新成果!功能纺织品技术,安全耐洗抗病毒抗菌纺织面料获重大突破

2022/08/29
2022年8月19日,中国纺织工业联合会在上海市组织召开了由水木聚力接枝新技术(深圳)有限责任公司、清华大学天津高端装备研究院和上海师范大学共同承担的“电子束接枝关键技术及安全长效广谱抗病毒抗菌功能纺织品研究”项目成果鉴定会。

01 项目研究背景

 

致病菌或病毒等病原微生物所致的传染病一直是人类健康的主要威胁。随着人们活动范围的不断扩大,接触更加频繁,重大传染病的传播和爆发时有发生。2020年以来,新型冠状病毒导致新冠肺炎疾病的持续传播对全世界造成了巨大影响,对全人类的健康、公共卫生和社会经济生活造成了巨大损害。通常来说,病毒离开宿主细胞后没有自我复制能力,不能在环境中长时间存在。然而,新型冠状病毒不断突破这一传统认知,新冠病毒变异株在材料表面的存活时间变长,接触传播风险加大。因此,材料表面的消毒和抗病毒抗菌处理是阻断病毒存活与传播的一个重要途径。


服装作为人类的第二皮肤,普通纺织品对病原微生物没有抑制作用,病原微生物易在普通纺织品上生长繁殖,而有机会接触和侵害人体。抗菌抗病毒纺织品可以截断传递病菌或病毒的途径,阻止病菌和病毒在纺织品上的生存与繁殖,从而有效隔离致病菌或病毒与人体的接触,降低人体受侵害的风险,降低公共环境的交叉感染率。此外,抗菌抗病毒纺织品还可以避免纺织品因病原微生物的侵蚀而受损,抑制织物上异味产生,保证人体的健康与舒适。目前,抗菌抗病毒纺织品的生产主要是将抗菌剂或者抗病毒功能整理剂通过后整理法(浸轧、加热、烘干等)以物理吸附的方式结合到纺织品上,缺点是抗菌成分与纺织品主要通过物理吸附等结合,结合力较弱,在使用和洗涤后抗菌抗病毒有效成分会流失,导致纺织品抗菌抗病毒效果不持久,流失的抗菌抗病毒成分对人体和环境有潜在危害,且适用的致病菌和病毒种类有限。而接枝改性则是从高分子材料角度在主链特定位置引入功能性支链聚合物,关键在于接枝位点的引发反应,这个反应可以是化学引发也可以是物理方法引发。化学稳定性高、结晶度高的高分子材料,分子链上较难通过化学方法产生自由基等活性位点,引发接枝聚合的效率较低,而高能电子束能量远远高于大分子中共价键的键能,很容易将碳碳键和碳氢键打破,产生自由基,从而引发功能单体的加成聚合。


项目将电子束接枝聚合方法运用到纺织品功能化上,研发可聚合的抗病毒功能分子,获得共价键链接的功能纺织品,实现功能分子非释放,达到安全和长效(耐洗涤)的目的,经150次水洗后抗菌抗病毒性能保持良好,远超国家AAA级抗菌面料的技术要求。该项目符合《健康中国行动(2019-2030年)》战略,为后疫情时代保障人民生活健康水平,提供安全、广谱和高效的抗菌抗病毒纺织品。

 

02  项目主要创新点

 

项目研发了长链季铵盐单体,设计了用于电子束接枝处理的低能自屏蔽电子加速器关键设备,运用电子束辅助接枝方法,实现了棉布的纤维素大分子与抗病毒单体间共价键结合,解决了抗病毒功能分子与纤维素大分子结合不牢的难题,技术具有独创性;改性后的棉纺织品能有效破坏细菌细胞膜和病毒包膜,对有包膜的病毒、细菌、部分真菌抑制率均超过99%,实现了对冠状病毒的高效杀灭。


接枝棉布对人冠病毒的抗病毒性能:

接枝棉布对新冠病毒的抗病毒性能:

接枝棉布洗前和洗后的抗菌效果:

 

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单体浸轧

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电子束接枝加工


03 项目产业化及应用情况


项目已形成阶段中试成果,会后,水木聚力接枝新技术(深圳)有限责任公司与深圳市安奈尔股份有限公司举行了科技成果落地签约仪式,实现项目成果在服装领域的转化应用,为下一步产业化奠定了基础。此外,该项目在医护用品、家用纺织品及公共场合商用纺织品等领域均具有广阔的应用前景。


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项目签约仪式


04  项目成果单位简介

水木聚力接枝新技术(深圳)有限责任公司是一家由清华大学工程物理系校友发起成立,专业从事电子束接枝技术开发与产业推广的高科技公司,公司拥有在该领域的领军技术人才和科技成果产业化团队。


清华大学天津高端装备研究院由天津市东丽区政府与清华大学联合建设的清华大学派出院,是集协同创新、产业孵化、投融资服务为一体的综合性科技转化和产业孵化平台,涉及机器人与智能制造、微纳制造与节能环保、生医机械与大健康、高端装备四大战略领域方向。


上海师范大学是上海市重点建设大学,学校学科门类齐全,教学成果丰硕。现有哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、管理学、农学、艺术学等11个学科门类,拥有一批实力较强的实验室和科研基地。

 

来源:纺织面料平台