CN111485299A - Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP和抗菌氨纶的制法与用途 - Google Patents

Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP和抗菌氨纶的制法与用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Ag(Ⅲ)‑聚六亚甲基双胍插层α‑磷酸锆的制备方法，该方法通过先制备Ag(Ⅲ)‑聚六亚甲基双胍，然后将所得1，6‑双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐反应得到聚六亚甲基双胍PHMB；最后制备Ag(Ⅲ)‑聚六亚甲基双胍插层α‑磷酸锆。本发明还公开了一种抗菌氨纶的制备方法，该方法应用Ag(Ⅲ)‑PHMB/ZrP作为抗菌剂制得抗菌氨纶。Ag(Ⅲ)‑PHMB插层到ZrP中，有效地增强抗菌缓释作用，也能有效地解决ZrP团聚问题。将其应用于抗菌氨纶的制备，抗菌效果好，添加量少就能达到较强抗菌效果。

Description

Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP和抗菌氨纶的制法与用途
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及一种Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，本发明还涉及抗菌氨纶的制备方法；本发明还涉及Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的用途。
背景技术
氨纶，又名聚氨基甲酸酯纤维，是一种弹性纤维，为合成纤维中延伸度最长的一种。由于其具有优异的弹性及回复率，在纺织面料中只要添加少量即可获得良好的舒适感，所以又有纺织面料“味精”之称。由于氨纶同时具有弹性优异、强度高、良好的耐化学药品等特性，可以用于制作弹性编织物或纺织物，如各种内衣、滑雪服、运动衣、游泳衣、宇航服等。
抗菌纤维是指对微生物具有灭杀或抑制其生长作用的纤维。氨纶本身并不具备良好的抗菌功能，需要通过物理或化学方法添加抗菌剂来赋予其功能性。抗菌剂可分为有机抗菌剂与无机抗菌剂两大类。有机抗菌剂包括季铵盐、季鏻盐、醇、酚、胍、有机金属、吡啶、咪唑等，其中，季铵盐应用最为广泛。有机抗菌剂具有较强的初始杀菌力以及较好的杀菌时效与广谱性，但易流失，热稳定性与化学稳定性不高。聚六亚甲基双胍(PHMB)是一种安全高效的有机广谱抗菌剂，无色无味，广谱低毒，能持续长时间抑菌，无细菌抗药性，应用于药物、染料、炸药、农用化学品和塑料的生产以及生物技术等方面。PHMB可以定向吸附在带负电的细菌、真菌等的微生物细胞膜上，通过疏水链来破坏细胞膜使其凋亡而对电中性的动植物细胞膜无害。相关文献表明，将聚六亚甲基双胍(PHMB)负载于生物碳渣材料、抗菌凝胶中可进一步延长其抗菌效果。
无机抗菌剂主要包括银、铜、锌离子及其金属，以及部分金属氧化物。其中，银离子应用最为广泛。无机抗菌剂具有安全性高、无耐药性、热稳定性好等优点，但不易分散、易流失，且抗菌过程有迟效性，使其应用受限。研究表明，银系抗菌剂的抗菌活性与其价态密切相关，价态越高，抗菌性能越强：Ag3+的抗菌活性是Ag+的200倍，Ag2+的抗菌活性是Ag+的60倍。由于Ag3+极不稳定，目前大多数高价银配合物与氧化物多为Ag2+。相关文献中Ag3+与咔咯、卟啉衍生物、亚胺基肟和双胍形成配合物，但这些配合物的稳定性差。
α-磷酸锆(α-ZrP)是一种典型的阳离子型层状化合物，属于单斜晶系。α-ZrP结构中-OH上的氢质子可以直接或间接与碱金属离子或碱土金属离子以及过渡金属等作用，形成离子交换型层状磷酸锆，它们与离子交换树脂相比具有较高的热稳定性和耐酸、碱性，适宜用作特殊环境下的离子交换材料。文献表明，α-磷酸锆也被广泛应用于银离子等抗菌剂的负载，但增加抗菌缓释作用同时如果不能有效解决α-ZrP在基体中团聚问题也会影响材料的力学强度。
随着氨纶行业竞争的日益加剧，高附加值差异化产品的研究已成为各个企业的重点开发方向，且伴随环保及绿色发展概念的崛起，抗菌纤维已经逐渐引起市场的关注，部分品牌企业及应用商甚至已推出相关产品，并开始获得了市场的认可。现有的主要有银离子类、壳聚糖类、金属氧化物类等抗菌除臭氨纶。
中国公开专利文献CN201210078915.5公开了“一种抗菌氨纶纤维及其制备方法”，该抗菌氨纶纤维包括抗菌剂及氨纶纤维，所述抗菌剂包括纳米银和作为分散剂的聚氨酯，该抗菌氨纶纤维以纤维总干重计含有重量百分含量为0.01％～1.0％的纳米银，即总干重为100g抗菌氨纶纤维中含有0.01～1g纳米银，纳米银均匀分散于所述氨纶纤维的内部及表面。其缺陷在于：直接加入银离子或者氧化银等无机物，在氨纶聚合体中易团聚会降低氨纶的力学强度，且纤维易变色，相应功效持久性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有较好抗菌效果且添加量小的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了一种采用前述Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆作抗菌剂的抗菌氨纶的制备方法。
本发明所要解决的再一个技术问题是提供了前述Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆作抗菌剂的用途。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其特点是：其步骤如下：
(1)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.1～2.2的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应6～10h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
(2)将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在7～10，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至155℃～160℃反应20～100min，得到一定分子质量的聚六亚甲基双胍PHMB；
(3)将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数15％～25％的水溶液备用；在避光条件下，先后慢慢向PHMB水溶液中滴加AgNO3和Na2S2O8溶液，搅拌均匀，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11～12之间，反应10～20h；反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥后得到Ag(Ⅲ)-PHMB；
(4)Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将α-磷酸锆粉末分散在乙醇中，然后将适量的Ag(Ⅲ)-PHMB添加到预分散溶液中；在微波化学反应器下反应30～60分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP，即Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆。
本发明所述的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其进一步优选的技术方案是：PHMB分子量为300～2000。
本发明所述的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其进一步优选的技术方案是：α-磷酸锆粉末与聚六亚甲基双胍的质量比为1:1～1:3。
本发明还提供了一种抗菌氨纶的制备方法，其特点是：其步骤如下：
(1)预聚体制备:向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在69℃～89℃的温度下反应90～120min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；
(2)扩链反应:当预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺进行扩链反应和链终止反应，制得氨纶聚合体溶液；
(3)抗菌剂分散液的制备:将制得的Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP溶解分散在溶剂中，在30℃～60℃条件下制得抗菌剂分散液；
(4)纺丝原液的制备:向氨纶聚合体溶液中加入抗菌剂分散液及适量的助剂，得到抗菌氨纶纺丝原液；助剂选自防变黄剂、消光剂、抗氧化剂和硬脂酸镁；
(5)纺丝:纺丝原液在40℃～60℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得干法纺丝抗菌氨纶。
以上所述的抗菌氨纶的制备方法中，其进一步优选的技术方案是：各原料的重量配比如下：
Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP为纤维总干重的1‰～1％；
二异氰酸酯1500～2500；聚四亚甲基醚二醇5000～10000；
混胺20～200；溶剂2000～6000；助剂100～200。
以上所述的抗菌氨纶的制备方法中，其进一步优选的技术方案是：所述的二异氰酸酯化合物为4,4-MDI或2,4-MDI。
以上所述的抗菌氨纶的制备方法中，其进一步优选的技术方案是：所述的混胺由扩链剂和终止剂组成；所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种；终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。
以上所述的抗菌氨纶的制备方法中，其进一步优选的技术方案是：所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
以上所述的抗菌氨纶的制备方法中，其进一步优选的技术方案是：所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800～3000。
本发明所述的制备方法制得的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的用途是，它可以作为纤维抗菌剂，用于抗菌氨纶的制造。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明方法将Ag(Ⅲ)-PHMB插层到ZrP中，有效地增强抗菌缓释作用；使用微波加热方式，ZrP层间距显著，有效地解决ZrP团聚问题。制得的配合物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP以α-磷酸锆为载体，聚六亚甲基双胍进行插层，少量添加即可达到较强抗菌效果，并且赋予其缓释作用。
(2)本发明抗菌氨纶的制备中，抗菌Ag(Ⅲ)抗菌效果远高于普通Ag(Ⅰ)，添加少量Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP就能达到较强抗菌效果，且耐洗涤效果较好，能够大幅减少抗菌剂使用量，降低生产成本。试验表明，插层后氨纶的力学强度有所增加，这是由于α-磷酸锆在基体分布较为均匀呈增强相。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，抗菌氨纶的制备方法
(一)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备，其步骤如下：
(1)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.1的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应6h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
(2)将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在7，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至155℃反应20min，得到一定分子质量的聚六亚甲基双胍PHMB；
(3)将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数15％的水溶液备用；在避光条件下，先后慢慢向PHMB水溶液中滴加AgNO3和Na2S2O8溶液，搅拌均匀，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11，反应10h；反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥后得到Ag(Ⅲ)-PHMB；
(4)Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将α-磷酸锆粉末分散在乙醇中，然后将适量的Ag(Ⅲ)-PHMB添加到预分散溶液中；在微波化学反应器下反应30分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP，即Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆。
PHMB分子量为300。α-磷酸锆粉末与聚六亚甲基双胍的质量比为1:1。(二)抗菌氨纶的制备，其步骤如下：
(1)预聚体制备:向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在69℃的温度下反应90min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；
(2)扩链反应:当预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺进行扩链反应和链终止反应，制得氨纶聚合体溶液；
(3)抗菌剂分散液的制备:将制得的Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP溶解分散在溶剂中，在30℃条件下制得抗菌剂分散液；
(4)纺丝原液的制备:向氨纶聚合体溶液中加入抗菌剂分散液及适量的助剂，得到抗菌氨纶纺丝原液；助剂为适量的防变黄剂、消光剂、抗氧化剂和硬脂酸镁；
(5)纺丝:纺丝原液在40℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得干法纺丝抗菌氨纶。
各原料的重量配比如下：
Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP为纤维总干重的1‰；
二异氰酸酯1500；聚四亚甲基醚二醇5000；
混胺20；溶剂2000；助剂100。
所述的二异氰酸酯化合物为4,4-MDI或2,4-MDI。
所述的混胺由扩链剂和终止剂组成；所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种；终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800。
实施例2，抗菌氨纶的制备方法
(一)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备，其步骤如下：
(1)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.2的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应10h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
(2)将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在10，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至160℃反应100min，得到一定分子质量的聚六亚甲基双胍PHMB；
(3)将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数25％的水溶液备用；在避光条件下，先后慢慢向PHMB水溶液中滴加AgNO3和Na2S2O8溶液，搅拌均匀，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11～12之间，反应20h；反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥后得到Ag(Ⅲ)-PHMB；
(4)Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将α-磷酸锆粉末分散在乙醇中，然后将适量的Ag(Ⅲ)-PHMB添加到预分散溶液中；在微波化学反应器下反应60分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP，即Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆。
PHMB分子量为2000。α-磷酸锆粉末与聚六亚甲基双胍的质量比为1:3。
(二)抗菌氨纶的制备，其步骤如下：
(1)预聚体制备:向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在89℃的温度下反应120min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；
(2)扩链反应:当预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺进行扩链反应和链终止反应，制得氨纶聚合体溶液；
(3)抗菌剂分散液的制备:将制得的Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP溶解分散在溶剂中，在60℃条件下制得抗菌剂分散液；
(4)纺丝原液的制备:向氨纶聚合体溶液中加入抗菌剂分散液及适量的助剂，得到抗菌氨纶纺丝原液；助剂为适量的防变黄剂、消光剂、抗氧化剂和硬脂酸镁；
(5)纺丝:纺丝原液在60℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得干法纺丝抗菌氨纶。
各原料的重量配比如下：
Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP为纤维总干重的1％；
二异氰酸酯2500；聚四亚甲基醚二醇10000；
混胺200；溶剂6000；助剂200。
所述的二异氰酸酯化合物为4,4-MDI或2,4-MDI。
所述的混胺由扩链剂和终止剂组成；所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种；终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为3000。
实施例3，抗菌氨纶的制备方法
(一)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备，其步骤如下：
(1)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.1的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应8h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
(2)将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在8，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至158℃反应60min，得到一定分子质量的聚六亚甲基双胍PHMB；
(3)将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数20％的水溶液备用；在避光条件下，先后慢慢向PHMB水溶液中滴加AgNO3和Na2S2O8溶液，搅拌均匀，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11～12之间，反应15h；反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥后得到Ag(Ⅲ)-PHMB；
(4)Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将α-磷酸锆粉末分散在乙醇中，然后将适量的Ag(Ⅲ)-PHMB添加到预分散溶液中；在微波化学反应器下反应45分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP，即Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆。
PHMB分子量为800。α-磷酸锆粉末与聚六亚甲基双胍的质量比为1:2。
(二)抗菌氨纶的制备，其步骤如下：
(1)预聚体制备:向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在79℃的温度下反应105min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；
(2)扩链反应:当预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺进行扩链反应和链终止反应，制得氨纶聚合体溶液；
(3)抗菌剂分散液的制备:将制得的Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP溶解分散在溶剂中，在45℃条件下制得抗菌剂分散液；
(4)纺丝原液的制备:向氨纶聚合体溶液中加入抗菌剂分散液及适量的助剂，得到抗菌氨纶纺丝原液；助剂选自防变黄剂、消光剂、抗氧化剂和硬脂酸镁；
(5)纺丝:纺丝原液在50℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得干法纺丝抗菌氨纶。
各原料的重量配比如下：
Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP为纤维总干重的5‰；
二异氰酸酯2000；聚四亚甲基醚二醇8000；
混胺100；溶剂4000；助剂150。
所述的二异氰酸酯化合物为4,4-MDI或2,4-MDI。
所述的混胺由扩链剂和终止剂组成；所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种；终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为2500。
实施例4，抗菌氨纶制备对比实验
一、实验目的
通过对比实验验证本发明抗菌剂Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP在抗菌氨纶中的效果。
二、实验分组
实验分为2组对比例和4组实验例，其具体如下：
(一)对比例1
分子量为2000的聚四亚甲基醚二醇1575g和4,4-MDI 365g在80℃温度下反应120min，反应得到两末端具有异氰酸酯基，加入3301g的N，N-二甲基乙酰胺溶解预聚体，降温冷却至10℃。33.9g乙二胺和5.59g二乙胺加入750gN，N-二甲基乙酰中混合得到混氨溶液，边搅拌边向冷却至10℃的预聚体中加入混氨溶液，最终得到高黏度稳定聚合体。向聚合体溶液中加入3.2g防变黄剂、6.54g消光剂二氧化钛、1.7g抗氧化剂、7.9g硬脂酸镁，得到纺丝原液。最后纺丝原液在40℃温度下熟化后借助干法纺丝系统，通过放液、喷吐、拉伸、假捻、上油等工艺制备得到氨纶。
(二)对比例2
与对比例1相同，仅是添加了抗菌液，抗菌液由10gAg/ZrP加入50gN，N-二甲基乙酰中混合得到，和助剂一起添加至聚合体溶液中。
(三)实验例1
1、插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备
Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.1的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应8h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在8，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至155℃反应30min，得到相对分子质量600左右的聚六亚甲基双胍PHMB；将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数20％的水溶液备用。
取10mL 20％的PHMB水溶液，在避光条件下，先后慢慢向其中滴加0.04mol/L的AgNO3 100mL和0.08mol/L的K2S2O8 120mL，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11～12之间，反应16h。反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥，得到Ag(Ⅲ)-PHMB。
2、Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将10gα-磷酸锆粉末分散在200ml乙醇中，然后将30gAg(Ⅲ)-PHMB添加到上述预分散溶液中。在微波化学反应器300W下反应40分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤3次，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP。
α-ZrP的XRD图谱在11.89°有强衍射峰(002)，而插层后Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP的002峰移至较低的1.59°，这意味着Ag(Ⅲ)-PHMB已成功进入α-ZrP层间，并且层间距由0.117nm增加至4.92nm(α-ZrP的层板厚度为0.63mm，已扣除),增加显著。
3、抗菌氨纶制备：
分子量为2000的聚四亚甲基醚二醇1575g和4,4-MDI 365g在80℃温度下反应120min，反应得到两末端具有异氰酸酯基，加入3301g的N，N-二甲基乙酰胺溶解预聚体，降温冷却至10℃。33.9g乙二胺和5.59g二乙胺加入750gN，N-二甲基乙酰中混合得到混氨溶液，边搅拌边向冷却至10℃的预聚体中加入混氨溶液，最终得到高黏度稳定聚合体；取2gAg(Ⅲ)-PHMB/ZrP加入10gN，N-二甲基乙酰中混合得到抗菌剂液，向聚合体溶液中加入抗菌剂液、3.2g防变黄剂、6.54g消光剂二氧化钛、1.7g抗氧化剂、7.9g硬脂酸镁，得到纺丝原液。最后纺丝原液在40℃温度下熟化后借助干法纺丝系统，通过放液、喷吐、拉伸、假捻、上油等工艺制备添加量1‰的抗菌氨纶。
(四)实验例2
方法如实验例1，只是最后升温至155℃反应20min，得到相对分子质量300左右的聚六亚甲基双胍PHMB；Ag(Ⅲ)-PHMB：ZrP质量比为2:1，取5g Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP加入25gN，N-二甲基乙酰中混合，最终得到添加量2.5‰的抗菌氨纶。
(五)实验例3
方法如实验例1，只是最后升温至155℃反应20min，得到相对分子质量300左右的聚六亚甲基双胍PHMB；Ag(Ⅲ)-PHMB：ZrP质量比为2:1，取10g Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP加入50gN，N-二甲基乙酰中混合，最终得到添加量5‰的抗菌氨纶。
(六)实验例4
方法如实验例1，只是最后升温至155℃反应20min，得到相对分子质量300左右的聚六亚甲基双胍PHMB；Ag(Ⅲ)-PHMB：ZrP质量比为1:1，取20g Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP加入10gN，N-二甲基乙酰中混合，最终得到添加量1％的抗菌氨纶。
三、实验结果
对比实验的结果入检测得到的技术指标见下表：
Figure BDA0002471552750000141
Figure BDA0002471552750000151
通过上表可以看出，实验例在抗菌氨纶上体现了优越的性能，主要体现在，抗菌效果好，抗菌剂添加量少，断裂伸长率佳，强度高等。

Claims (10)

1.一种Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍的制备：取摩尔比1∶2.1～2.2的己二胺盐酸盐和双氰胺钠溶解在正丁醇中，回流反应6h～10h，蒸出溶剂正丁醇，并将所得白色固体1，6-双氰基胍基己烷用水与无水乙醇反复洗涤；
(2)将所得1，6-双氰基胍基己烷与己二胺盐酸盐按照等摩尔比混合，加入少量水，调整pH值在7～10，在55℃下真空除水，待水完全除去用N2气保护并升温至155℃～160℃反应20min～100min，得到一定分子质量的聚六亚甲基双胍PHMB；
(3)将PHMB溶解在去离子水中，配成质量分数15％～25％的水溶液备用；在避光条件下，先后慢慢向PHMB水溶液中滴加AgNO3和Na2S2O8溶液，搅拌均匀，用pH＝14的NaOH溶液调节pH值在11～12之间，反应10h～20h；反应完毕后将离心所得橙棕色固体，用去离子水洗去可溶性杂质，然后在45℃下干燥后得到Ag(Ⅲ)-PHMB；
(4)Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP制备：将α-磷酸锆粉末分散在乙醇中，然后将适量的Ag(Ⅲ)-PHMB添加到预分散溶液中；在微波化学反应器下反应30分钟～60分钟，分离沉淀，用乙醇洗涤，干燥后得到插层产物Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP，即Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆。
2.根据权利要求1所述的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其特征在于：PHMB分子量为300～2000。
3.根据权利要求1所述的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的制备方法，其特征在于：α-磷酸锆粉末与聚六亚甲基双胍的质量比为1:1～1:3。
4.一种抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)预聚体制备
向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在69℃-89℃的温度下反应90-120min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；
(2)扩链反应
当预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺进行扩链反应和链终止反应，制得氨纶聚合体溶液；
(3)抗菌剂分散液的制备
将权利要求1－3中任何一项所述的方法制得的Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP溶解分散在溶剂中，在30℃～60℃条件下制得抗菌剂分散液；
(4)纺丝原液的制备
向氨纶聚合体溶液中加入抗菌剂分散液及适量的助剂，得到抗菌氨纶纺丝原液；助剂选自防变黄剂、消光剂、抗氧化剂和硬脂酸镁；
(5)纺丝
纺丝原液在40℃～60℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得干法纺丝抗菌氨纶。
5.根据权利要求4所述的抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：各原料的重量配比如下：
Ag(Ⅲ)-PHMB/ZrP为纤维总干重的1‰～1％；
二异氰酸酯 1500～2500；聚四亚甲基醚二醇 5000～10000；
混胺20～200；溶剂2000～6000；助剂100～200。
6.根据权利要求4所述的抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：所述的二异氰酸酯化合物为4,4-MDI或2,4-MDI。
7.根据权利要求4所述的抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：所述的混胺由扩链剂和终止剂组成；所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种；终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
9.根据权利要求4所述的抗菌氨纶的制备方法，其特征在于：所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800-3000。
10.一种如权利要求1所述的制备方法制得的Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆的用途，其特征在于：所述的用途为将Ag(Ⅲ)-聚六亚甲基双胍插层α-磷酸锆作为氨纶的抗菌剂原料的用途。
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