CN103757906A

CN103757906A - 一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法

Info

Publication number: CN103757906A
Application number: CN201410054059.9A
Authority: CN
Inventors: 任学宏; 刘颖; 刘殷
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法。其工艺如下：（1）制备整理液：向水中加入终浓度为50～150g/L的含季胺基团的烯烃类卤胺化合物前驱体，其化学结构如式（I）所示，再加入终浓度为0.1～0.4mol/L的引发剂，配制成整理液；（2）抗菌整理：将待处理棉织物置于上述整理液中，于50～70℃反应1～5h，皂洗，水洗，晾干，氯化，即得抗菌棉织物成品。本发明工艺简单，耗能少，时间短，抗菌测试和织物强力测试显示，所制抗菌棉织物兼具优越的抗菌性能和良好的服用性能，具有重要的工业应用价值。

Description

一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法

技术领域

本发明属于纺织品生产和抗菌材料技术领域，具体涉及一种负载季铵基团烯烃类卤胺化合物的抗菌棉织物的制备方法。

背景技术

致病病原菌对人体健康危害巨大，而人体皮肤本身具有病原菌生长适宜的温度、养分和水分，因此，病原菌能够迅速生长繁殖，进而危及人类健康。棉织物是人体皮肤接触最多的纺织材料，其具有较强的吸湿性，更有利于细菌的生长繁殖。随着人民生活水平的提高和健康意识的不断增加，开发出具有优良抗菌性能的纺织品尤为重要。棉纤维分子中的每个葡萄糖基环上均含有3个羟基，可以发生氧化、酯化、醚化、接枝共聚等反应，在合适的条件下引入抗菌剂分子的基团可制得具有抗菌性能的纺织品。有机抗菌剂大体分为三类：季铵盐类、季磷盐类和卤胺化合物。其中卤胺化合物因其具有稳定、氯化、可再生、高效广谱抗菌无毒等优点而广泛应用于棉织物的抗菌整理。

但是，一些卤胺化合物整理温度较高，时间较长，能耗高；一些含羟基化合物需在交联剂作用下接枝纤维素，经交联剂酸性作用及高温焙烘作用，棉纤维易发生水解降解，聚合度下降，织物拉伸断裂强力显著降低，严重影响织物的服用性能；水溶性较差，在使用时必须加入大量易燃溶剂助溶，不仅增加了整理和废水处理成本，还存在安全隐患。

鉴于此，研究出低能耗整理工艺，以及兼具有优良持久杀菌性能和良好断裂强力的抗菌功能纺织品，具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有卤胺类抗菌剂整理棉织物及抗菌整理工艺存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法。本发明方法工艺操作简单、时间短、能耗低，所制抗菌棉织物兼具优良持久的抗菌性能和服用性能。

本发明的技术方案如下：

一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法，其工艺如下：

（1）制备整理液：向水中加入终浓度为50～150g/L的含季胺基团的烯烃类卤胺化合物前驱体，其化学结构如式（I）所示；再加入终浓度为0.1～0.4mol/L的引发剂，配制成整理液；

式中，R₁、R₂和R₃分别独立地选自C₁～C₂₀烷基，优选为C₁～C₁₂烷基；

（2）抗菌整理：将待处理棉织物置于上述整理液中，于50～70℃反应1～5h，皂洗，水洗，晾干，氯化，即得抗菌棉织物成品。

优选地，步骤（1）所述含季胺基团的烯烃类卤胺化合物前驱体选自(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵。

优选地，步骤（1）所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。

本发明首次将结构如式（I）所示的含季胺基团的烯烃类卤胺化合物应用于棉织物的抗菌整理，与现有卤胺类抗菌剂整理棉织物及抗菌整理工艺相比具有以下优点：

1.本发明反应条件温和，在水相体系中加热至50～70℃即可，反应时间短，能耗低，工艺操作十分简单；

2.本发明所选用的卤胺化合物前驱体（如(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵）水溶性好，在配制工作液的过程中无需加入有机溶剂助溶，降低了抗菌整理成本和废水处理成本，同时避免了易燃有机助溶剂带来的安全隐患；且使用过程中无甲醛释放，安全无毒；

3.抗菌测试和织物强力测试结证明：本发明所制抗菌棉织物具有优异持久的抗菌性能，抗菌效率高，其有效氯含量可达0.15%，与接种细菌接触后，5min内对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157：H7的抗菌率即可达到100%，织物经次氯酸钠漂白后，杀菌效率可进一步增强；兼具优异的强力保留率，断裂强力损失少，服用性能好，具有重要的工业应用价值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行具体说明。

以下实施例所涉及原料和试剂均为市售产品；金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157：H7购自美国模式培养物集存库（ATCC），金黄色葡萄球菌保藏编号为ATCC NO.6538,大肠杆菌保藏编号为ATCCNO.43895。

制备实施例

实施例1

向水中加入终浓度为100g/L的(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵，再加入终浓度为0.1mol/L的引发剂过硫酸钠，配置成整理液；将待处理棉织物置于整理液中，在60℃下反应3h后用洗涤剂洗涤15min，去除表面未反应的单体物质，继而用清水洗涤，去除织物表面洗涤剂，晾干后，用10wt%的次氯酸钠溶液氯化1h，洗涤后烘干，制得抗菌棉织物成品。经检测，该整理织物的有效含氯量为0.06%。

实施例2

向水中加入终浓度为100g/L的(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵，再加入终浓度为0.3mol/L的引发剂过硫酸钾，配置成整理液；将待处理棉织物置于整理液中，在60℃下反应3h后用洗涤剂洗涤15min，去除表面未反应的单体物质，继而用清水洗涤，去除织物表面洗涤剂。晾干后，用10wt%的次氯酸钠溶液氯化1h，洗涤后烘干，制得抗菌棉织物成品。经检测，该整理织物的有效含氯量为0.12%。

实施例3

向水中加入终浓度为100g/L的(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵，再加入终浓度为0.4mol/L的引发剂过硫酸钾，配置成整理液；将待处理棉织物置于整理液中，在70℃下反应3h后用洗涤剂洗涤15min，去除表面未反应的单体物质，继而用清水洗涤，去除织物表面洗涤剂。晾干后，用10wt%的次氯酸钠溶液氯化1h，洗涤后烘干，制得抗菌棉织物成品。经检测，该整理织物的有效含氯量为0.10%。

实施例4

向水中加入终浓度为100g/L的(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵，再加入终浓度为0.3mol/L的引发剂过硫酸钾，配置成整理液；将待处理棉织物置于整理液中，在60℃下反应5h后用洗涤剂洗涤15min，去除表面未反应的单体物质，继而用清水洗涤，去除织物表面洗涤剂，晾干后，用10wt%的次氯酸钠溶液氯化1h，洗涤后烘干，制得抗菌棉织物成品。经检测，该整理织物的有效含氯量为0.12%。

整理纯棉织物抗菌性能测试

根据修正AATCC100-1999抗菌性能测试标准方法进行测试。取纯棉织物（购自浙江冠东印染服饰有限公司），以按照实施例2所述方法进行抗菌整理的纯棉织物作为整理样，以整理后未经氯化的纯棉织物作为对照样，接种细菌为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157：H7，测试结果参见表1。

表1整理纯棉织物对S.aureus和E.coli O157:H7的抗菌性能测试

注：金黄色葡萄球菌的接种浓度：6.67×10⁵CUF/sample；

大肠杆菌O157：H7的接种浓度：1.83×10⁶CUF/sample。

由表1测试数据可知，本发明实施例2所制抗菌纯棉织物具有优异的抗菌性能，抗菌效率高，与接种细菌接触后，上述抗菌纯棉织物在5min内对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157：H7的抗菌率即可达到100%。

整理棉织物强力测试

棉织物拉伸断裂强度测试参照GB/T3923-1997《织物拉伸性能断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》。织物按照测试标准裁剪，试样的长度方向应平行于织物的经向和纬向，织物经向和纬向各裁剪3块试样，每块试样长度约25cm，宽度为6cm，扯去纱边使之成为5cm，测试结果参见表2。

表2棉织物拉伸断裂强力测试

由表2测试数据可知，较原棉织物，按实施例2方法整理的棉织物经纬拉伸断裂强力损失约15%左右，这在纺织品后整理过程中处于低水平，可见该制备工艺并不影响织物的服用性能和正常使用。

综上所述，本发明方法工艺操作简单，反应时间短，能耗低，所制抗菌棉织物具备优良持久的抗菌性能，与传统整理工艺相比，织物强力保留率高，强力损失较少，服用性能好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法，其特征在于工艺如下：

式中，R₁、R₂和R₃分别独立地选自C₁～C₂₀烷基；

2.根据权利要求1所述季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述含季胺基团的烯烃类卤胺化合物前驱体选自(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵。

3.根据权利要求1所述季铵基团的烯烃类卤胺化合物接枝抗菌棉织物的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。