新型驱蚊抑菌整理剂的制备及应用

2021-08-03胡勇杰韩健健

印染助剂 2021年7期

胡勇杰，韩健健，刘谷

（1.广东产品质量监督检验研究院，广东广州 510670；2.广州恩沣新材料科技有限公司，广东广州 511400）

蚊子和细菌等不仅困扰人们的生活，而且会导致多种传染病，尤其是被列为“四害”之一的蚊子［1］。蚊虫叮咬除了引起皮肤不适，还会传播登革热、乙脑、疟疾等疾病［2］。蚊子在世界各地都引发了严重的公共卫生问题。据世界卫生组织调查显示，所有物种中，蚊子成为每年杀人最多的动物。全球1/2 以上的人都生活在蚊虫传染疾病的威胁中，90%以上的死亡病例发生在撒哈拉以南的非洲地区，主要是5 岁以下的儿童。非洲人口第一大国尼日利亚是疟疾重灾区，每年死亡人数达30 万。其他细菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等也严重危害人们的生活，是全人类共同面临的卫生问题。

鉴于蚊虫、细菌等对人类生活造成的困扰及伤害，众多驱蚊抑菌方法得到应用，但无论是烟熏类还是气雾剂、灭蚊片都对人体有一定的危害［3］，且抑菌杀虫时效性较短，难以实现有效的防护。为达到长时间驱蚊抑菌效果，耐久性驱蚊抑菌产品一直以来是研究热点。含有驱蚊抑菌效果的纺织品不仅可以保护人体免遭蚊虫叮咬，还能克服传统驱蚊抑菌杀虫剂的缺点。纺织品驱蚊抑菌整理操作简单、使用方便，对人体无毒无害，成为研究热点［4-7］，并取得快速发展。但该类纺织品往往功能单一，只对某种指定蚊虫或细菌具有驱避或灭杀效果，应用范围窄，消费者使用体验欠佳。本研究使用驱蚊抑菌整理剂专用搅拌器，借助良好的搅拌和混合均匀性，将驱蚊剂和抑菌剂结合，制备集驱蚊和抑菌于一体的多功能整理剂，并将其应用于纺织品。

1 实验

1.1 材料和仪器

材料：驱蚊剂氯菊酯、稀释剂二乙二醇丁醚、表面活性剂蓖麻油聚氧乙烯醚（EL-40）、抑菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、针织运动面料（96%聚酯纤维，4%氨纶）（广州恩沣新材料科技有限公司）。仪器：驱蚊抑菌整理剂专用搅拌器（自制，结构图见图1）。

图1 驱蚊抑菌整理剂生产用搅拌器结构示意图

图1 中，底板1 表面通过两个对称设置的支撑柱2 固定连接搅拌箱3。搅拌箱3 设有进料口和出料口，均设有橡胶塞，箱内转动连接竖直的搅拌杆10，杆表面固定连接若干交错分布的搅拌叶4，杆顶端贯穿搅拌箱3 的上内壁，与从动轮11 固定连接，搅拌箱3 侧面通过支撑板固定连接转动电机5，电机输出端固定连接转杆，依次固定连接主动轮6、8，主动轮6通过皮带7 与从动轮11 传动连接，搅拌箱3 表面设通槽，通槽内连接粉料罐18，罐表面设入药口（有塞子），粉料罐18 内固定连接水平设置的分隔板16，通过分隔板16 将粉料罐18 分割为储料室19 和稀释室15，储料室19内转动连接转动杆21，杆固定连接螺旋叶片22，分隔板16 设出料槽，转动杆21 下端穿过出料槽延伸至稀释室15，上端贯穿粉料罐18 上端面固定连接从动轮17，从动轮17通过皮带9传动连接，稀释室15设进风口和出风口，进风口通过出气管12 与气泵14 出气口连通。

当搅拌药粉药剂时，通过转动电机5 带动转杆，再带动主动轮6 和8 转动，主动轮8 通过皮带9 带动从动轮17 转动，再带动杆21、螺旋叶片22 转动，从而通过分隔板16 的出料槽将储料室19 中的粉料螺旋出料，达到匀速缓慢出料效果，通过气泵14 和出气管12 将稀释室15 中的粉料吹至搅拌箱3，主动轮6 通过皮带7 带动从动轮11 转动，从而带动搅拌杆10、搅拌叶4 转动，将粉料与药剂混合搅拌，防止药粉成团，提高药粉在药剂中的溶解度。在气泵14 的进气口上设置过滤网13，净化进入的气体，防止整理剂被污染。粉料罐18 与搅拌箱3 连接处固定连接橡胶块20，以减轻搅拌箱搅拌时震动对粉料罐的影响。

1.2 驱蚊抑菌整理剂的制备

将驱蚊剂、表面活性剂、稀释剂和抑菌剂采用驱蚊抑菌整理剂专用搅拌器混合得驱蚊抑菌整理剂。

1.3 驱蚊抑菌纺织品的制备

将驱蚊剂、抑菌剂和驱蚊抑菌整理剂（35 g/L）分别通过浸轧方式处理到织物上，115 ℃烘干，160 ℃拉幅定形2 min，分别得驱蚊纺织品、抑菌纺织品、驱蚊抑菌纺织品。

1.4 测试

驱蚊效果：参考T/CTCA 3—2017《氯菊酯防蚊面料》、GB/T 30126—2013《纺织品防蚊性能的检测和评价》测试。

抑菌效果：参考GB/T 20944.3—2008《纺织品抑菌性能的评价第3部分：振荡法》测试。

耐洗性能：按照GB/T 12490—2007《纺织品色牢度试验耐家庭和商业洗涤色牢度》，采用ECE 标准洗涤剂洗涤［溶液150 mL，钢珠10颗，40 ℃洗45 min，取出试样，在100 mL 水中清洗2 次（每次1 min）］，达到规定的洗涤次数后，用水充分清洗样品，晾干，测试驱蚊和抑菌效果。

2 结果与讨论

2.1 驱蚊性能

由图2 可知，随着氯菊酯用量增加，洗前和洗20次后驱蚊率均上升。这是因为氯菊酯用量增加，驱蚊纺织品中挥发的氯菊酯增多，提升蚊虫驱避效果。用量超过8%时，洗前的驱蚊率达80%以上，继续增加氯菊酯用量，驱蚊率上升缓慢。这是因为氯菊酯用量过多，挥发到空气中的氯菊酯已经饱和。织物水洗前后氯菊酯用量对驱蚊率的影响规律基本相同。超过12%时，洗涤20 次后驱蚊率仍保持在50%左右，驱蚊作用较持久。

图2 氯菊酯用量对纺织品驱蚊性能的影响

2.2 抑菌性能

由图3 可以看出，随着1,2-苯并异噻唑啉-3-酮用量增加，抑菌率逐渐上升。

图3 1,2-苯并异噻唑啉-3-酮用量对纺织品抑菌性能的影响

原因是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮用量增加使抑菌纺织品中的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮量增多，提升了抗菌效果。当用量达到5%时，纺织品洗前对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上，对大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率均高于80%；洗20 次后仍然具有抑菌效果，抑菌剂用量对抑菌性能的影响与洗前基本一致。

2.3 驱蚊抑菌性能

单纯的驱蚊或抑菌功能面料已不能满足市场需要，用驱蚊抑菌整理剂专用搅拌器将驱蚊和抑菌助剂均匀混合，制备集驱蚊和抑菌于一体的多功能整理剂（氯菊酯12%，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮6%，稀释剂12%，表面活性剂70%）。由表1 可知，驱蚊抑菌纺织品洗前和洗20 次后的驱蚊效果分别为86.00%和50.00%；洗前对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率分别为99.32%、84.21%、88.15%，洗20次后分别为65.21%、54.89%、57.76%。驱蚊和抑菌效果均较好，均略高于单一功能纺织品。说明由两种助剂复配的整理剂可使纺织品同时具备驱蚊和抑菌效果，且同时使用不会弱化彼此功效。