CN111424418A - 一种持久抗病毒与抗菌非织造布及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功能纺织材料领域，公开了一种持久抗病毒与抗菌非织造布及其制备方法与应用。本发明首先对非织造布进行低温等离子体改性，在非织造布表面生成羟基等含氧官能团，再通过酯化反应将4‑苯甲酰苯甲酸、二苯酮四甲酸二酐和氯原酸等物质中的至少一种接枝在改性后的非织造布表面，实现了该物质在非织造布表面的牢固负载。本发明制备方法制备得到的非织造布可以在可见光(日光、灯光等)及氧气作用下持续不断地生成活性氧自由基来杀灭病毒与细菌，具有持久抗病毒与抗菌功能，且不会产生任何耐药性，可用于主动防护型口罩和防护服的大规模生产。

Description

一种持久抗病毒与抗菌非织造布及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及功能纺织材料领域，尤其涉及一种持久抗病毒与抗菌非织造布及其制备方法与应用。
背景技术
生物医用安全防护用品(包括防护服、口罩等)成为了医护人员及普通民众预防新型冠状病毒肺炎的必需品。众所周知，一次性医用口罩和防护服多采用非织造布加工而成，其主要依靠过滤及静电作用来阻挡病毒和细菌，不具有主动杀灭病毒和细菌的功能。
研究表明具有强氧化性的活性氧自由基能够有效杀灭病毒、细菌、真菌等微生物，且不会产生耐药性。4-苯甲酰苯甲酸、二苯酮四甲酸二酐等苯甲酮类物质及氯原酸等多元酚类物质能够在可见光(日光、灯光等)及氧气作用下持续不断地生成活性氧自由基，有“光微生物灭活剂”的称号，若将此类微生物灭活剂应用于防护服、口罩等防护用品的制造上，将能够大幅提升防护用品的安全性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布及其制备方法与应用，制备的非织造布具有持久抗病毒、抗菌的性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，包括以下步骤：
1)用去离子水和丙酮清洗非织造布以去除油剂和其它杂质，烘干；
2)将步骤1)处理得到的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理；
3)将光微生物灭活剂与羰二咪唑溶解在四氢呋喃中，得到混合溶液，再将步骤2)得到的表面亲水改性处理的非织造布放入所述混合溶液中加热至60～80℃进行接枝反应2～4h，反应结束后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后得到持久抗病毒与抗菌非织造布；
优选的，步骤2)中，所述低温等离子体改性仪的工作气氛为空气或氧气，所述亲水改性处理的工艺参数为：处理时间为60～120s，真空度为0.65～0.85Pa。
优选的，所述非织造布为丙纶非织造布、涤纶非织造布、锦纶非织造布、粘胶纤维非织造布、腈纶非织造布、乙纶非织造布和氯纶非织造布中的一种。
优选的，步骤3)中，所述光微生物灭活剂用量为0.5～2.0％owf。
优选的，步骤3)中，所述羰二咪唑用量为12.5～30％owf。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的持久抗病毒与抗菌非织造布。
本发明还提供了一种上述持久抗病毒与抗菌非织造布在制作安全防护用品中的应用。
与现有技术相比，本发明首先对非织造布进行低温等离子体改性，在非织造布表面生成羟基等含氧官能团，再通过酯化反应将4-苯甲酰苯甲酸、二苯酮四甲酸二酐和氯原酸等物质中的至少一种接枝在改性后的非织造布表面，实现了该物质在非织物表面的牢固负载。这样制备的非织造布可以在可见光(日光、灯光等)及氧气作用下持续不断地生成活性氧自由基来杀灭病毒与细菌，具有持久抗病毒与抗菌功能，且不会产生任何耐药性，可用于主动防护型口罩和防护服的大规模生产。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
本实施例提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，具体步骤如下：
(1)将100g丙纶非织造布分别用去离子水和丙酮清洗以去除油剂和其它杂质，后放置在60℃烘箱中烘干；
(2)将步骤(1)去除油剂和其它杂质后的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理，低温等离子体改性仪工作气氛为空气，处理时间为60s，真空度为0.65Pa；
(3)取0.5g 4-苯甲酰苯甲酸与12.5g羰二咪唑溶解在50mL四氢呋喃中配成溶液，再将步骤(2)表面亲水改性处理后的非织造布放入该溶液中加热至60℃进行接枝反应2h，后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后即得本实施例持久抗病毒与抗菌非织造布。
实施例2
本实施例提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，具体步骤如下：
(1)将100g丙纶非织造布分别用去离子水和丙酮清洗以去除油剂和其它杂质，后放置在60℃烘箱中烘干；
(2)将步骤(1)去除油剂和其它杂质后的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理，低温等离子体改性仪工作气氛为空气，处理时间为80s，真空度为0.7Pa；
(3)取1g二苯酮四甲酸二酐与20g羰二咪唑溶解在100mL四氢呋喃中配成溶液，再将步骤(2)表面亲水改性处理后的非织造布放入该溶液中加热至60℃进行接枝反应3h，后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后即得本实施例持久抗病毒与抗菌非织造布。
实施例3
本实施例提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，具体步骤如下：
(1)将100g涤纶非织造布分别用去离子水和丙酮清洗以去除油剂和其它杂质，后放置在70℃烘箱中烘干；
(2)将步骤(1)去除油剂和其它杂质后的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理，低温等离子体改性仪工作气氛为空气，处理时间为100s，真空度为0.8Pa；
(3)取1.5g氯原酸与20g羰二咪唑溶解在150mL四氢呋喃中配成溶液，再将步骤(2)表面亲水改性处理后的非织造布放入该溶液中加热至60℃进行接枝反应3h，后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后即得本实施例持久抗病毒与抗菌非织造布。
实施例4
本实施例提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，具体步骤如下：
(1)将100g锦纶非织造布分别用去离子水和丙酮清洗以去除油剂和其它杂质，后放置在70℃烘箱中烘干；
(2)将步骤(1)去除油剂和其它杂质后的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理，低温等离子体改性仪工作气氛为空气，处理时间为120s，真空度为0.85Pa；
(3)取2g二苯酮四甲酸二酐与30g羰二咪唑溶解在200mL四氢呋喃中配成溶液，再将步骤(2)表面亲水改性处理后的非织造布放入该溶液中加热至60℃进行接枝反应3.5h，后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后即得本实施例持久抗病毒与抗菌非织造布。
实施例5
本实施例提供一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，具体步骤如下：
(1)将100g丙纶非织造布分别用去离子水和丙酮清洗以去除油剂和其它杂质，后放置在80℃烘箱中烘干；
(2)将步骤(1)去除油剂和其它杂质后的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理，低温等离子体改性仪工作气氛为空气，处理时间为90s，真空度为0.8Pa；
(3)取1g二苯酮四甲酸二酐、1g氯原酸与30g羰二咪唑溶解在200mL四氢呋喃中配成溶液，再将步骤(2)表面亲水改性处理后的非织造布放入该溶液中加热至60℃进行接枝反应4h，后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后即得本实施例持久抗病毒与抗菌非织造布。
测试例
分别对普通丙纶非织造布和实施例1～5制备得到的非织布进行抗病毒测试和抗细菌测试，具体如下：
(1)抗病毒测试：选取噬菌体为代表性病毒，大肠杆菌为病毒宿主，利用间接法测试非织造布抗病毒能力。先剪取3×3cm2的非织造布，再在其表面滴涂100μL噬菌体稀释液，分别置于暗室和光照条件下一段时间；之后将涂有噬菌体稀释液的非织造布放入缓冲液中振荡，取振荡液与大肠杆菌混合培养；最后将混合培养液倒入预热的琼脂板进行菌落培养一夜，通过计算菌落数量间接计算病毒存活率，测试结果如表1所示。
(2)抗细菌测试：分别选用暗室与光照两种环境，选择金黄色葡萄球菌为代表性细菌，按照GB/T20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》测试非织造布的抗菌性能，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002426797340000031
由表1可知，本发明实施例1～5制备得到的非织造布在光照的条件下，病毒存活率＜1‰，细菌存活率＜1‰，与普通非织造布相比，本发明非织造布具有持久的抗病毒和抗菌性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种持久抗病毒与抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用去离子水和丙酮清洗非织造布以去除油剂和其它杂质，烘干；
2)将步骤1)处理得到的非织造布放置在低温等离子体改性仪中进行表面亲水改性处理；
3)将光微生物灭活剂与羰二咪唑溶解在四氢呋喃中，得到混合溶液，再将步骤2)得到的表面亲水改性处理的非织造布放入所述混合溶液中加热至60～80℃进行接枝反应2～4h，反应结束后将非织造布取出并用丙酮清洗，真空干燥后得到持久抗病毒与抗菌非织造布；
所述光微生物灭活剂为4-苯甲酰苯甲酸、二苯酮四甲酸二酐和氯原酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述低温等离子体改性仪的工作气氛为空气或氧气，所述亲水改性处理的工艺参数为：处理时间为60～120s，真空度为0.65～0.85Pa。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非织造布为丙纶非织造布、涤纶非织造布、锦纶非织造布、粘胶纤维非织造布、腈纶非织造布、乙纶非织造布和氯纶非织造布中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述光微生物灭活剂用量为0.5～2.0％owf。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述羰二咪唑用量为12.5～30％owf。
6.根据权利要求1～5任一项所述制备方法制备得到的持久抗病毒与抗菌非织造布。
7.权利要求6所述的持久抗病毒与抗菌非织造布在制作安全防护用品中的应用。
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