四級銨消毒原理

季銨鹽化合物能吸附帶負電荷的細菌,具有良好的殺菌作用,在國際上使用廣泛。但是,普通季銨鹽化學活性較低,套用時基本以游離態存在,毒性相對較大,刺激性也強,將其作為抗菌劑套用在紡織品上是溶出型的,易洗脫,且易在人體表面逐漸附著,長期使用易產生病變。如果將矽氧烷引入季銨鹽結構中製得有機矽季銨鹽,可使其性能發生巨大變化。

學名：Organosilane Ammonium Salt 有機矽氧烷季銨鹽是一類綜合性能較理想的抗菌劑。此抗菌劑整理織物時不需要高溫烘焙,一般烘乾後就可產生持久的抗菌效果。整理後的織物不僅具有優良的抗菌性能,而且還具備良好的吸水吸汗性、柔軟性、平滑性、回彈性、防靜電性和抗污染性。該表面活性劑對人體皮膚無刺激和致癌作用,各項指標都符合國內外對抗菌紡織品的要求。經EPA (美國環保署) 檢查,急性毒性LD50為12.27 g·kg - 1 (老鼠口服) ,對兔子沒有刺激性,鮭魚的魚毒性TL50為56 mg·L - 1 ,同時又進行了亞急性毒性、致突變性、促畸形性、粘膜刺激性試驗以及襪子穿著試驗,都充分認定它的安全性和耐久性。此外,有機矽氧烷季銨鹽在套用時無需增加反應性樹脂,不存在抗藥性菌出現和織物抗菌失效的問題,日益受到人們的重視。隨著各種傳染性病菌的流行,有機矽氧烷季銨鹽及其整理的抗菌織物可望為人們的身心健康提供有效保障。

抗菌原理

有機矽氧烷季銨鹽的優良抗菌抑菌性能是經過實踐證明的。有研究表明,將其用於純棉織物整理,發現對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠球菌24 h 後的抑菌率皆高於95 %以上 ,顯示出廣譜抗菌效果和較高抗菌率且安全無毒、無致酶反應。

有機矽氧烷季銨鹽為長鍊高分子結構，是一類新型陽離子表面活性劑,它具有耐高溫、耐水洗、持久的效果,抑菌範圍廣,能有效地抑製革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌和真菌。其殺菌機理是:以有機矽作為媒介,將具有殺菌性能的銨陽離子基團強有力地吸附于細菌的表面,改變細菌細胞壁的通透性,使菌體內的酶、輔酶和代謝中間產物溢出,致使微生物停止呼吸功能而致死,從而達到殺菌、抑菌的作用,即發生了「接觸死亡」。

織物及皮革的絕佳抗菌保護應用

隨著人們對健康和環境保護意識的不斷增強,對抗菌織物提出了新的要求 ,包括以下幾個方面: 選擇性殺死有害微生物;至少以半滲透的方式將抗菌劑施加到織物上;抗菌劑對織物的黏附不會抑制其抗菌性;不會對人體和環境造成傷害和污染;微生物在生命周期內不會對抗菌劑產生免疫力;抗菌性能優異;不影響織物的其它優良性能。

有機矽氧烷季銨鹽除了具有優異的抑菌抗菌性外,還可用於織物親水整理並且賦予織物良好的柔軟性、回彈性、平滑性和明顯的抗靜電效果。尤其含濕量70 %的聚酯纖維經有機矽季銨羧酸鹽的丙醇溶液處理後,在175 ℃烘乾60 s ,可使纖維的抗靜電性能大大增強；且纖維被有機矽氧烷季銨鹽處理後，還可提高織物的易去污性、抗撕裂及耐磨強度。

季铵盐[1]，又称四级铵盐或活性四级化合物，属于典型的阳离子界面活性剂[2]。是铵离子的四个氢离子都被烃基取代后形成的季铵阳离子的盐，具有通式 R4N+X−。其中四个烃基可以相同，也可以不相同，X−多为卤素阴离子，HSO4−，RCOO−及OH−（季铵碱）。

季铵盐的性质类似于铵盐，大多数易溶于水，水溶液导电。

季铵盐可以通过胺与卤代烃反应制取。有些季铵盐是良好的表面活性剂和相转移催化剂，也有部分季铵盐被用作消毒剂（例如百毒杀等）。

乙醇Ethanol就是酒精，通常是75%的消毒效果比較好，消毒原理是使蛋白質變性、穿透破壞細菌，有時候如果病菌包覆的黏液太厚，量不夠會無法穿透，要經過擦拭，目前知道可以預防新型冠狀病毒，價格便宜，全台缺貨！而且噴在手上皮膚變超乾！對於無套膜的腸病毒無效！

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註：苯扎氯銨，也被稱為BZK，BKC，BAC，alkyldimethylbenzylammonium chloride和ADBAC，是屬於季銨基類的陽離子性介面活性劑。

次氯酸的殺菌原理是使用氧化功能殺菌，可殺死病菌，比次氯酸鈉（漂白水）溫和很多，可以殺死細菌、腸病毒、流感病毒...（目前沒有買先去網路借圖！）是市面上最多品牌使用的成分！如旺旺水神等（網路資料只要有開啟3個月後會開始漸漸變成水而喪失殺菌力！所以要趁新鮮快點用喔！）（次氯酸通常不建議用在人體上！）

人類很早就會用糖類發酵製造酒精，這也是最早的幾項生物技術之一。古代人也知道飲酒所帶來的欣快作用，自史前時代開始人類就已開始喝酒，而其中會使人欣快的主要成份就是酒精。在中國發現的九千年前的陶器，上面就有酒的殘留物，因此可以看出，當時新石器時代的人已經開始飲酒[3]。

酒精發酵的總體化學式為：

雖然古希臘及阿拉伯已有蒸餾的技術，但最早記載用酒蒸餾來製造酒精的是十二世紀義大利薩勒諾學校的鍊金家[4]。第一個提到純酒精的是拉曼·魯爾[4]。

麥可·法拉第在1825年首次以合成方式製備乙醇，他當時發現硫酸可以吸收大量的煤氣[9]。他將吸附煤氣的硫酸液交給英國科學家Henry Hennell，他在1826年發現其中有乙基硫酸[10]。在1828年時Hennell和法國科學家Sérullas分別發現乙基硫酸可以分解，產生乙醇[11]。因此麥可·法拉第在1825年無意的發現乙醇可以以乙烯（煤氣中的一種成份）為原料，利用酸觸媒的水合反應製備，這也類似現在工業製備乙醇的方式[12]。

美國在1840年代曾用乙醇作為路燈的燃料，但在南北戰爭中針對工業用乙醇的課稅很重，此作法沒有經濟效益，工業用乙醇的課稅一直到1906年才消除[13]。從1908年起乙醇也是汽車的燃料之一，像福特T型車可以選擇汽油或是酒精做為燃料[14]。乙醇也是常用酒精燈的燃料之一。

工業用的乙醇一般會用乙烯製備[15]。乙醇常被用做一些人類可能接觸或使用物質的溶劑，像香水、顏料及醫藥等。乙醇既是溶劑，也是製造其他物質的原料。乙醇很長的時間都作為可以提供光和熱的燃料，而最近又開始有研究可以用乙醇為燃料的內燃機。

物理性質[編輯]

• 乙醇的物理性質主要與其低碳直鏈醇的性質有關。分子中的羥基可以形成氫鍵，因此乙醇黏度很大，也不及相近相對分子質量的有機化合物極性大。室溫下，乙醇是無色，且有特殊味道的揮發性液體。

• 在針對鈉黃光（λ=589.3nm）和溫度為18.35 °C的條件下，乙醇的折射率為1.36242，比水稍高。[16]

化學反應[編輯]

乙醇是一種一級醇，連接羥基的碳原子連接二個氫原子。許多乙醇的反應都和羥基有關。

酯化反應[編輯]

與乙酸反應[編輯]

乙醇可以與乙酸（在濃硫酸的催化下）發生酯化作用，產成乙酸乙酯和水。

其它酯化反應[編輯]

乙醇可以（在酸的催化下）和其它羧酸發生酯化作用，生成相應的酯類和水。

若是在化工產業中大規模的進行此反應，需設法生成物中移除水。酯類和酸或鹼反應會產生醇類和鹽，肥皂製作也是利用此反應的原理，因此稱為皂化反應。

還原性[編輯]

乙醇具有還原性，可以被氧化成為乙醛[20]，例如

動物體內反應[編輯]

在哺乳動物中，乙醇主要在肝臟和胃中由醇去氫酶催化下進行代謝。[21]這些酶催化乙醇氧化成乙醛。造成酒精中毒和肝臟損傷的罪魁禍首通常被認為是有一定毒性的乙醛，而並非喝下去的乙醇。乙醇通過各種代謝途徑代謝成二氧化碳和水後排出體外。[22][23]

乙醇可以與空氣中氧氣發生劇烈的氧化反應產生燃燒現象，生成水和二氧化碳。

乙醇也可與濃硫酸跟過錳酸鉀的混合物發生非常激烈的氧化反應，燃燒起來。

鹵化反應[編輯]

乙醇(C2H5OH)可以和鹵化氫發生取代反應，生成鹵代烴和水(H2O)。例如：

乙醇的鹵代反應也可以和更強的鹵化劑反應，比如氯化亞碸或三溴化磷.[18]

乙醇在鹼性條件下與鹵素反應，最終產物會是鹵仿 (CHX3，X = Cl, Br, I)，這一過程稱為鹵仿反應。[25]
其反應中間產物是三氯乙醛：

脫水反應[編輯]

乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發生脫水反應，隨著溫度的不同生成物也不同。

如果溫度在140℃左右生成物是乙醚：

如果溫度在170℃左右，生成物為乙烯：

酸鹼反應[編輯]

與活潑金屬反應： 乙醇可以和活潑性金屬反應，生成醇鹽和氫氣。例如與鈉的反應：

也可以和一些非常強的鹼，比如氫化鈉反應：

乙醇的酸性和水接近，兩者的pKa分別為16和15.7，因此醇鹽和鹼存在如下化學平衡：

工業製法[編輯]

乙醇依製程分成用澱粉發酵法的生質乙醇（主要源自玉米與甘蔗，主要產地為美國與巴西）。 以及使用乙烯的水化法的合成乙醇（源自石油）。 2015年，全球的生質乙醇產量約9443萬噸，合成乙醇產量約194萬噸。

在一定條件下，乙烯通過固體酸催化劑直接與水反應生成乙醇：
CH2=CH2＋H2O→CH3CH2OH

上述反應是放熱、分子數減少的可逆反應。

殺菌效果[編輯]

高純度乙醇（95%）會使細菌細胞脫水，讓細菌表面的蛋白質凝固形成硬膜，這層硬膜會阻止酒精滲入，導致高純度乙醇的消毒殺菌效果，反而不及稀乙醇（70-75%）。

碘酊（俗稱碘酒）的溶劑也是乙醇。

高濃度的乙醇會刺激皮膚和眼球，若食用過量則導致嘔吐及㗁心。長期食用則會損害肝臟。全球疾病負擔報告2016酒精同盟發表於2018年9月的研究認為，若要使健康損害降至最低，每周的酒精消費量應為研究中定義的標準攝入單位（10克純酒精）的零倍[26]。

在人體肝臟中通過醇脫氫酶的氧化功能，只能有限地清除酒精。因此去除大量聚集血液中酒精含量可能遵循零級動力學。這意味著，酒精以恆定的速率離開人體，而不是有一個清除半衰期。對一種物質限制速率的步驟可以與其他物質共同存在。其結果是，血液中的酒精濃度可改變甲醇和乙二醇的代謝率。甲醇本身不是劇毒，但其代謝產物甲醛和甲酸則是；因此可攝取酒精，可以減緩產生這些有害代謝物的的速度。乙二醇中毒可以以相同的方式進行處理。純乙醇會刺激皮膚和眼睛。㗁心、嘔吐和醉酒是攝食的症狀。長期食用可導致嚴重的肝損害。

酒精中的一部分是疏水性。這種疏水性或親脂性，能使酒精擴散穿過胃壁細胞。事實上酒精是一種可以在胃中被吸收的罕見的物質之一。而大多數食品或物質在小腸中被吸收。然而即使酒精可以在胃中被吸收，但它主要還是在小腸中吸收，因為小腸有一個廣大的表面積，以促進酒精吸收。一旦酒精在小腸被吸收，它會延緩胃內容物的釋放與排空以進入小腸。因此酒精可延緩營養物質的吸收率。酒精被身體吸收後到達肝臟，在那裡酒精被代謝。

乙醇被胃腸道壁黏膜吸收後，經肝門靜脈系統到肝臟代謝（氧化與分解）。代謝途徑有兩種：

• 主要：首先，乙醇被乙醇去氫酶氧化為乙醛；接著，乙醛再被乙醛去氫酶氧化為乙酸；最後，乙酸與輔酶A生成乙醯輔酶A，進入三羧酸循環，再分解成二氧化碳及水，二氧化碳從肺排出，水從腎臟排出。整個過程約3小時。
• 次要：經由微粒體乙醇氧化系統，但也是將乙醇氧化為乙醛；接著步驟相同。

酒精呼吸檢測儀[編輯]

酒精未由肝臟處理就流向心臟，每單位時間肝臟只能處理一定量的酒精，因此，當一個人喝太多酒，就有更多的酒精可以流到心臟。在心臟，酒精降低心臟收縮力。因此，心臟只會泵送更少量的血，因而降低了整個身體的血壓。此外血液到達心臟再流到肺部，以補充血液中的氧氣濃度。在這一階段，一個人可以呼出可追蹤的酒精痕跡。這就是酒精呼氣測試（或酒精呼吸檢測儀）的基本原理，多用於確定是否有司機酒後駕車。

帶酒精的血液由肺部返回心臟整個身體會散發出來。有趣的是，酒精增加的高密度脂蛋白（HDL的），它攜帶膽固醇。酒精能使血液不容易凝固，減少心臟病發作和中風的風險，這就是為什麼當適量飲酒可能有健康益處的原因。此外，酒精會使血管擴張。因此會感到溫暖，臉會變得紅暈。