制细菌的产生或繁殖，防止恶臭产生，使织物具有良好的抗菌性。

1、抗菌整理的起源与发展

1.1抗菌整理的起源

抗菌整理最早起源于4000年前的古埃及，当时利用草药浸渍处理木乃伊裹尸布；一战和二战期间，抗菌剂在战场上得到了应用，战后美国和日本投入大量成本研究抗菌织物。1955年市面上出现了第一批抗菌加工产品，上世纪60～70年代抗菌剂在纺织品整理中使用，但当时所用抗菌剂大部分为溶出型，耐久性差；80年代后，研发出的抗菌剂效果好，安全性高，耐久性高，但尚存在抗菌谱问题；进入90年代抗菌广谱性，耐久性等得到了解决，还出现了抗菌阻燃、抗菌防静电防污、抗菌拒水拒油等多功能产品。

1.2国内外研究现状

我国在抗菌纺织品方面的研究起步较晚，但目前抗菌的质量水平、检测方法等已达到世界先进水平。目前研究较为成熟的主要在有机高分子及纳米银。将Cu²+、Ag+附着在白炭黑载体上，制得双组分杀菌活性成分的无机抗菌粉体材料，实验结果表明抑菌率达到99%；添加纳米离子的抗菌抗静电聚丙烯纤维，抗菌抗静电剂含量为1%～3%时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在90%以上；利用细菌纤维素超精细网络结构和高持水率的特性，在细菌纤维素上通过硼氢化钠还原硝酸中的Ag+原位生成纳米银颗粒，抗菌试验表明Ag/BC纳米复合材料具有很强的抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最大抑菌率分别为99.4%和98.4%；以壳聚糖为载体制备了载银壳聚糖复合抗菌剂，实验结果表明pH值对样品的抗菌性影响最大，其次为反应时间、壳聚糖质量和反应温度，壳聚糖与银离子发生配位反应且复合物呈无定形结构，复合抗菌剂的抗菌性能优于单一组分的壳聚糖抗菌剂。

日本是最早研究抗菌剂的国家，使用Zeomic抗菌剂制成的抗菌除臭袜和抗菌塑料，抗菌效果很好。利用聚硅氧烷交联的方法将不同浓度的纳米尺寸胶体银整理到纺织品表面，抗菌效果良好且耐久性高，聚硅氧烷可对织物表面的银离子起到控释作用，保证其抗菌性的耐久性。以天然高分子壳聚糖为载体制备了载银、SiO₂纳米离子的壳聚糖复合抗菌剂。复合材料的抗菌效果比单一的壳聚糖或纳米银好。在天然抗菌剂方面研究较多的为壳聚糖，壳聚糖具有广谱抗菌性，最初主要用于棉的抗菌整理，但是存在耐久性差的问题，通常采用交联的方式解决，用一些化学制剂将壳聚糖交联在织物上。合成了以聚n-丙烯酸丁酯为芯，壳聚糖为壳的纳米级芯/壳粒子，用轧-烘-培工艺施加于棉织物上，其抗菌活性在经过50次洗涤后仍保持在90%以上。

2、抗菌技术措施

2.1抗菌剂的类型

汽车用抗菌纺织品的主要要求是具有高效广谱的抗菌能力、抗菌效果持久、耐磨损、耐洗涤、寿命长且耐热不易分解失效、透湿、舒适、使用安全对健康无害，不会对环境造成污染。目前抗菌剂的类型主要有天然、有机和无机三大类。

2.1.1天然抗菌剂

天然抗菌剂主要来源于天然物质提取物，从来源上可分为动物类、植物类、矿物类。其优点是产品从天然物质中提取或直接使用，对环境一般不会产生污染，安全环保，缺点是在160～180℃时就开始炭化分解，应用范围受到极大限制。常见的天然抗菌产品如表1所示。

表1天然抗菌产品

2.1.2有机抗菌剂

有机系列多为传统抗菌剂，大部分是通过化学方法合成得到的，其优点是杀菌力强，效果持久且来源丰富，缺点是毒性大，耐高温性较低、会使微生物产生耐药性等。目前市面上最常见的是含12～18个碳原子的季铵盐类作为纤维的消毒剂和杀菌剂，但与纤维的结合力差，常与反应性树脂并用，以提高其耐久性。

2.1.3无机抗菌剂

无机抗菌剂是指具有抗菌性的金属离子等无机物及其与无机载体的复合体，包括金属离子和金属氧化物两种。目前大多是银系抗菌剂，该类抗菌剂具有广谱、高效、持久、不易产生抗药性、对人体无毒无刺激等优点。随着纳米技术的发展，国内外有很多公司、学者开始研究开发纳米载银无机抗菌剂及其相关产品，但添加量较大、成本较高且易变色。

2.2抗菌机理

抗菌剂对细菌的影响方式可分为三种:⑴作用于细胞壁和细胞膜系统，导致死亡。⑵作用于生化反应酶或其他活性物质、如蛋白质等，破坏细胞壁中的蛋白质，使其结构中的二硫键断裂而使其变性失活。⑶作用于遗传物质或遗传微粒结构，导致细菌无法繁殖。

2.3抗菌整理方法

2.3.1采用抗菌纤维制成各类织物

⑴物理改性。如开发表面粗糙化和微孔化的纤维，可在纺丝过程中把抗菌剂掺加到纺丝油剂中，在纤维冷凝收缩和牵伸收缩时把抗菌剂包容在表层以下的部位。

⑵化学改性。对不具备反应基的物质引入反应基，使纤维具备化学改性的条件。

⑶共混纺丝。将抗菌剂添加到纺丝液中，从而纺出具有抗菌性能的纤维。通常添加无机抗菌剂多用熔融纺丝法，添加有机抗菌剂则多采用溶液纺丝法。

⑷复合纺丝法。采用双螺杆纺丝，一螺杆利用共混技术制得抗菌熔体，另一螺杆制得不含抗菌成分的熔体，两种熔体通过复合纺丝、冷却、成形，纺制成复合抗菌纤维。

2.3.2织物抗菌整理

⑴表面涂层法。将抗菌剂添加到涂层剂中，按常规方法对织物进行涂层处理，使抗菌剂固着在织物表面的涂层膜中。

⑵树脂整理法。将抗菌剂溶解在树脂中，然后配成乳化液，将织物放在乳化液中充分浸渍，树脂能够附于织物表面，然后经烘干和烘培使其具有抗菌功效。

⑶微胶囊法。将一种或几种抗菌物质包裹在微粒子胶囊中，再固着在织物的纤维里。

⑷纳米技术。纳米级的抗菌剂或纳米级的材料外包覆抗菌物质，在一定作用下，可以很容易到达纤维内部。

结语:抗菌防菌理论体系还不够完善，如壳聚糖的抗菌机理，目前并无定论。多功能的抗菌材料如抗菌阻燃，抗菌防污，抗菌拒水拒油等发展空间很大。因此应结合汽车内饰材料的特点，探索出适合汽车内饰材料抗菌整理的方法和工艺，加强汽车内饰抗菌评价的立法，制定出更多更有效的测试标准和产品法规。

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