CN111471169A

CN111471169A - 一种抗菌聚酯切片及其制备方法

Info

Publication number: CN111471169A
Application number: CN202010544294.XA
Authority: CN
Inventors: 邓颖菁
Original assignee: Individual
Current assignee: Yangzhou Forewell Composite Materials Co ltd
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: CN111471169B

Abstract

本发明公开了一种抗菌聚酯切片及其制备方法，包括：1)以5‑溴甲基间苯二甲酸二甲酯为引发剂，在催化体系溴化亚铜(CuBr)/2,2′‑联吡啶(2,2′‑bpy)存在下，引发单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的溶液聚合，制备功能性第三组分(M1)；2)M1、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)混合进行酯化、缩合反应制备聚酯，反应物冷却切片；本发明将具有抗菌作用的叔胺官能团通过化学接枝到PET分子链上，能够赋予聚酯纤维持久的抗菌性能。

Description

一种抗菌聚酯切片及其制备方法

技术领域

本发明属于合成纤维领域，具体涉及一种抗菌聚酯切片及其制备方法。

背景技术

聚酯(PET)纤维，俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，PET分子链除了两个端羟基外，不具有化学反应活性基团，且分子间缺少亲水结构，内部分子排列紧密，结晶度高。为获得功能性聚酯纤维，通常可采用等离子、碱减量法、紫外辐照、氨解、酶解等处理方法使得纤维表面产生活性基团，再进行进一步的改性；或者通过表面整理，在纺织品表面包覆功能涂层，但其与纺织品不具有化学连接，耐久性较差。以上两种方法，均针对纤维或纺织品表面的改性。而对于纺丝阶段的改性通常是，制备功能性聚酯母粒与聚酯切片共混纺丝，仍会出现功能因子与聚酯相容性较差，分相迁移至表面的现象。现有技术中针对聚酯在合成阶段的功能改性的报道较少，主要通过引入第三单体3,5-间苯二甲酸二甲脂磺酸钠或/和聚乙二醇与对苯二甲酸、乙二醇共聚，以改善聚酯纤维的吸湿性和染整性，未见有在合成阶段获得抗菌聚酯纤维的报道。

发明内容

本发明提供一种具有抗菌作用的聚酯切片，通过引入具有活性基团的第三单体与对苯二甲酸和乙二醇进行缩聚，通过活性基团在聚酯分子链上引入含叔胺侧链，以赋予聚酯纤维抗菌性。

本发明的目的在于提供一种抗菌聚酯切片。

本发明的另一目在于是提供上述一种抗菌聚酯切片的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种抗菌聚酯切片，其结构式如下：

式中m:n＝700～2800:70，r的取值为5～50。

上述抗菌聚酯切片的反应流程及制备方法如下：

1.功能性第三组分(M1)的合成

在装有冷凝装置的反应瓶中加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、溴化亚铜(CuBr)、N,N',N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)和等体积N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行溶解，氮气置换后，注射加入5-溴甲基间苯二甲酸二甲酯(BMPIADME)，在30～100℃下反应6～10h后，加入与5-溴甲基间苯二甲酸二甲酯等质量的四氢呋喃(THF)终止反应，混合物过中性氧化铅柱除催化剂，旋蒸除去溶剂得到粗产物。以二氯甲烷为洗脱剂，将粗产物通过硅胶柱色谱分离得到浅黄色液体M1。

所述DMAEMA、BMPIADME、CuBr、PMDETA的投料摩尔比为1～10:1:1:1。

M1的结构式如下：

式中，r的取值为5～10。

2.抗菌聚酯切片(PET-DMAEMA)的制备

在1L双层加热的反应釜中，将反应釜外温设定至250～260℃，在内温为170～180℃时加入M1、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)，开启搅拌直至完全熔融后添加醋酸锑。再将外温设定为280～290℃，缓慢升温，当内温升至250～260℃时，抽真空开始酯化反应2h，控制缩聚温度在270～280℃，反应3h，用氮气解除真空并出料，冷却后切片，得到抗菌聚酯切片(I)。

所述PTA、EG、M1的投料摩尔比为1:1.3:0.025～1，醋酸锑的投料量为PTA、EG、M1总质量的0.4～1％。

本发明具有如下优点和有益效果：

在对苯二甲酸和乙二醇进行酯化缩合的同时，加入功能性第三组分进行酯交换，此方法改性PET化学结构的简单、高效。本发明将叔胺化合物通过化学接枝的方法引入聚酯纤维，能够赋予材料持久的抗菌性。

附图说明

图1为实施例1M1和PET-DMAEMA的核磁氢谱¹H-NMR。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

本发明测试：

凝胶渗透色谱(GPC):采用Waters 515-2414凝胶渗透色谱仪，以氯仿为流动相，流速为1mL/min，测试柱温40℃，检测器温度为35℃，以单分散PS作为标样。

抗菌测试：将所得聚酯切片经过熔融纺丝，风冷得到抗菌聚酯纤维，并按照国家标准GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》对抗菌聚酯纤维的抗菌性能进行测试。实验菌为黄色葡萄球菌和大肠杆菌。

1.M1的制备：在装有冷凝装置的反应瓶中加入DMAEMA、CuBr、PMDETA和等体积DMF进行溶解，经过抽真空、充氮反复进行三次后，在氮气保护下密封，然后注射加入BMPIADME，将反应瓶置于50℃恒温油浴中反应8h后，加入与5-溴甲基间苯二甲酸二甲酯等质量的THF终止反应，混合物过中性氧化铅柱除催化剂，旋蒸除去溶剂得到粗产物。以二氯甲烷为洗脱剂，将粗产物通过硅胶柱色谱分离得到浅黄色液体M1。所述CuBr、PMDETA、BMPIADME的投料摩尔比为1:1:1。

¹H-NMRδ(CDCl₃ ppm):2.289(6H,s,N-CH₃),2.570(2H,t,N-CH₂),4.161～4.185(2H,t,O-CH₂),1.823～1.909(2H,s,C-CH₂),1.508(2H,m,Ph-CH₂),0.907～1.054(3H,s,C-CH₃),3.872(6H,s,O-CH₃),8.011～8.157(H,m,Ph-H)。

2.抗菌聚酯切片的制备：在1L双层加热的反应釜中，将反应釜外温设定至260℃，在内温达170℃时加入M1、PTA、EG，开启搅拌直至完全熔融后添加醋酸锑。将外温设定为280℃，以5℃/min的速度升温，当内温升至250℃时，抽真空开始酯化反应2h，控制缩聚温度在280℃，反应3h，用氮气解除真空并出料，冷却后切片，得到抗菌聚酯切片。所述PTA、EG的投料摩尔比为1:1.3。

¹H-NMRδ(CDCl₃ ppm):0.907～1.061(3H,s,C-CH₃),1.822～1.912(2H,s,C-CH₂),1.508(2H,t,Ph-CH₂),4.067(2H,t,O-CH₂),2.570(2H,t,N-CH₂),2.288(6H,s,N-CH₃),4.628～4.821(4H,m,O-CH2-CH2-O),3.812～3.911(4H,m,O-CH2-CH2-O),7.921～8.131(H,m,Ph-H)

实施例1～5DMAEMA、BMPIADME的投料摩尔比，及其对应的M1的数均分子量；M1与PTA的投料摩尔比，及其对应的抗菌活性列于表1，其余反应步骤不变。

表1

Claims

1.一种抗菌聚酯切片及其制备方法，其特征在于，所述抗菌聚酯切片具有式(I)结构：

式中m:n＝700～2800:70，r的取值为10～50。

2.一种抗菌聚酯切片及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)功能性第三组分(M1)的合成

在溴化亚铜(CuBr)、N,N',N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)催化体系中，以5-溴甲基间苯二甲酸二甲酯(BMPIADME)为引发剂，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)进行原子转移自由基聚合，得到功能性第三组分(M1)，其结构式如(II)所示：

式中r的取值为10～50。

(2)抗菌聚酯切片(PET-DMAEMA)的制备

M1、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)混合，在250～260℃进行酯化反应2h，在270～280℃进行缩聚反应3h，反应物冷却切片得到PET-DMAEMA(I)。

3.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯切片及其制备方法，其特征在于：

所述步骤(1)的DMAEMA、BMPIADME、CuBr、PMDETA的投料摩尔比为1～10:1:1:1；

所述步骤(2)的PTA、EG、M1的投料摩尔比为1:1.3:0.025～1，醋酸锑的投料量为PTA、EG、M1总质量的0.4～1％。