CN109267346A - 一种抗污、杀菌改性pp无纺布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，主要对PP无纺布经过一次改性、二次改性和杀菌整理三个工艺，本发明的无纺布具有良好的防污、杀菌性能，其韧性、拉伸能力较好，同时兼具较好的吸水性，本发明原料安全可靠，工艺简单且用后对环境无污染，可降解，具有较好的应用前景。

Description

一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法
技术领域
本发明属于无纺布技术领域，具体涉及一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法。
背景技术
聚丙烯无纺布是熔融聚丙烯喷丝形成的非织造布。因其结构排列好,纤维超细被广泛用作高效过滤材料。在分离技术上,无纺布作为一种重要的多孔纤维而得到广泛研究。但由于聚丙烯纤维是典型的疏水性材料,液体过滤时聚丙烯过滤介质的润湿性差,液体不能充分流动,此时只有局部过滤材料起到过滤作用但它是一种典型的非极性、疏水性高聚物纤维,必须经过化学改性才能赋予特定的功能性,提高使用价值和扩大应用领域,其中的接枝改性是聚合物常用的改性方法之一。
医用无纺布敷料具有孔隙率高、透气性和吸湿性优异、柔软性和舒适性好，在临床上广泛应用。在伤口愈合过程中，破损的皮肤很容易被细菌感染，导致恶化、化脈手术失败、甚至患者死亡。因化敷料具有较好的抗菌化能够防止伤口感染非常重要，但目前使用的敷料大多都不能满足抗菌的要求。
聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)在医疗、医药方面已有广泛应用。用于医学临床的聚乙烯吡咯烷酮-碘(PVP-I),又称聚维酮碘,是一种灭菌、消毒剂,具有高效、广谱、低毒、无刺激、不易挥发、水中易溶、稳定性高的优点。通常将其制成水溶液、膏状或无定形粉末等外用药,或吸附在基材上使用。例如,利用吡咯烷酮结构兼具有机和无机性质、与医药和人体组织都有亲和性这一特征,将聚乙烯基吡咯烷酮水溶液作为无毒性代用血液，制成PVP-碘络合物,可用作杀生剂，应用于外科擦洗及控制植物中产生真菌的病理条件等。关于PP无纺布接枝PVP单体的研究在国内外未见报道。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，通过首先将PP无纺布浸入多巴胺和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液中，使其形成氢键连接在无纺布表面沉积，然后利用聚多巴胺与PEG－NH2反应，赋予无纺布抗污性能，再利用聚乙烯吡咯烷酮与碘络合，使其具有杀菌效果，最后再进行抗菌整理，使其杀菌性能进一步提升,解决了PP无纺布抗污、杀菌性较差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PP基布分别在水、丙酮、乙醇中超声处理，出去表面杂质，置于烘箱中干燥；
(2)配制缓冲溶液：取三羟甲基氨基甲烷和浓盐酸溶液混合均匀；
(3)将多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮按任意质量比分别溶解在缓冲溶液中,搅拌，混合均匀得混合液；
(4)一次改性：将干燥好的PP无纺布浸入到混合液中，浸渍结束，再放在去离子水中浸泡，以除去表面粘附的多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮，室温真空干燥，得一次改性PP无纺布；
(5)二次改性：移取端氨基聚乙二醇溶解在缓冲液中，然后将一次改性PP无纺布浸渍其中，反应完成后放在去离子水中浸泡，以除去表面粘附的端氨基聚乙二醇，室温真空干燥，得二次改性PP无纺布；
(6)碘改性：将二次改性PP无纺布浸入碘的乙醇溶液，浸渍结束，室温中晾干除去溶剂，再放在正庚烷中浸泡，以除去表面粘附的碘，室温晾干，得碘改性PP无纺布；
(7)配制整理液：分别配制有机硅季铵盐抗菌剂整理液，纳米银抗菌剂整理液，双胍类有机抗菌剂整理液；
(8)抗菌整理：采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样进行焙烘，焙烘过后，布样平铺封闭存放，即得抗污、杀菌改性PP无纺布。
优选的，所述步骤(1)中基布为未经任何功能处理的PP无纺布，厚度为0.2-0.3mm，超声处理时间为10-15min，烘箱温度为30-40℃，干燥时间为20-26h；
优选的，所述所述步骤(2)中浓盐酸的浓度为36-38％，步骤(3)中多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度均为2mg/ml。
优选的，所述步骤(4)中混合液的温度为30-40℃，浸入时间为24h，去离子水中浸泡时间为4-6h。
优选的，所述步骤(5)中端氨基聚乙二醇的移取量为300-500ml，浓度为1mg/ml，缓冲液的温度为45-55℃，浸入时间为10-14h，去离子水中浸泡时间为4-6h。
优选的，所述步骤(6)碘的乙醇溶液中碘的质量百分数为5％，溶液温度为55-65℃，浸入时间20-24h，正庚烷中浸泡时间为24h。
优选的，所述步骤(7)中抗菌整理液的浓度均为5-10g/L，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为3-6g/L。
优选的，所述步骤(8)中焙烘温度为120-130℃，时间为8-12min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化。
本发明有益效果是:
1.本发明利用多巴胺在微碱性环境下自聚合成聚多巴胺，易于粘附于各种基底材料并可进一步改性的优点，首先将多巴胺与聚乙烯吡咯烷酮混合，使其形成氨键连接共同沉积到PP无纺布表面，然后将PEG－NH2通过迈克尔加成或席夫碱反应化学接枝到无纺布表面，赋予无纺布抗污性能，再将碘与聚乙烯吡咯烷酮络合，使材料具有较好的杀菌性能，抵抗大量细菌粘附的同时，还能杀菌个别粘附的细菌，再进行抗菌整理，使其杀菌性能进一步提升，保持较好的抗菌效果。并且已证明碘的络合并不影响聚乙二醇的抗污效果。
2.本发明的无纺布中添加了渗透剂JFC，提升了布样的润湿性能，最后还采用3种抗菌剂对无纺布进行抗菌整理，进行试验发现无纺布对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌的杀菌性能最好，同时抗静电性能也有所提升。
3.本发明的无纺布具有良好的防污、杀菌性能，其韧性、拉伸能力较好，同时兼具较好的吸水性，同时本发明原料安全可靠，工艺简单且用后对环境无污染，可降解，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
(1)将为未经任何功能处理的PP无纺布分别在水、丙酮、乙醇中超声处理10min，出去表面杂质，置于烘箱中干燥，烘箱温度为30℃，干燥时间为20h；
(2)配制缓冲溶液：取三羟甲基氨基甲烷和浓度为36％的浓盐酸溶液混合均匀；
(3)将多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮按质量比为1:5分别溶解在缓冲溶液中,搅拌混合均匀，制得浓度为2mg/ml的混合液；
(4)一次改性：将干燥好的PP无纺布浸入到混合液中，温度为30℃，浸入时间为24h，浸渍结束，再放在去离子水中浸泡4h，以除去表面粘附的多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮，于25-30℃下真空干燥，得一次改性PP无纺布；
(5)二次改性：移取300ml，浓度为1mg/ml的端氨基聚乙二醇溶解在缓冲液中，缓冲液的温度为50℃，然后将一次改性PP无纺布在其中浸渍10h，反应完成后放入去离子水中浸泡4h，以除去表面粘附的端氨基聚乙二醇，室温真空干燥，得二次改性PP无纺布；
(6)碘改性：将二次改性PP无纺布浸入5wt％碘的乙醇溶液，溶液温度为55℃，浸入时间20h，浸渍结束，室温中晾干除去溶剂，再放在正庚烷中浸泡24h，以除去表面粘附的碘，室温晾干，得碘改性PP无纺布；
(7)配制整理液：分别配制浓度均为5g/L的有机硅季铵盐抗菌剂整理液，纳米银抗菌剂整理液，双胍类有机抗菌剂整理液，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为3g/L。
(8)抗菌整理：采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样进行焙烘，焙烘温度为120℃，时间为12min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化。焙烘过后，布样平铺封闭存放，即得抗污、杀菌改性PP无纺布。
原PP无纺布由于本质的疏水性，接触角约为123°，改性之后接触角约为43°。
实施例2
(1)将为未经任何功能处理的PP无纺布分别在水、丙酮、乙醇中超声处理12min，出去表面杂质，置于烘箱中干燥，烘箱温度为35℃，干燥时间为24h；
(2)配制缓冲溶液：取三羟甲基氨基甲烷和浓度为38％的浓盐酸溶液混合均匀；
(3)将多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮按5:1质量比分别溶解在缓冲溶液中,搅拌混合均匀，制得浓度为2mg/ml的混合液；
(4)一次改性：将干燥好的PP无纺布浸入到混合液中，温度为35℃，浸入时间为24h，浸渍结束，再放在去离子水中浸泡5h，以除去表面粘附的多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮，室温真空干燥，得一次改性PP无纺布；
(5)二次改性：移取500ml，浓度为1mg/ml的端氨基聚乙二醇溶解在缓冲液中，缓冲液的温度为50℃，然后将一次改性PP无纺布在其中浸渍10h，反应完成后放入去离子水中浸泡5h，以除去表面粘附的端氨基聚乙二醇，室温真空干燥，得二次改性PP无纺布；
(6)碘改性：将二次改性PP无纺布浸入5wt％碘的乙醇溶液，溶液温度为60℃，浸入时间22h，浸渍结束，室温中晾干除去溶剂，再放在正庚烷中浸泡24h，以除去表面粘附的碘，室温晾干，得碘改性PP无纺布；
(7)配制整理液：分别配制浓度均为8g/L的有机硅季铵盐抗菌剂整理液，纳米银抗菌剂整理液，双胍类有机抗菌剂整理液，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为4g/L。
(8)抗菌整理：采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样进行焙烘，焙烘温度为130℃，时间为8min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化。焙烘过后，布样平铺封闭存放，即得抗污、杀菌改性PP无纺布。
原PP无纺布由于本质的疏水性，接触角约为123°，改性之后接触角约为40°。
实施例3
(1)将为未经任何功能处理的PP无纺布分别在水、丙酮、乙醇中超声处理15min，出去表面杂质，置于烘箱中干燥，烘箱温度为40℃，干燥时间为24h；
(2)配制缓冲溶液：取三羟甲基氨基甲烷和浓度为38％的浓盐酸溶液混合均匀；
(3)将多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮按10:1质量比分别溶解在缓冲溶液中,搅拌混合均匀，制得浓度为2mg/ml的混合液；
(4)一次改性：将干燥好的PP无纺布浸入到混合液中，温度为40℃，浸入时间为24h，浸渍结束，再放在去离子水中浸泡6h，以除去表面粘附的多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮，室温真空干燥，得一次改性PP无纺布；
(5)二次改性：移取500ml，浓度为1mg/ml的端氨基聚乙二醇溶解在缓冲液中，缓冲液的温度为55℃，然后将一次改性PP无纺布在其中浸渍14h，反应完成后放入去离子水中浸泡6h，以除去表面粘附的端氨基聚乙二醇，室温真空干燥，得二次改性PP无纺布；
(6)碘改性：将二次改性PP无纺布浸入5wt％碘的乙醇溶液，溶液温度为65℃，浸入时间24h，浸渍结束，室温中晾干除去溶剂，再放在正庚烷中浸泡24h，以除去表面粘附的碘，室温晾干，得碘改性PP无纺布；
(7)配制整理液：分别配制浓度均为10g/L的有机硅季铵盐抗菌剂整理液，纳米银抗菌剂整理液，双胍类有机抗菌剂整理液，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为6g/L。
(8)抗菌整理：采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样进行焙烘，焙烘温度为130℃，时间为8min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化。焙烘过后，布样平铺封闭存放，即得抗污、杀菌改性PP无纺布。
原PP无纺布由于本质的疏水性，接触角约为123°，改性之后接触角约为39°。
对实施例1-3所得的无纺布进行抗菌性能测试。
细菌培养箱37℃预热，将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌分别在LB固体培养基上37℃培养24h，然后用接种环取菌种到70mLLB液体培养基中，37℃恒温摇床过夜培养，将菌液3000rpm离心10min后，倒出上清液，加入PBS，配成浓度为106cells/mL的细菌PBS溶液，或加入LB培养基，配成浓度为108cells/mL的细菌LB溶液。将实施例1-3所得的无纺布浸入5mLPBS溶液中(浓度106cells/mL)，37℃摇床上培养24h,最后观察细菌的存活数目和生长状况，如表1。
表1无纺布抗菌性能测试
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。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 (8)

1.一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PP基布分别在水、丙酮、乙醇中超声处理，出去表面杂质，置于烘箱中干燥；
(2)配制缓冲溶液：取三羟甲基氨基甲烷和浓盐酸溶液混合均匀；
(3)将多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮按任意质量比分别溶解在缓冲溶液中，搅拌，混合均匀得混合液；
(4)一次改性：将干燥好的PP无纺布浸入到混合液中，浸渍结束，再放在去离子水中浸泡，以除去表面粘附的多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮，室温真空干燥，得一次改性PP无纺布；
(5)二次改性：移取端氨基聚乙二醇溶解在缓冲液中，然后将一次改性PP无纺布浸渍其中，反应完成后放在去离子水中浸泡，以除去表面粘附的端氨基聚乙二醇，室温真空干燥，得二次改性PP无纺布；
(6)碘改性：将二次改性PP无纺布浸入碘的乙醇溶液，浸渍结束，室温中晾干除去溶剂，再放在正庚烷中浸泡，以除去表面粘附的碘，室温晾干，得碘改性PP无纺布；
(7)配制整理液：分别配制有机硅季铵盐抗菌剂整理液，纳米银抗菌剂整理液，双胍类有机抗菌剂整理液；
(8)抗菌整理：采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样进行焙烘，焙烘过后，布样平铺封闭存放，即得抗污、杀菌改性PP无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中基布为未经任何功能处理的PP无纺布，厚度为0.2-0.3mm，超声处理时间为10-15min，烘箱温度为30-40℃，干燥时间为20-26h。
3.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述所述步骤(2)中浓盐酸的浓度为36-38％，步骤(3)中多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度均为2mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中混合液的温度为30-40℃，浸入时间为24h，去离子水中浸泡时间为4-6h。
5.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中端氨基聚乙二醇的移取量为300-500ml，浓度为1mg/ml，缓冲液的温度为45-55℃，浸入时间为10-14h，去离子水中浸泡时间为4-6h。
6.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)碘的乙醇溶液中碘的质量百分数为5％，溶液温度为55-65℃，浸入时间20-24h，正庚烷中浸泡时间为24h。
7.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中抗菌整理液的浓度均为5-10g/L，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为3-6g/L。
8.根据权利要求1所述的一种抗污、杀菌改性PP无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中焙烘温度为120-130℃，时间为8-12min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化。
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