CN105040405A - 一种抗菌棉织物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌棉织物的制备方法，将棉纤维置于0.1-10g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30-300min，得到氧化棉纤维；然后将氧化棉纤维浸渍在0.01-100g/L的氨基化氧化石墨烯溶液中反应1-24h，得到抗菌棉织物。本发明制备得到的抗菌棉织物具有优异的抗菌和耐洗性能。
Description
技术领域
本发明属于纺织领域，特别涉及一种抗菌棉织物的制备方法。
背景技术
天然棉制品虽然具有穿着舒适性、可再生性和生物可降解性等优点，但在服用过程中，因棉纤维具有较大的比表面积和较强的吸湿能力，棉制品极易附着微生物，并为其繁殖和传播创造条件，从而造成纤维强力的损伤、产生污点和褪色、产生令人不愉快的气味，甚至造成疾病的传播，影响人体的健康。因此在棉纤维改性研究中，一个重要的研究方向就是实现棉纤维的抗菌性能，减少细菌对人体的侵害。
抗菌纺织品的开发通常有二种方法，即原液纺丝法和后整理法。原液纺丝法主要适用于合成纤维，不能用于棉、麻、丝、毛等天然纤维的抗菌加工，因此棉纤维的抗菌加工主要采用后整理法，即通过物理吸附或化学反应（共价交联、接枝、聚合和配位结合的方法）将抗菌整理剂吸附或固着在棉制品上。目前，棉纤维的抗菌整理剂大致可以分为三大类，即无机抗菌剂、有机抗菌剂和复合抗菌剂。但是目前使用的无机或者有机抗菌剂加工过程相对复杂、成本高，或多或少的都会引起细菌耐药性的产生，且具有一定的细胞毒性，不适合用于与人体皮肤直接接触的场合。
氧化石墨烯是石墨烯的派生物，与石墨烯的结构大体相同，只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团，平面上含有-OH和C-O-C，而在其片层边缘含有C=O和COOH。与石墨烯相比，氧化石墨烯具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。
近期的研究表明：氧化石墨烯(GO)具有良好的抗菌性能。Hu等研究发现，氧化石墨烯纳米层具有极好的抗菌活性和很小的细胞毒作用。在37℃、85μg/mL氧化石墨烯与大肠杆菌孵育2h后，氧化石墨烯几乎完全抑制了大肠杆菌的生长，98.5%的大肠杆菌丧失生存能力。Liu等比较了石墨、氧化石墨、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯的抗菌性能。结果表明氧化石墨烯的抗菌性能最好。Akhavan以大肠杆菌(G-)和金黄色葡萄球菌(G+)为例，研究发现氧化石墨烯通过锋利的边缘与细菌直接作用，从而使细菌细胞膜破坏，内容物流失，从而杀灭细菌。由于革兰氏阴性菌结构中外膜的保护，氧化石墨烯对革兰氏阴性菌的杀伤用较弱。
目前，石墨烯功能纺织品的制备方法多采用直接浸轧法，直接浸轧法整理效果较好，对织物各项性能损伤较小，而且操作简单。KarthikeyanKrishnamoorthy等采用浸扎工艺对纯棉织物进行氧化石墨烯表面改性处理，所得氧化石墨烯改性棉织物不仅热稳定性能明显提高，而且具有良好的光催化性能和抑菌性能（AppliedNanoscience，2012,22(2):119-126）。中国发明专利CN201310105534.6采用二浸二轧工艺制备了纳米氧化石墨烯改性棉纤维及其抗菌制品。但是直接浸轧法存在的主要问题是氧化石墨烯和织物之间缺乏有效的化学键结合，因而其结合的牢固性和织物的耐洗性有待提高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，旨在提供一种抗菌棉织物的制备方法。
本发明通过下述技术方案予以实现：
将棉纤维置于0.1-10g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30-300min，反应温度30-90℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；然后将氧化棉纤维浸渍在0.01-100g/L的氨基化氧化石墨烯溶液中反应1-24h，温度30-90℃，浴比1:50，得到氨基化氧化石墨烯接枝棉纤维。其中所述氨基化氧化石墨烯采用乙二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺、四乙烯基五胺、五乙烯基六胺中的一种或多种改性氧化石墨烯得到。
本发明具有如下有益效果：
棉纤维经高碘酸钠氧化后，其表面的醛基基团被氧化为羧基，与氨基化氧化石墨烯表面的氨基发生交联反应，生成氨基化氧化石墨烯接枝棉纤维。本发明克服了直接浸轧法存在的氧化石墨烯和织物之间缺乏有效化学键结合的缺陷，因而牢固性和织物的耐洗性大大的提高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
将棉纤维置于1g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应300min，反应温度40℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；然后将氧化棉纤维浸渍在1g/L的氨基化氧化石墨烯溶液中反应12h，温度50℃，浴比1:50，得到氨基化氧化石墨烯接枝棉纤维。其中所述氨基化氧化石墨烯采用二乙烯基三胺改性氧化石墨烯得到。
实施例2：
将棉纤维置于5g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应200min，反应温度60℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；然后将氧化棉纤维浸渍在10g/L的氨基化氧化石墨烯溶液中反应5h，温度60℃，浴比1:50，得到氨基化氧化石墨烯接枝棉纤维。其中所述氨基化氧化石墨烯采用五乙烯基六胺改性氧化石墨烯得到。
实施例3：
将棉纤维置于10g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30min，反应温度90℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；然后将氧化棉纤维浸渍在100g/L的氨基化氧化石墨烯溶液中反应1h，温度90℃，浴比1:50，得到氨基化氧化石墨烯接枝棉纤维。其中所述氨基化氧化石墨烯采用四乙烯基五胺改性氧化石墨烯得到。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于：
（1）将棉纤维置于一定浓度的高碘酸钠溶液中避光氧化反应一段时间，反应温度30-90℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
（2）将氧化棉纤维浸渍在一定浓度的氧化石墨烯溶液中反应一段时间，温度30-90℃，浴比1:50，得到氧化石墨烯接枝棉纤维。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述高碘酸钠的浓度0.1-10g/L。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化反应时间30-300min。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.01-100g/L。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述反应时间1-24h。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化石墨烯为氨基化氧化石墨烯。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌棉织物的制备方法，其特征在于，所述氨基化氧化石墨烯采用乙二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺、四乙烯基五胺、五乙烯基六胺中的一种或多种改性氧化石墨烯得到。
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