CN103741242A - 一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法 - Google Patents

一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法 Download PDF

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郭洋
石福志
郁铭芳
全潇
王宏志
张青红
李耀刚
陶景良
苏立平
肖庆
浦雪强
金志明
朗俊逸
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Abstract

本发明涉及一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，包括：（1）将氧化亚铜粉体，分散剂和改性剂加入到水介质中，经研磨，分散、改性、干燥后得到改性氧化亚铜粉体；（2）将步骤（1）中的改性氧化亚铜粉体与不同品种的母粒（如涤纶、锦纶等）按1:1-1:50质量比例混合均匀后，经造粒得到不同品种（如涤纶、锦纶等）的抗菌母粒；（3）将所制得的抗菌母粒与普通母粒按1:1-1:50质量比例混合均匀后加入到高速纺丝设备中，经过熔融纺丝、卷绕后得到纤维制品。该方法工艺简单，易于工业化生产；此方法所制备的纤维既保持了纤维原有的特性，又具有广谱抗菌性，抑菌率达到99%以上。

Description

一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，属于新材料及材料制备领域。
背景技术
20世纪以来，随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对身体健康和卫生保健的意识也越来越强，各种抗菌纤维和纺织品的研发和生产也越来越受到人们的广泛关注。目前大多数抗菌面料均采用后整理浸扎或涂层方式将抗菌剂涂覆在面料上获得，该类抗菌面料不耐洗，随着洗涤次数的增加，抗菌剂被剥落殆尽，抗菌效果也随之丧失。在纺丝过程中将抗菌剂加入，使其均匀分布在纤维内可以得到永久抗菌功能的纺织面料。
目前得到应用的抗菌剂主要有天然、有机和无机三大类（陶瓷工程,2001,5,39-43）。但天然抗菌剂往往受到安全性和加工条件的制约，难以实现大规模生产；有机抗菌剂大多具有挥发性，容易对皮肤等造成刺激或损伤；而无机抗菌材料因其耐候、耐热、长效和无污染等优点，表现出良好的发展势头与应用前景。无机抗菌剂中低毒有杀菌能力的抗菌剂多选用Ag+、Zn2+和Cu2+等（J.Ceram.Soc.Jpn.,2008,116,767-770），目前国内外商品化的无机抗菌剂亦多选用Ag+、Zn2+、Cu2+等，但由于Ag+价格较高，成本难以控制；Zn2+具有较低的抗菌活性，因此研究和制备能够替代Ag+的抗菌剂有着重要意义。Cu+的抗菌活性高于其它物质（Cu2+、Zn2+等）而仅次于Ag+，但由于其不稳定且很难交换进载体等问题，限制了其在抗菌材料中的应用。氧化亚铜是一种常见的无机化工原料，主要用于颜料、船舶防污涂料、催化剂、杀菌剂等行业，其禁带宽度为2.0-2.2eV，在太阳光下即可激发发生氧化还原反应，起到杀菌抑菌的作用。因此，本发明提出了一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，本方法以氧化亚铜为抗菌剂，然后经过改性、分散、干燥、造粒得不同品种（如涤纶、锦纶等）的抗菌母粒。将抗菌母粒与普通母粒按1:1-1:50质量比例混合均匀后加入到高速纺丝设备中，经过熔融纺丝、卷绕后得到纤维制品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，该制备方法简单，工艺参数容易控制，易于大规模生产。
本发明的氧化亚铜基抗菌纤维的制备方法，包括：
（1）将氧化亚铜粉体，分散剂和改性剂加入到水介质中，经研磨，分散、改性、干燥后得到改性氧化亚铜粉体；
（2）将步骤（1）中的改性氧化亚铜粉体与不同品种的母粒混合，进行造粒；
（3）将步骤（2）中得到的母粒与普通母粒按一定质量比例混合均匀后，进行后续的熔融高速纺丝和卷绕过程。
附图说明
图1是所制备氧化亚铜的X射线衍射图，（◆）为氧化亚铜的衍射峰；
图2是所制备氧化亚铜的扫描电镜照片，其粒径在0.3-1.1μm范围内；
图3是所制备氧化亚铜基涤纶切片（a）和纤维（b）的X射线衍射结果，（◆）为氧化亚铜的衍射峰，其余则为涤纶的衍射峰；
图4是所制备氧化亚铜基涤纶纤维的扫描电镜照片和能谱结果，（a）氧化亚铜基涤纶纤维的低倍照片，（b）氧化亚铜基涤纶纤维的高倍照片，（c）（a）图中所选区域的能谱结果，其中Pt来源于制样过程中所喷的铂，而Cu来源于所引入的氧化亚铜抗菌剂；
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求说所限定的范围。
实施例1
将100g改性后的氧化亚铜粉体，与400g涤纶母粒混合均匀后，经过熔融造粒得到氧化亚铜基抗菌涤纶母粒，将100g所得到的抗菌涤纶母粒与1900g涤纶母粒混合均匀后，通过熔融高速纺丝得到氧化亚铜基抗菌涤纶纤维。
实施例2
将100g改性后的氧化亚铜粉体，与400g涤纶母粒混合均匀后，经过熔融造粒得到氧化亚铜基抗菌涤纶母粒，将100g所得到的抗菌涤纶母粒与1000g涤纶母粒混合均匀后，通过熔融高速纺丝得到氧化亚铜基抗菌涤纶纤维。
实施例3
将100g改性后的氧化亚铜粉体，与400g锦纶母粒混合均匀后，经过熔融造粒得到氧化亚铜基抗菌锦纶母粒，将100g所得到的抗菌锦纶母粒与1900g锦纶母粒混合均匀后，通过熔融高速纺丝得到氧化亚铜基抗菌锦纶纤维。
实施例4
将100g改性后的氧化亚铜粉体，与400g锦纶母粒混合均匀后，经过熔融造粒得到氧化亚铜基抗菌锦纶母粒，将100g所得到的抗菌锦纶母粒与1000g锦纶母粒混合均匀后，通过熔融高速纺丝得到氧化亚铜基抗菌锦纶纤维。
下表一是所制备氧化亚铜基涤纶纤维对白色念珠菌的抗菌测试结果：
表一
从表一可看出，24小时的抑菌率可达99.4%。

Claims (4)

1.一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，其特征在于，包括：
（1）将氧化亚铜粉体，分散剂和改性剂加入到水介质中，经研磨，分散、改性、干燥后得到改性氧化亚铜粉体；
（2）将步骤（1）中的改性氧化亚铜粉体与不同品种的母粒（如涤纶、锦纶等）混合均匀后，经造粒得到不同品种（如涤纶、锦纶等）的抗菌母粒；
（3）将所制得的抗菌母粒与普通母粒混合均匀后加入到高速纺丝设备中，经熔融纺丝、卷绕后得到纤维制品。
2.根据权利要求1所述的氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，其特征在于：将氧化亚铜在水介质中研磨到1μm以下，再加入分散剂与改性剂，分散剂可以是十二烷基硫酸钠，十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种的混合物；改性剂可以是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560），γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，其特征在于：所属步骤（2）中改性氧化亚铜粉体与不同品种的母粒按1:1-1:50质量比例混合均匀。
4.根据权利要求1所述的氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，其特征在于：所属步骤（3）中抗菌母粒与普通母粒按1:1-1:50质量比例混合均匀。
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