摘要：抗菌防霉聚氨酯沙發合成革是在聚氨酯合成革的基礎上通過添加特殊選擇的高效抗菌防霉材料，使產品具有長效永久的抗菌防霉性能。同時該產品采用特殊的聚氨酯樹脂和優質的基布研制而成，具有撕裂強度高、耐磨耐刮好等優良的物理機械性能，手感柔韌，彈性佳，耐用性好，適用于高檔沙發家俱的真皮替代材料。
關鍵詞：抗菌；防霉；聚氨酯；沙發革
聚氨酯（PU）合成革是一類具有特殊性能的高分子材料，經過幾十年的研究開發，其突出的耐磨性、強度和韌性、耐溶劑性、耐油性、高裁剪率等優異性能，被廣泛應用在運動休閑鞋、皮鞋、皮革衣服、箱包、沙發（家具）、腰帶、票夾、文具、汽車內飾等用途，是理想的天然皮革替代產品。然而，近年來由于加工過程、使用方法或放置貯存條件不當，聚氨酯合成革在制成成品使用時間不久，革表面就出現霉變、龜裂現象，以至無法使用而失去價值。究其原因，其中主要的就是微生物(霉菌和細菌)在適宜條件下，在聚氨酯表面上長霉，且由于霉菌分泌物引起高聚物的生物降解，使得聚氨酯皮膜上布滿小裂紋[1]。
隨著社會的發展，人們對家具皮革制品的需求不斷增加，但無論是真皮還是替代真皮的聚氨酯合成革產品，一般不具備抗菌防霉的功能，我們使用的沙發或其它產品會沾染對人體有害的細菌，而且會在上面繼續繁殖增多，再通過人體的接觸交叉感染，不斷傳播，對健康造成危害。因此抗菌防霉不僅局限于天然皮革的應用研究，聚氨酯合成革也必須注意抗菌防霉，從而有利于人體健康，提高消費者的生活質量。本研究旨在解決上述真皮及合成革性能上的不足，研制出手感柔軟，彈性好，斷裂強度、撕裂強度高，耐磨耐刮性好，色牢度高，不易脫膜掉色的產品。其原理是通過添加緩釋型納米級銀系抗菌防霉劑，使產品具有長效抗菌防霉性能。所添加的助劑環保無毒，且添加份量少，成本低廉，有利于此類產品在沙發家俱領域的推廣應用。
1實驗與研制
1.1抗菌劑的選擇
目前市場上的塑料用抗菌劑主要有三大類，即無機抗菌劑、有機抗菌劑和天然抗菌劑[2]。天然抗菌劑主要來自天然植物的提取物質，但由于天然抗菌劑的耐熱性差、藥效持續時間短，大規模商業化還有待時日。有機抗菌劑的發展歷史較長，已有30多年的歷史，主要成分是四價銨鹽、乙醇、雙胍類化合物、吡啶、咪唑、鹵代烷，碘化物等，其抗菌作用原理是通過破壞細胞膜、使蛋白質變性、-SH酸化、破壞DNA合成、代謝受阻。有機抗菌劑雖然來源豐富，殺菌力強，但存在耐熱性差、易水解、針對性強并具有一定揮發性和毒性等缺點。無機抗菌劑是利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，通過物理吸附離子交換等方法，將銀、銅、鋅等金屬（或其離子）固定在氟石、硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑，然后將其加入到相應的制品中即獲得具有抗菌能力的材料。水銀、鎘、鉛等金屬也具有抗菌能力，但對人體有害；銅、鎳、鈷等離子帶有顏色，會影響產品的美觀，鋅有一定的抗菌性，但其抗菌強度僅為銀離子的1/1000。因此，銀離子抗菌劑在無機抗菌劑中占有主導地位。本研究選用的緩釋型納米級銀系抗菌防霉劑是一種高效安全和耐熱的新型無機抗菌添加劑，即使低濃度應用亦可達到較好的效果，對人體和環境具有高度安全性。
1.2抗菌防霉聚氨酯沙發用合成革濕法坯革的制造
濕法坯革制造涉及到的工藝設備包括：放布架、儲布器、浸水槽、燙平機、涂覆機、凝固槽、水洗槽、烘干設備、冷卻輥、卷取機等。根據產品需求選擇合適的布基，常溫常壓下在布基上涂覆添加抗菌防霉助劑的濕法聚氨酯漿料，經DMF水溶液凝聚、水洗置換溶劑、擴幅烘干、高溫定型獲得具有抗菌防霉性能濕法半成品底坯。濕法工藝流程圖如圖1所示。
具體配方為：
固含量30%～40%，模量30～70kg/cm2聚氨酯100份；
二甲基甲酰胺（DMF）60～150份；
木質纖維素0～20份；
陰離子表面活性劑0.2～2份；抗菌防霉助劑0～2份。
1.3抗菌防霉聚氨酯沙發家俱用合成革干法貼面
本過程涉及到的設備有：接紙臺、儲紙器、涂刮機、烘干設備、干貼設備、冷卻輥、紙革分離機、卷取機等。
據產品需求選擇離型紙，在半成品底坯上經干法貼面工藝，貼合具有抗菌防霉性能的聚氨酯面料、粘接料，經高溫溶劑揮發成膜、冷卻、紙革分離、卷取、檢驗獲得具有長效永久抗菌防霉性能的聚氨酯沙發家俱用合成革。干法工藝具體流程見圖2。面漿配制成分為：
固含量30%～40%，模量100～120kg/cm2聚氨酯100份；
二甲基甲酰胺（DMF）50～70份；色料10～20份；
流平劑0.02～0.05份；
抗菌防霉助劑0.5～3.5份。
粘接漿配制成分為：
固含量30%～50%，模量30～40kg/cm2聚氨酯100份；
二甲基甲酰胺（DMF）45～55份；色料10～15份；
流平劑0.02～0.05份；
抗菌防霉助劑0.5～1.5份。
2抗菌防霉性能分析
2.1抗菌性能測試
本研究分別用日本的JISZ2801:2000[3]和美國的ASTME2149-01[4]抗霉菌性能測試方法檢測樣品的抗菌性能，實驗菌種均為金黃葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、白色鏈珠菌四種。
JISZ2801:2000抗菌測試結果如表1所示。由檢測結果可以看出，用本研究方法研制的聚氨酯沙發家俱用合成革樣品對金黃葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、白色鏈珠菌等細菌具有高效的殺滅功能，可以通過日本JISZ2801：2000表面抗菌性能測試。
美國ASTME-2149-01破碎震蕩法檢測比日本的方法更加嚴格，具體為將2g試樣投到盛有50mL菌液的三角燒瓶中，在37℃經24h強烈振蕩后計測燒瓶內的細菌數，并與振蕩前的細菌數比較，定量表示其抑菌率。樣品測試結果見表2。由表2可知，用本研究方法研制的聚氨酯合成革樣品在防霉方面能通過美國ASTME-2149-01標準檢測，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和綠膿桿菌殺滅效果顯著，普通合成革及真皮不具此性能。
2.2抗霉性能測試
以美國常用的ASTMD4576[5]方法測試樣品的抗霉性能，選擇黑曲霉菌為測試菌種，培養溫度28℃。以0～4表征測試樣品表面上所觀察到的霉菌生長的程度（其中0表示沒有霉菌生長；0.5表示低于12%的樣品表面上有霉菌生長；1表示樣品表面的25%有霉菌生長；2表示樣品表面的50%有霉菌生長；3表示樣品表面的75%有霉菌生長；4表示樣品表面100%有霉菌生長）。測試結果如表3所示。用本文方法研制的聚氨酯合成革樣品在培養14天后表面無霉菌生長，具有良好的防霉性能，可以通過美國ASTM4576標準檢測。
用上述方法生產的具有抗菌防霉性能的聚氨酯沙發家具用合成革，在前面所述的抗菌方面能通過檢測嚴格的美國ASTME-2149-01標準檢測，對金黃葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、白色鏈珠菌等細菌具有良好的殺滅功能；在防霉方面能通過美國ASTM4576檢測。國內其它產品則難以達到此抗菌防霉要求或僅對個別菌種有效果，與所研制的產品合成革性能相差較遠。
（作者單位：安徽安利合成革股份有限公司，安徽合肥，230601）
參考文獻
[1]牛建民，俞從正，聚氨酯合成革防霉[J]，中國皮革，2003，32（11）：35-37.
[2]王哲，塑料抗菌劑主要品種及其應用[J]，中國石油和化工，2008，9：48-49.
[3]JISZ2801：2000抗霉菌性能測試方法[M].
[4]ASTME2149-01在動態接觸條件下抗菌劑抗菌活性測定的標準試驗方法[M].
[5]ASTMD4576-01藍色原料(皮革)抗霉菌生長的試驗方法[M].
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