CN112431022A - 一种服装用抗菌材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种服装用抗菌材料及其制备方法，按重量百分比该抗菌材料由以下组分组成：钛酸四丁酯1％‑3％、无水乙醇12％‑25％、纳米银溶胶20％‑32％、酸催化剂30％‑40％，纤维改性剂12％‑20％。纤维改性剂的制备方法为将纯壳寡糖溶解于浓度为0.72％的醋酸水溶液中，配制成浓度为2％的壳寡糖溶液；再将聚乙二醇‑6000溶解于去离子水中，配制为浓度为40％的聚乙二醇溶液；最后将壳寡糖溶液和聚乙二醇溶液混匀，得纤维改性剂。本发明制备的抗菌材料服装，对有害细菌、真菌以及瞒虫具有优良的杀灭或抑制能力。

Description

一种服装用抗菌材料及其制备方法

技术领域

本发明属于服装面料的技术领域，尤其是涉及一种服装用抗菌材料及其制备方法。

背景技术

现在，服装用材料日益繁多，既包括棉、毛、丝、麻等天然材质面料，又包括各类人造面料，但大多面料都集中于改进其舒适、透气、外观等方面，对抗菌功能的改善非常缺乏。事实上，现在包括医疗卫生在内的多个领域，对功能性抗菌服装材料都有着极大的需求。

使用普通的棉麻等材料制备的服装，非常容易囤积汗液和皮屑等，为病菌提供了大量繁殖的温床，这对于医疗卫生等对抗菌要求较高的特殊领域，无疑是不适合的。针对这种情况，常见手段是在材料中添加抗菌物质，如纳米银等，以提升衣物的抑菌性能。

另外，现有在衣物中添加各类抗菌物质的手段，并不能长效抑制细菌的增长。衣物材料表面被杀死的细菌未被及时清除，死细菌继续存在于衣物表面，阻碍材料中的抑菌材料与新的细菌继续接触。新的细菌利用死细菌和皮屑等其它营养物质，在衣物表面形成一层生物膜，这层生物膜很难被清除或清洗掉，从而使衣物中的抑菌材料在短暂生效后即失效。

发明内容

针对现有的技术方案存在的问题，本发明的目的在于提供一种服装用抗菌材料及其制备方法，以解决现有技术中的各种缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种服装用抗菌材料，按重量百分比该抗菌材料由以下组分组成：钛酸四丁酯1％-3％、无水乙醇12％-25％、纳米银溶胶20％-32％、酸催化剂30％-40％，纤维改性剂12％-20％。

进一步的，所述纤维改性剂配方为按质量比：壳寡糖：聚乙二醇＝3:7-17。

进一步的,所述壳寡糖的分子量为2600Da。

进一步的,纤维改性剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纯壳寡糖溶解于浓度为0.72％的醋酸水溶液中，配制成浓度为2％的壳寡糖溶液；

(2)将聚乙二醇-6000溶解于去离子水中，配制为浓度为40％的聚乙二醇溶液；

(3)将壳寡糖溶液和聚乙二醇溶液混匀，得纤维改性剂。

进一步的，酸催化剂为稀释溶液，由440μL酸催化剂溶解于80mL水制得。

一种服装用抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：

1)常温下将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中，然后将混合液用恒压漏斗缓慢滴加到纳米银溶胶中，70℃下搅拌45min，然后再用恒压漏斗滴入已配好的酸催化剂，然后70℃下搅拌4h；

2)、将步骤1)溶液常温下搅拌老化48h；

3)、将纤维改性剂加入步骤2)的混合溶液中，按照每100ml纤维改性剂加入≤60g的粘胶纤维材料，持续缓慢搅拌并浸泡24-72h，浸泡后晾干材料，即得抗菌材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对于污染纺织品的各种有害细菌、真菌以及瞒虫具有优良的杀灭或抑制能力,且对细菌不产生抗药性。通过壳寡糖分子量较小，连接在聚乙二醇上后，可通过聚乙二醇的伸展和收缩实现暴露和隐藏。而聚乙二醇(6000)具有良好的温敏性，在接近体温时处于伸展状态，使壳寡糖有效暴露，发挥抗菌作用；同时，金属离子的浓度与聚乙二醇的伸展程度呈正相关关系，人体穿着衣物出汗时，细菌增生，但此时衣物上的钠离子浓度也随之增加，聚乙二醇伸展程度增大，暴露出更多的壳寡糖，材料抗菌能力增强。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

按重量百分比该抗菌材料由以下组分组成：

实施例1

一种服装用抗菌材料，纤维改性剂的制备：1、将壳寡糖浸泡于无水乙醇中，待壳寡糖在乙醇中沉淀完全后，过滤，用去离子水冲洗去除乙醇，干燥，以除去壳寡糖中可能的杂质。将纯化后的壳寡糖溶解于浓度为0.72％的醋酸水溶液中，配制成浓度为2％的壳寡糖溶液。

其中，选择分子量为2000-3000Da的壳寡糖为宜，分子量过小，杀菌效果可能不理想；分子量过大，聚乙二醇可能无法完全包裹住壳寡糖。

2、将聚乙二醇-6000溶解与去离子水中，配制为浓度为40％的聚乙二醇溶液。按溶液中有效物质的质量比，壳寡糖：聚乙二醇＝3:7～17，将壳寡糖溶液和聚乙二醇溶液混匀，得纤维改性溶液。

抗菌材料制备方法包括如下步骤：

1)常温下将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中，然后将混合液用恒压漏斗缓慢滴加到纳米银溶胶中，70℃下搅拌45min，然后再用恒压漏斗滴入已配好的酸催化剂，然后70℃下搅拌4h；

2)、将步骤1)溶液常温下搅拌老化48h；

3)、将纤维改性剂加入步骤2)的混合溶液中，在100ml纤维改性溶液中，加入≤60g的粘胶纤维材料，持续缓慢搅拌并浸泡24h，使壳寡糖和聚乙二醇通过氢键充分附着在材料表面，形成抗菌材料。

按照上述方法，制备等量的改性粘胶纤维4组(4个实施例)，各实施例具体的参数；如表1所示，除下列参数不同外，其余制备条件完全相同。

3、抗菌性能测试

以实施例为试验材料，采用平板计数法对各组别的抗菌性能进行测试。

(1)将20μL大肠杆菌和20μL金黄色葡萄球菌菌液(浓度均为1×10 8CFU/ml)接种于100mLMH肉汤中，将所述混合细菌浓度稀释至混合细菌浓度为2×10 4CFU/ml，在18个培养皿中分别加入5mL细菌溶液，并分别加入各组材料1g，将各培养皿放置于孵化箱中，37℃，培养24h。

(2)培养完成后，取出各培养皿中的材料，用灭菌后的PBS溶液轻轻清洗各对照组和实施例的材料表面3次，之后将各材料置于1mLPBS溶液中超声8s，洗下材料表面粘附的细菌，各取100μL，分别于无菌的琼脂平板上涂布均匀，置于孵化箱中，36℃，培养16h后取出，

计算细菌量。结果如表2所示。

(3)将上述各组材料在相同条件下用洗衣机清洗10次后，分别取各材料1g，再次重复上述试验。机洗十次所用的洗衣机为符合GB/T4288-2018国家标准的A级洗衣机，机洗流程为普通件全流程，时长为40分钟一次。结果如表2所示。

表2抗菌效果展示

本发明通过壳寡糖分子量较小，连接在聚乙二醇上后，可通过聚乙二醇的伸展和收缩实现暴露和隐藏。而聚乙二醇(6000)具有良好的温敏性，在接近体温时处于伸展状态，使壳寡糖有效暴露，发挥抗菌作用；同时，金属离子的浓度与聚乙二醇的伸展程度呈正相关关系，人体穿着衣物出汗时，细菌增生，但此时衣物上的钠离子浓度也随之增加，聚乙二醇伸展程度增大，暴露出更多的壳寡糖，材料抗菌能力增强。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种服装用抗菌材料，其特征在于,按重量百分比该抗菌材料由以下组分组成：钛酸四丁酯1％-3％、无水乙醇12％-25％、纳米银溶胶20％-32％、酸催化剂30％-40％，纤维改性剂12％-20％。

2.根据权利要求1所述的一种服装用抗菌材料，其特征在于,所述纤维改性剂配方为按质量比：壳寡糖：聚乙二醇＝3:7-17。

3.根据权利要求1所述的一种服装用抗菌材料，其特征在于,所述壳寡糖的分子量为2600Da。

4.根据权利要求1所述的一种服装用抗菌材料，其特征在于,纤维改性剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纯壳寡糖溶解于浓度为0.72％的醋酸水溶液中，配制成浓度为2％的壳寡糖溶液；

(2)将聚乙二醇-6000溶解于去离子水中，配制为浓度为40％的聚乙二醇溶液；

(3)将壳寡糖溶液和聚乙二醇溶液混匀，得纤维改性剂。

5.根据权利要求1所述的一种服装用抗菌材料，其特征在于，酸催化剂为稀释溶液，由440μL酸催化剂溶解于80mL水制得。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的服装用抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)常温下将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中，然后将混合液用恒压漏斗缓慢滴加到纳米银溶胶中，70℃下搅拌45min，然后再用恒压漏斗滴入已配好的酸催化剂，然后70℃下搅拌4h；

2)、将步骤1)溶液常温下搅拌老化48h；

3)、将纤维改性剂加入步骤2)的混合溶液中，按照每100ml纤维改性剂加入≤60g的粘胶纤维材料，持续缓慢搅拌并浸泡24-72h，浸泡后晾干材料，即得抗菌材料。