CN105839229A - 铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法 - Google Patents
铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特点是在壳聚糖纤维湿法纺丝工艺中,在水洗槽和烘箱之间增加一个后整理槽,整理液由醇、水和铜盐组成,将水洗后的壳聚糖纤维进入整理槽,并停留3s‑30min后,再进行水洗,干燥后成为铜离子改性壳聚糖纤维。本发明方法制备的铜离子改性壳聚糖纤维具有强的抗菌性、高的比表面积、优异的防静电性能和阻燃性能,可用于纺织、医疗卫生、过滤材料等领域。
Description
技术领域
本发明涉及纤维材料制备应用技术领域,具体为一种铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法。
背景技术
壳聚糖纤维是迄今为止自然界发现的唯一带正电荷的动物纤维,因而具有优良的天然抗菌、祛螨、除臭、亲肤、止痒、抗炎等优良特性,被广泛应用于纺织、医疗卫生和过滤材料等领域,但是其抗菌性能受环境(中性或碱性环境条件下)干扰下很强,使得其产品的抑菌效果降低,耐久性也下降较多。
壳聚糖分子中含有氨基、羟基等活性基团,这些活性基团均是理想的分子结构修饰位点,经改性可以提高壳聚糖的抗菌活性。中国专利CN101250759B公开了一种纺织加工领域中的医用壳聚糖纤维及其制备方法,该方法中以0.1%~1%的磷酸钠银对壳聚糖纤维进行活化处理,使生产的壳聚糖纤维含有银离子。银离子虽然可以杀灭或者抑制细菌,但银不属于人体必需的微量元素,且作为一种重金属元素,对人体还是具有潜在毒性的。此外,银离子化学性质较活泼,对光和热较敏感,特别是经紫外线长时间照射后会还原为黑色的单质银,不仅影响壳聚糖纤维及其制品的抗菌性,还影响白色或浅色制品的外观,极大地限制了其应用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法, 所述方法包括以下步骤:
(1)将粘度大于500 mPa·s、脱乙酰度大于80%的壳聚糖溶解在浓度为1%-5%的稀醋酸溶液中,搅拌1-3h,经过滤、真空脱泡后配置成纺丝原液;
(2)在凝固浴中,将步骤(1)中制得的纺丝原液在15℃-40℃下进行湿法纺丝,制得初生纤维;
(3)将步骤(2)中制得的初生纤维进行拉伸、水洗、后整理、水洗、烘干工序,制得铜离子改性壳聚糖纤维。
进一步的,步骤(1)所述的纺丝原液中,壳聚糖占纺丝原液的质量比例为1%-5%。
进一步的,步骤(2)所述的凝固浴中,氢氧化钠的浓度为2%-5%,乙醇的浓度为35%-55%。
进一步的,步骤(3)所述的后整理中,采用的后整理方法可以是浸渍法或者浸渍和喷淋的组合法,采用的整理液的主要成分是醇、铜盐和水,后整理的处理时间为3s-30min。
进一步的,所述整理液中的醇可以是甲醇或乙醇;所述的铜盐可以是硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、醋酸铜中的一种或几种;所述的整理液中,按质量计算,醇的浓度为5%-50%,铜盐的浓度为0.1%-10%。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:通过在水洗槽和烘箱之间增加一个整理槽,整理液中电离出来的铜离子与壳聚糖纤维上的氨基、羟基进行配位络合。由于壳聚糖纤维与铜离子发生络合反应的同时,对铜离子又有很强的吸附能力,使得壳聚糖纤维与铜离子能够稳固结合。制得的铜离子改性壳聚糖纤维在壳聚糖和铜离子的协同作用下,具有更好的抗菌性、阻燃性和防静电性等,有效的扩大了壳聚糖纤维的应用范围。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1:
将粘度为900mPa·s、脱乙酰度为92.8%的壳聚糖,溶解在浓度为3.5%的稀醋酸溶液中,搅拌3h,经过滤、真空脱泡后配置成纺丝原液,纺丝原液中壳聚糖所占质量比例为3%。凝固浴的温度为20℃,凝固浴中氢氧化钠的浓度为3.5%,乙醇的浓度为45%。后整理采用浸渍和喷淋的组合方法,后整理时间为10s,整理液中硫酸铜、乙醇的浓度分别为1%、20%。
实施例2:
将粘度为800mPa·s、脱乙酰度为91.6%的壳聚糖,溶解在浓度为3.5%的稀醋酸溶液中,搅拌3h,经过滤、真空脱泡后配置成纺丝原液,纺丝原液中壳聚糖所占质量比例为3%。凝固浴的温度为25℃,凝固浴中氢氧化钠的浓度为4.25%,乙醇的浓度为45%。后整理采用浸渍和喷淋的组合方法,后整理时间为15s,整理液中硫酸铜、乙醇的浓度分别为0.5%、25%。
以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟知本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将粘度大于500 mPa·s、脱乙酰度大于80%的壳聚糖溶解在浓度为1%-5%的稀醋酸溶液中,搅拌1-3h,经过滤、真空脱泡后配置成纺丝原液;
(2)在凝固浴中,将步骤(1)中制得的纺丝原液在15℃-40℃下进行湿法纺丝,制得初生纤维;所述凝固浴中氢氧化钠的浓度为2%-5%;
(3)将步骤(2)中制得的初生纤维进行拉伸、水洗、后整理、水洗、烘干工序,制得改性壳聚糖铜纤维。
2.根据权利要求1所述的铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的纺丝原液中,壳聚糖占纺丝原液的质量比例为1%-5%。
3.根据权利要求1所述的铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的凝固浴中,氢氧化钠的浓度为2%-5%,乙醇的浓度为35%-55%。
4.根据权利要求1所述的铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的后整理中,采用的后整理方法可以是浸渍法或者浸渍和喷淋的组合法,采用的整理液的主要成分是醇、铜盐和水,后整理的处理时间为3s-30min。
5.根据权利要求4所述的铜离子改性壳聚糖纤维及其制备方法,其特征在于:所述整理液中的醇可以是甲醇或乙醇;所述的铜盐可以是硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、醋酸铜中的一种或几种;所述的整理液中,按质量计算,醇的浓度为5%-50%,铜盐的浓度为0.1%-10%。
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