纺织品的防蚊虫整理与测试标准

Textile Anti-mosquito Finishing and Test Standard

摘要:

本文介绍了纺织品防蚊虫整理的基本原理、防蚊虫整理剂、整理工艺及防蚊效果测试方法。防蚊虫纺织品具有广阔的应用前景,然而目前的标准只是对防蚊整理剂或原料进行效果测试,特别缺乏直接针对防蚊整理织物的测试标准。

关键词:防蚊虫;纺织品;整理;驱避剂;杀虫剂

Abstract: The basic principle of the anti-mosquito finishing for textiles, anti-mosquito finishing agents, finishing processes and testing methods have been introduced in this paper. The application prospect for anti-mosquito textiles was broad. But now the testing standards were only for anti-mosquito finishing agent or raw material. The testing standards in connection with the anti-mosquito finishing textile were quite lacking.

Key words: anti-mosquito; textile; finishing; repellent; pesticide

蚊虫属昆虫纲双翅目蚊科,小型昆虫,体长0.5cm~1.5cm,触角细长,口器形成一长喙,雌蚊的喙一般适于刺吸血液。雌性蚊子需要吸食血液来产卵、育卵,其嗅觉灵敏,对人体呼吸和新陈代谢所产生的二氧化碳及乳酸等挥发物非常敏感,可以从30 m外直接冲向吸血对象。蚊虫在叮咬的时候,为了防止血液凝固,在叮入人畜后,会在伤口上注入一些唾液,病原体就由此传播。国内常见的蚊媒病有疟疾、丝虫病、登革热和流行性乙型脑炎。在国外还流行黄热病、西尼罗热、东方马脑炎、西方马脑炎、委内瑞拉马脑炎、圣路易脑炎和基孔肯雅热等蚊媒病。在亚洲、非洲和美洲,每年因蚊虫叮咬而感染疟疾死亡的人数超过100万。因此,蚊虫防治工作具有十分重要的意义。

1防蚊虫原理

目前应用比较成熟的防蚊虫方法主要有两种[1]。第一种方法就是对环境中的蚊子进行驱避或杀灭的方法,但这种方法效果并不持久且气雾剂所释放出的药剂会对人体产生一定的伤害,因此不适合经常使用。第二种方法就是对经常与人体接触的纺织品进行加工整理,使之具有比较耐久的防蚊虫效果。这种方法经过长时间的生产实践,证明具有良好的防蚊虫效果,并耐多次水洗,对人体无毒、无害。

2防蚊虫整理剂

防蚊虫整理是用含有各种蚊虫驱避剂和杀虫剂的微胶囊等处理织物,在特定的温度、时间等工艺条件下,通过粘合剂等让微胶囊与纤维结合在一起,在纤维表面形成不溶于水和一般有机溶剂的驱蚊药膜。这种药膜能散发出蚊蝇等所厌恶的气味,使蚊虫等不愿在含有防蚊剂的织物上停留而逃跑,同时蚊虫一接触织物,就立即被击倒或杀灭。

2.1驱避剂

蚊虫驱避剂按其来源可分为天然驱避剂和合成驱避剂[2]。

2.1.1天然驱避剂

天然驱避剂一般以植物源驱避剂为主,来源于植物的根、茎、叶、花等,多为萜类的酯类、醇类和酮类等。20世纪70年代,从植物精油中提取的萜烯成分对蚊虫具有较强的驱避活性。从赤桉精油中分离得到一种蚊虫驱避剂,经生物测定发现对埃及伊蚊有强烈的驱避活性。近几年来。美国对天然源蚊虫驱避剂进行了大量研究,寻找到两种高驱避活性植物桑橙和假荆芥。进入21世纪以来,有人对印楝树种子的甲醇提取物做了驱避性活性试验,发现其对按蚊各生长期的个体都有很强的驱避活性。

天然驱避剂具有许多优点,如低毒或无毒,对皮肤不会产生灼热感,气味清新,使用后不会有药物残留,易降解,对环境无污染等,但其在驱蚊高效性和持久性方面普遍低于合成驱避剂。

2.1.2合成驱避剂

合成驱避剂主要包括有机酯类、芳香醇类、不饱和醛酮类、胺类和酰胺类等。1929年,驱蚊油DMP(邻苯二甲酸二甲酯)研制成功;1937年,驱蚊酮获得专利;1939年,驱蚊醇(2-乙基-1,3-二醇)面市。1956年,美国发现了具有优良广谱性的驱避剂DEET。

目前可用于皮肤及织物处理的合成驱避剂有5种:

(1)DEET(N,N-diethyl-m-toluamide,N,N-二乙基间甲苯甲酰胺)中文别名“避蚊胺”,不溶于水,溶于醇、醚、异丙醇、氯仿、二硫化碳、酒精、苯、丙烯乙二醇、棉籽油、酮类和石油提取物等有机溶剂,微溶于石油醚和甘油,其使用量为5%~100%。关于DEET的确切作用机理目前还不清楚,有可能是其能阻塞昆虫的触角或使皮肤,也有可能是在皮肤上形成隔离层,阻碍昆虫叮咬或停留。但是近年来,研究人员发现DEET会引起神经系统疾病、脑病和皮肤病等。因此,DEET已被人们慎用,泰国和我国台湾地区已经禁止使用DEET。

(2)Picaridin(KBR 3023,羟乙基哌啶羧酸异丁酯)为无色液体,25℃时的蒸汽压5.87×106 Pa,沸点296℃,溶点-170℃。

(3)Oil of Lemon Eucalyptus(柠檬桉叶油)/PMD ( paramenthane-3,8-dio,l对-孟烷-3,8-二醇,柠檬桉叶油提取物) 具有强烈的柠檬芳香味,有类似香茅油的草香,无色至淡黄色透明油状液体。

(4)IR3535 [3-(N-butyl-N-acetyl)-aminopropionic acid-ethylester,中文别名伊默宁]为酯类化合物,与酰胺类驱避剂相比,其香气宜人,对皮肤无刺激,已逐渐成为研究热点。IR3535的结构类似丙氨酸,毒性和环境危害性均小于DEET,具有对皮肤和黏膜无毒副作用、无过敏性及无皮肤渗透性等优点,使用非常安全。IR3535在欧洲使用了20年,1999年在美国上市。仅用于织物处理的合成驱避剂有二氯苯醚菊酯(Permethrin,又称氯菊酯,中文别名百灭宁),二氯苯醚菊酯溶于丙酮、乙醇、乙醚和二甲苯等有机溶剂,在25℃水中的溶解度为(0.07±0.02)mg/kg,对酸性介质和光线较稳定,在碱性介质中能水解。其相对密度为1.214(25℃),折光率为1.5627(25℃)。

(5)环糊精是由淀粉经发酵降解而制成的。环糊精分子具有环状构形并具有疏水性内腔,如图1所示。这个疏水性内腔可以储存气体和非极性的有机物质。由于环糊精分子的内腔是非极性的,非极性分子或具有非极性基团的分子都可以在基中储存。所有已知的蚊子信息素都涉及具有非极性部分的有机分子,因此它们能与环糊精形成复合物,那么具有持久固着环糊精的纺织品就可对蚊子起到被动防护作用,能够大幅度地降低人体周围空气中信息素的总量[3]。

2.2杀虫剂

杀虫剂主要通过触杀、胃毒或熏蒸作用杀灭害虫。

除虫菊酯是从除虫菊中提取的两种酯类中的一种,可用做杀虫剂。而拟除虫菊酯是近40年才迅速发展起来的一类不挥发烃类化合物,它是模拟天然除虫菊素的化学结构而人工合成的一类新型杀虫刑。它具有快速击倒、杀虫谱广、药效高等特点,对昆虫有驱避作用,对人体毒性低,易生物降解,在生物降解后不产生有毒残留物。但也存在着大部分品种对鱼类毒性高、对天敌选择性差、无内吸传导作用等缺点。

拟除虫菊酯化合物中最适宜用于织物防蚊虫整理的是胺菊酯(Tetramethrin),纯胺菊酯为白色晶体,不溶于水,溶于有机溶剂,对昆虫的击倒作用极快,常温下贮存3年品质不变。

3防蚊整理工艺

目前,防蚊整理工艺主要有浸渍工艺和浸轧工艺[2]。

(1)浸渍工艺:浸渍(浴比1:10)脱水(带液率25% ~30%)烘干(80℃~100℃,1 min ~3 min)焙烘(120℃~130℃,1 min)。

(2)浸轧工艺:浸轧防蚊整理液(轧余率70%)烘干(70℃~100℃,3 min)焙烘(110℃~120℃,30 s)。

防蚊整理剂用量根据防蚊整理剂种类、织物种类和用途而定。

4防蚊效果测试方法

目前,国内关于防蚊整理织物的测试标准仍是一项空白,纺织品防蚊整理效果测试标准主要借鉴和参照以下三个由农业部起草的标准。这些标准只能对防蚊整理剂或原料进行效果测试,无法直接对防蚊整理后的织物直接进行效果测试,且对防蚊整理织物的耐洗牢度等各项参数及整理后服装面料的应用性能变化无测试标准。

三个测试标准分别是:GB 13917.1―1992《农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法喷射剂的室内药效的测定方法》[4]、GB/T 17322. 10―1998《农药登记卫生用杀虫剂的室内药效评价驱避剂》[5]和GB 13917. 3―1992《农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法小型烟雾剂及烟雾片的室内药效测试方法》[6],表1是三个标准的内容比较。

三个测试标准的适用范围各有差异,GB 13917. 1―1992适用于喷射剂的药效测定,GB/T 17322. 10―1998适用于驱避剂的药效评价,GB 13917. 3―1992适用于小型烟雾及烟雾片的药效评价。三个标准中由于使用的蚊虫种类和生长时间不一样,测试效果会有所差异。同时测试与效果评价采用的方法也不同。

5展望

目前国内研制的防蚊虫纺织品,穿着凉快、通风,能防蚊类及某些昆虫叮咬,无需任何药物辅助,对皮肤无过敏反应,手感柔软,穿着舒适,生产技术简单,成本低廉,易于大批生产。既可选择热塑技术制成一次性使用服装,又可利用纺织技术生产为耐用服装;可制成套装防蚊服,也可单独制成防蚊腿套、头套、袖套。这种服装款式多样,适用于夜间工作人员、野外工作人员、军队、救灾等,销售前景可观。但目前国内缺乏针对防蚊虫整理织物的测试标准,无法对防蚊虫整理后的织物直接进行效果测试。因此,尽快制定相关测试标准对于大力发展防蚊虫纺织品及服装具有重要的推动作用。

参考文献 :

[1] 商成杰. 功能纺织品[M]. 第1版. 北京:中国纺织出版社,2006:124-139.

[2] 王爱兵,朱小云,杨斌,等. 防蚊整理研究进展[J].印染,2010,(4):49-56.

[3] 陈水林. 经环糊精整理的被动防蚊纺织品[J].国际纺织导报,2005,(3):38-40.

[4] 中华人民共和国国家标准. 农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法 喷射剂的室内药效的测定方法[S]. GB 13917. 1―1992.

[5] 中华人民共和国国家标准.农药登记卫生用杀虫剂的室内药效评价 驱避剂[S]. GB/T 17322. 10―1998.

[6] 中华人民共和国国家标准. 农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法 小型烟雾剂及烟雾片的室内药效测试方法[S]. GB 13917. 3―1992.

(作者单位:上海工程技术大学服装学院)