CN113584885A - 抗菌涤纶面料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抗菌涤纶面料及其制备方法。该抗菌涤纶面料具有以涤纶纤维及缠绕在所述涤纶纤维上的纳米纤维形成的结构，所述纳米纤维通过有机‑无机杂化形成。抗菌涤纶面料在保持作为织物的优异性能和抗菌性能的同时，能够对空气中PM2.5进行吸附，将其制成的织物穿戴在人体上时能够防止这些PM2.5直接接触人体皮肤或者进入呼吸道，具有对人体起到防护的作用。在实现抗菌同时，该抗菌涤纶面料还能够通过纳米纤维对涤纶纤维的缠绕，还增加其阻燃性能，这为该面料作为人体衣物降低火灾风险和伤害提供帮助。

Description

抗菌涤纶面料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涤纶面料技术领域，尤其涉及抗菌涤纶面料及其制备方法。

背景技术

由于制备工艺可控性好、产品性能优良等特点，涤纶已经成为发展最为迅速、产量最大的合成纤维，在纺织品、建筑、交通等领域应用广泛。但是涤纶织物也存在亲水性差、吸湿性差以及阻燃性差的缺陷。因此，为改善涤纶的缺点，使涤纶具有更好服用、产业用性能等，可用多种方法对涤纶进行改性加工，这些方法包括表面氧化法、表面水解法以及表面接枝改性法。

表面氧化法又包括氧化剂表面氧化法和物理技术氧化法。氧化剂表面氧化法采用如高锰酸钾的氧化剂与一些具有氧化性的气体，对涤纶表面进行氧化，从而改善其亲水性，然而，该方法成本高、反应废水难以处理。物理技术氧化法是利用等离子体、紫外线或者高能射线等照射涤纶，能够使涤纶表面发生氧化作用，使涤纶表面部分大分子断裂或产生一定活性位点，继而氧化生成羧基、羟基等亲水性基团，从而改善涤纶亲水特性；然而，该方法不仅对设备要求高、能耗高，改善后亲水特性不稳定且会随着时间增加有所降低。

表面水解法又包括碱法和酶法。涤纶在碱液中发生水解产生羟基和羧基，使得表面形态和化学特性发生改变，从而提高其亲水特性和表面活性，这种方法使得涤纶或其织物的服用特性如强力等损失严重，其处理废水同样难以处理。酶法是用生物酶如脂肪酶等对涤纶织物进行处理，涤纶织物在生物酶作用下发生水解反应，使纤维表面形貌发生变化，同时产生羧基和羟基。与碱减量法相比，生物酶处理条件更加温和，处理后废水更易生化降解，具备环境友好的特点；但是此法改性效果不明显，同时改性过程中对改性条件要求较高。

表面接枝法又包括化学引发接枝改性法和物理引发接枝改性法。化学引发接枝改性是指通过化学试剂，在涤纶表面引发接枝反应引人亲水基团或亲水物质，从而改变涤纶表面化学组成，接枝后的复合面料在保持褶皱弹性、透气性的同时，吸湿性也有显著提高；但由于涤纶本身化学结构原因，表面接枝反应位点较少，一般接枝率不高。物理技术引发接枝改性是指首先通过物理射线照射纤维表面，使纤维表面化学特性改变，进一步在涤纶表面接枝反应引人特定基团或亲水物质，从而改变涤纶或其织物亲水性及其他特性；主要有等离子体、紫外线、其他物理技术引发的接枝改性等。陈旭等(陈旭，王月，彭静，等.两步辐射接枝法制备抗熔滴涤纶织物[J].高分子学报，2017(4):669-675)以涤纶为基材，利用两步Y射线辐射分别接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-二乙烯苯和乙烯基磷酸二甲酯，结果表明接枝后涤纶织物具备较好的抗熔滴特性。于杨菁华(于杨菁华.常压等离子体改良涤纶与石墨烯结合牢度研究[D].乌鲁木齐：新疆大学，2017)用等离子体引发涤纶表面氧化石墨烯接枝改性，处理后织物具备较好的接枝牢度，涤纶氧化石墨烯复合材料具备较好的导电性能。

虽然存在众多对涤纶进行表面改性的方法，但随着生活水平提高，环境污染问题已成为全人类面临的最严峻考验。现有的改性方法在制备得到抗菌涤纶中能够保持广谱的抗菌性能和快速干爽的效果，但是其抗菌性能和抗污染性能难以满足对抗环境污染的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗菌涤纶面料，以期产生负离子效应，为其抗菌、降尘和除异味性能提供基础。

第一方面，本发明实施例公开了一种抗菌涤纶面料，其具有以涤纶纤维及缠绕在所述涤纶纤维上的纳米纤维形成的结构，所述纳米纤维通过有机-无机杂化形成。

在本发明实施例中，所述纳米纤维为金属离子与卤素形成的结晶物。

在本发明实施例中，所述金属离子选自钙离子、锌离子、铝离子、铁离子以及铜离子，所述卤素为的溴、氯或氟。

在本发明实施例中，所述涤纶纤维以PET为原料通过熔融纺丝形成。

第二方面，本发明实施例公开了一种第一方面所述抗菌涤纶面料的制备方法，包括分别获取所述涤纶纤维以及所述纳米纤维的步骤，以及将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤。

在本发明实施例中，获取所述纳米纤维的步骤具体包括：将金属盐和用于与所述金属盐进行配位反应的卤化物分别充分分散于强极性有机溶剂中，得到第一溶液和第二溶液；再将所述第二溶液滴入所述第一溶液中，同时滴入碱性有机溶剂，以与所述卤化物反应形成盐溶液并导致形成结晶物，所述结晶物即为所述纳米纤维。

在本发明实施例中，将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤具体包括：

将中得到的含有结晶物的溶液离心，去除上清后，分散于N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷中得到第三溶液；

在LB膜机水槽中倒入超纯水，并将所述涤纶纤维制成的织物平铺在水面上；

将所述第三溶液用微量注射器均匀铺展在被所述织物覆盖的水面上，静置30～50min以形成附着在所述织物上的薄膜；

匀速压制附着有薄膜的织物，并将其从LB膜机水槽中捞起，干燥即可得到所述抗菌涤纶面料。

在本发明实施例中，含有结晶物的溶液占所述第三溶液的体积比为40～60％，含有结晶物的溶液中结晶物的浓度不低于10mg/mL。

在本发明实施例中，所述第三溶液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的体积比为1:1。

在本发明实施例中，所述第三溶液用微量注射器均匀铺展的速率为100～150μL/min，压制薄膜和织物的速率为15～20mm/min。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明中涉及抗菌涤纶面料在保持作为织物的优异性能和抗菌性能的同时，能够对空气中PM2.5进行吸附，将其制成的织物穿戴在人体上时能够防止这些PM2.5直接接触人体皮肤或者进入呼吸道，具有对人体起到防护的作用。在实现抗菌同时，该抗菌涤纶面料还能够通过纳米纤维对涤纶纤维的缠绕，还增加其阻燃性能，这为该面料作为人体衣物降低火灾风险和伤害提供帮助。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的纳米纤维SEM图。

图2为本发明对比例1制备的纳米纤维SEM图。

图3为本发明实施例5制备的纳米纤维SEM图。

图4为本发明对比例4制备的纳米纤维SEM图。

图5为本发明实施例1制备纳米纤维前后的红外图谱。

图6为本发明实施例1制备的纳米纤维XPS图谱。

图7为本发明实施例1制备的纳米纤维XPS图谱中Al3p分峰拟合图谱。

图8为本发明实施例1、实施例5、对比例1和对比例4的热失重曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。若无特殊说明，本发明实施例所涉及的试剂以及仪器均可从商业途径获得。

本发明实施例公开了一种抗菌涤纶面料，其具有以涤纶纤维及缠绕在所述涤纶纤维上的纳米纤维形成的结构，所述纳米纤维通过有机-无机杂化形成。该抗菌涤纶面料在保持作为织物的优异性能和抗菌性能的同时，能够对空气中PM2.5进行吸附，将其制成的织物穿戴在人体上时能够防止这些PM2.5直接接触人体皮肤或者进入呼吸道，具有对人体起到防护的作用。

在本发明实施例中，所述金属离子选自钙离子、锌离子、铝离子、铁离子以及铜离子，所述卤素为氟、氯或溴。

在本发明实施例中，所述纳米纤维为金属离子与卤素形成的结晶物。

在本发明实施例中，所述涤纶纤维以PET为原料通过熔融纺丝形成。

为此，本发明实施例还提供了一种该所述的抗菌涤纶面料的制备方法，包括分别获取所述涤纶纤维以及所述纳米纤维的步骤，以及将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤。

纳米纤维的制备

具体的，获取所述纳米纤维的步骤具体包括：将金属盐和用于与所述金属盐进行配位反应的卤化物分别充分分散于强极性有机溶剂中，得到第一溶液和第二溶液；再将所述第二溶液滴入所述第一溶液中，同时滴入碱性有机溶剂，以与所述卤化物反应形成盐溶液并导致形成结晶物，所述结晶物即为所述纳米纤维。

其中，卤化物选自3,4-二氯-2(5H)-呋喃酮(简称DCF，北京百灵威科技有限公司)、4,6-二氟-2,3-二氢-1-苯并呋喃-3-酮(简称DDBO，北京百灵威科技有限公司)、5-氯-2-氯甲基-3-四氢呋喃巯醇(简称CMTHT，北京百灵威科技有限公司)或4-溴-5-氯-2-糠酸(简称CCA，北京百灵威科技有限公司)。

其中，强极性溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙醇、丙酮或四氢呋喃。

其中，碱性有机溶剂选自三乙胺(简称TEA，北京百灵威科技有限公司)、二甲胺(简称DML，北京百灵威科技有限公司)、二异丙胺(简称DSPP，北京百灵威科技有限公司)、三乙醇胺(简称TTL，北京百灵威科技有限公司)或吡啶(简称PY，北京百灵威科技有限公司)。

其中，在得到结晶物中需将其用上述强极性溶剂洗涤和水交替洗涤多次，并保存在该强极性溶剂中备用。

为详细说明上述结晶物形成的纳米纤维的详细过程，下方将结合实施例进行详细说明。

实施例1：

以Al形成的纳米纤维为例，具体过程为：准确称取Al₂(SO₄)₃(0.6900g)置于加入了50mL的乙腈溶液的烧杯中，于超声清洗机(济宁科源超声波设备有限公司)上进行超声分散，即为第一溶液。

准确称取DCF(0.1520g)置于加入了50mL的乙腈溶液的另一烧杯中，于超声超声清洗机充分分散，即为第二溶液。

将上述溶液置于超声的条件下(超声波清洗仪设置的温度为400C，超声功率为60W)，并将第二溶液滴入至第一溶液中，在向混合溶液中加入TEA 5ml，继续反应2h，即可得到结晶物；最后再将结晶物用乙腈和水充分洗涤后，经过干燥即可得纳米纤维。

本发明还进行了其他实施例，其中使用的金属盐分别为Fe₂(SO₄)₃、ZnSO₄或CuSO₄。具体的制备过程如同上述实施例1，但是其中使用卤化物、碱性有机溶剂及其用量有所区别，将这种制备过程的关键参数列入至表1中。表1中，部分对比例中采用了2,4-二氯苯硫酚(简称DCTP，Sigma)作为卤化物。

表1

实施方式	金属盐	卤化物	金属盐与卤化物的摩尔比	碱溶剂
					实施例1	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCF	3:1	TEA
实施例2	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DDBO	3:1	TEA
					实施例3	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	CMTHT	3:1	TEA
实施例4	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	CCA	3:1	TEA
					实施例5	CuSO<sub>4</sub>	DCF	3:1	TEA
实施例6	CuSO<sub>4</sub>	DDBO	3:1	TEA
					实施例7	CuSO<sub>4</sub>	CMTHT	3:1	TEA
实施例8	CuSO<sub>4</sub>	CCA	3:1	TEA
					实施例9	ZnSO<sub>4</sub>	DCF	3.5:1	TTL
实施例10	ZnSO<sub>4</sub>	DDBO	3.5:1	TTL
					实施例11	ZnSO<sub>4</sub>	CMTHT	3.5:1	TTL
实施例12	ZnSO<sub>4</sub>	CCA	3.5:1	TTL
					实施例13	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCF	3.5:1	DSPP
实施例14	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DDBO	3.5:1	DSPP
					实施例15	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	CMTHT	3.5:1	DSPP
实施例16	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	CCA	3.5:1	DSPP
					对比例1	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCTP	3:1	TEA
对比例2	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCF	2:1	TEA
					对比例3	Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCTP	2:1	TEA
对比例4	CuSO<sub>4</sub>	DCTP	3:1	TEA
					对比例5	CuSO<sub>4</sub>	DCF	2:1	TEA
对比例6	CuSO<sub>4</sub>	DCTP	2:1	TEA
					对比例7	ZnSO<sub>4</sub>	DCTP	3:1	TTL
对比例8	ZnSO<sub>4</sub>	DCF	2:1	TTL
					对比例9	ZnSO<sub>4</sub>	DCTP	2:1	TTL
对比例10	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCTP	3:1	DSPP
					对比例11	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCF	2:1	DSPP
对比例12	Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>	DCTP	2:1	DSPP

本发明实施例还对上述实施例分别制备的纳米纤维进行了表征。

形貌表征：

采用透射电子显微镜(TEM)进行，取少量样品于3mL的小离心管中，加入无水乙醇超声分散速电压为30-60min用滴管吸取滴加到铜网的亮面，然后烘干，进行测试。其中测试加200kV。结果如图1和图2示出的分别实施例1和对比例1制备的纳米纤维，图1中得到的纳米纤维更细、更长，其平均直径约为50～100nm，长度约为至少不低于100μm，并且超出了图中视野。而对比文件1得到的纳米纤维更粗更短，其平均直径约为200～400nm，长度约为5～10μm。对应的如图3和4分别示出的分别为实施例5和对比例4制备的纳米纤维，其表现出相同的趋势，图4中甚至出现了球形结晶物。这是由于对比例1和4采用不同的卤化物，而这种卤化物不利于与金属盐在反应过程中进行配位，导致现场的纳米纤维较快地中断而不够连续，不利于形成较长的纳米纤维。

结构表征：

红外测试(FTIR)：在干燥的环境中，取少量样品与KBr(质量比约为l:l00)于研钵进行充分研磨后进行压片处理，然后进行测量。扫描波长为400～4000cm^-1，扫描速度为10kHz。

结果如图5示出了实施例1制备的纳米纤维的FTIR图。由图5可知，1667cm^-1、1617cm^-1、582cm^-1处的吸收峰归因于呋喃羰基的吸收峰，而其形成的纳米纤维FTIR谱图中此处的吸收峰消失，表明DCF中的呋喃羰基与硫酸铝发生了反应，而图中的其他特征峰保持与DCF相同，又因为在1099cm^-1，1012cm^-1以及885cm^-1处对应的C-C1吸收峰发生了红移，这些结果均表明纳米纤维中保留了DCF的基本结构，并实现了与铝的配位作用。其他实施例制备的纳米纤维红外图谱表现出来相同的趋势。

X射线光电子能谱分析(XPS)：测试前将粉末样品进行充分干燥，能量步长为0.05eV，测试范围为500μm。结果如图6所示。图6为Cl-Cu和F-Cu两种纳米线的XPS总谱图，可以看出除了C,S,O,C1元素外，还存在Al元素，结合FTIR图说明铝离子跟呋喃羰基发生了反应。如图7示出了Al3p进行分峰拟合，Al结合状态出现Al-O和Cu-Cl的双峰，结合FTIR、XPS表现出来的信息，对两种纳米线的分子结构进行推测，Al、O及C1元素以共价键和配位键相结合，并逐步延伸构成长链结构。

热稳定性进行分析：将样品进行干燥，除去吸附的水分，在氮气氛围下对样品进行稳定性分析。N₂流速为60mL/min除去吸附的水分，测试温度范围为35～800℃，升温速率10℃/min。

结果如图8所示，其中，实施例1和实施例5失重5％时的温度均大于各自对于的对比例1和对比例4，说明实施例1和5制备的纳米纤维热稳定性优于对比例。对应数据列于表2中。

表2

实施方式	T<sub>5％</sub>(℃)	T<sub>max</sub>(℃)	800℃残余质量(wt％)
				实施例1	432	640	36.5
实施例5	428	552	35.4
				对比例1	342	418	33.6
对比例4	287	378	34.5

涤纶纤维的制备

具体的，将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤具体包括：

将得到的含有结晶物的溶液(即纳米纤维)离心，去除上清后，分散于N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF，北京百灵威科技有限公司)和三氯甲烷(简称TCM，北京百灵威科技有限公司)中得到第三溶液；

在LB膜机(北京伯英科技有限公司)水槽中倒入超纯水，并将所述涤纶纤维制成的织物(保湿养生涤纶短纤工布，山东恒瑞通新材料工程有限公司)平铺在水面上；

将所述第三溶液用微量注射器均匀铺展在被所述织物覆盖的水面上，静置30～50min以形成附着在所述织物上的薄膜；

匀速压制附着有薄膜的织物，并将其从LB膜机水槽中捞起，干燥即可得到所述抗菌涤纶面料。

具体的，含有结晶物的溶液占所述第三溶液的体积比为40～60％，含有结晶物的溶液中结晶物的浓度不低于10mg/mL。

具体的，所述第三溶液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的体积比为1:1。

具体的，所述第三溶液用微量注射器均匀铺展的速率为100～150μL/min，压制薄膜和织物的速率为15～20mm/min。

上述实施过程中使用的纳米纤维为上述实施例1-16和对比例1-12分别制得。在上述制备过程中，N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的含量会对水表面单层的形成产生关键的影响。如果N,N-二甲基甲酰胺过量，溶液会难以在水面铺开，以液滴形式沉淀到LB槽底部。相反，当三氯甲烷过量时，所制备的溶液会产生絮状沉淀，无法良好的分散，也就无法滴加到水面形成单层。因此，根据组装不同组装材料的表面性质，选择合适的溶剂配比，有利于良好的单层LB膜的形成。

当第三溶液均匀铺展静置后，以15～20mm/min的速度挤压纳米薄膜，当织物表面出现平行于压制杆的褶皱时停止挤压，保持表面张力不变，用织物捞起。通过两次均匀铺展并沿织物不同放置方向进行挤压，能够得到最终的共组装抗菌涤纶面料，再用用乙醇和去离子水清洗，氮气条件下吹干即可。

抗菌性评价：

试验材料及仪器

本实验采用GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》第1部分:琼脂平皿扩散法，通过往平皿内注入琼脂培养皿，下层为无菌培养基，上层接种培养基。试样放置在两层培养基上，经过一段时间培养之后，根据培养基与试样接触面细菌的繁殖程度，定性评定试样的抗菌性能。

试验材料：实施例1-16和对比例1-12分别制备的面料做试样，将这些试样分别裁剪成25mm±5mm的圆形，每个试样裁剪3块，用紫外杀菌灯杀菌1h，备用。

菌种：金黄色葡萄球菌(谱尼测试公司)；仪器:威尔1SOA生化培养箱(苏州威尔实验用品有限公司)、无菌操作箱(加净集团泰安公司)、移液器Thermo(热电上海公司)、漩涡混合器，XW-80A(上海琪特分析仪器有限公司)。试剂：营养琼脂培养基、营养肉汤培养基。

试验方法及步骤:

细菌悬液的制备:用接种环挑取一个细菌菌落，接种到装有50ml营养肉汤培养基的锥形瓶中，在37℃±1℃，130r/min的恒温振荡箱中振荡培养18～24h。

接种菌液的制备：用移液器吸取lml的细菌悬液，加入到装有9m1营养肉汤的试管中，混合均匀后，吸取lml加入到另一个装有9m1营养肉汤的试管中，重复以上操作，共计做5个梯度浓度。

将营养琼脂分别倒入到5个培养皿20m1左右并编号，静置使琼脂冷却凝固。利用接种工具将五个梯度的细菌营养液均匀涂刮在琼脂表面，将杀菌好的试样依次放入到培养皿中，确保试样全部贴敷于琼脂表面，将处理好的培养皿放入到细菌培养箱内。重复上述操作进行下个试样的抗菌处理，18～24h后观察细菌繁殖情况。

每个试样至少测量3处，并按下式计算试样的抑菌带宽度。

H＝(D-d)/2；

式中：H为抑菌带宽度，单位为毫米(mm)；D为抑菌带外径的平均值，单位为毫米(mm)；d为试样直径，单位为毫米(mm)。

用抑菌带宽度作为抗菌性能的评价指标及效果评价如表3所示。

表3

表4

表4中增加了对比例13，对比例13的试样即为未缠绕的上述实施例中制备纳米纤维的保湿养生涤纶短纤工布。由表4可知，对比例13无抑菌带，该面料抗菌效果有限，而实施例1-16和对比例1-13对应的面料均产生了抑菌带，具有明显的抑菌效果。另外，虽然对比例1-12对应的面料均产生了抑菌带，但是其产生抑菌带宽度均小于各自对应的实施例。而对比例1-12对应的纳米纤维在制备过程中，采用了不同的卤化物，或者其金属盐与卤化物的摩尔比例较低，导致了其制备的纳米纤维较短(如图1-4所示)，不利于其有效缠绕或附着于涤纶纤维上，影响其抗菌性能。

吸附PM2.5性能：

(1)试验材料及仪器

试验材料：实施例1-16和对比例1-3对应的面料作为试样；试验仪器：密闭的测试箱，空气质量检测仪A型(DT-9880DT9881，斯柯森)。

(2)试验方法及步骤

将香烟在测试箱内燃烧一段时间，静止5分钟，是烟雾能够扩散到整个测试箱，注意香烟的燃烧时间不能太长，不然会使箱内的PM2.5含量超过测试仪器的最大值。将试样和空气质量监测仪迅速放入测试箱内，打开仪器开始测试，测试时间为60min，分别记录测试开始的初始PM2.5值，每2分钟的PM2.5值，即测试结束后的的PM2.5值，以次观察PM2.5浓度变化情况。每次测量5个平行数值，并取其平均值，分别计算吸附率＝(初始PM2.5值-测试结束后的的PM2.5值)/初始PM2.5值×100％。吸收速率为每相邻的2分钟间隔的PM2.5值与时间间隔的比值(2min)计算得出，并分别对各组对应的吸附率数据和最大吸附速率数据进行显著性差异标记，结果如表5所示。

表5

由表5可知，实施例1-16的PM2.5吸附率及最大吸附速率均显著高于对比例，并且对比例13的吸附率最低，几乎可以忽略。由此说明本发明实施例制备的抗菌涤纶面料均具有吸附PM2.5的作用，由此将这种面料应用人体防护的织物，能够阻止PM2.5进入人体呼吸道，起到防护作用。

吸附异味性能：

基于浓度测试法，本测试采用IQ-100万用气体检测仪(美国IST公司)，通过仪器内部自带的气体传感装置，对探头周围环境中的特定气体进行识别与测量，测量该气体在环境中浓度的变化情况，然后有传感器将测量的具体浓度数值读取并记录，并且保存到仪器中的存储装置中。

试验仪器：万用气体检测仪型号:IQ 1000；密闭测试容器；注射器。

试样：分别为实施例1-16和对比例1-2制备的涤纶纤维制作的织物。

异味源：1.2g/mL氨水。

试验方法：用注射器吸取一定体积的氨气，注射到密闭测试容器内，静止一段时间使容器内的能充分扩撒，并确保测试容器内的氨气浓度在350～450ppm。仪器较零，将探针和样品快速放入容器内，密封，打开测试开关和记录开关，开始测量，测量时间60min。

结果如表5所示，实施例1-16制备的抗菌涤纶面料对氨气的吸附率均显著高于对比例，并且对比例13的吸附率最低，几乎可以忽略；这与这些抗菌涤纶面料对PM2.5的吸附规律相同。由此结合表5的结果所知，实施例1-16制备的抗菌涤纶面料由于其在涤纶纤维上缠绕了本发明实施例制备的纳米纤维，而这些纳米纤维为有机-无机杂化形成，尤其是通过有机物的活性基团配位连接了金属离子，赋予这些抗菌涤纶面料不仅具有抗菌性能，还能吸附PM2.5和氨气，具有突出的去除异味功能。

阻燃性能：参照ISO5660标准进行Cone测试，对各实施例和对比例制备的抗菌面料进行锥形量热分析，样品均制作成：100mm×100mm×3mm，每个样品平行测试三次并取平均值，其中辐射功率为50kW/m²。

表6

Cone测试的具体数据列于表6中。表6中的t_ign可知实施例的点燃时间高于对比例，说明本发明实施例提供的抗菌涤纶面料不易被点燃。而实施例的THR值均低于对比例，表面本发明实施例提供的抗菌涤纶面料具有更佳的阻燃性能。

火焰生长速率(FGR)常用来评估EP纳米复合材料的火灾危险性，FGR的值越低表明火焰蔓延速率越慢，可增加火灾中人员的逃生时间和消防人员的救援时间。结果列于表6中，实施例1-16的FGR值在6.8～7.2之间，而对比例1～13的FGR值在10.1～11.3之间，显著高于实施例，说明本发明实施例通过将该纳米纤维缠绕至涤纶纤维上，能够增强其阻燃性能。

此外，平均有效热释放(Av-EHC)可间接表明阻燃效果，其值降低证明阻燃剂在气相中存在阻燃作用。表6中，实施例1-16的AvEHC值均低于对比例，其原因可以认为其抗菌涤纶面料中缠绕了纳米纤维，其对涤纶纤维起到了保护作用，从而阻断了涤纶纤维与氧气充分接触，并阻止其生存可燃性气体，从而延缓燃烧进程，降低火灾伤害。

由此可知，本发明实施例提供的抗菌涤纶面料，在实现抗菌同时，通过纳米纤维对涤纶纤维的缠绕，还增加其阻燃性能，这为该面料作为人体衣物降低火灾风险和伤害提供帮助。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌涤纶面料，其具有以涤纶纤维及缠绕在所述涤纶纤维上的纳米纤维形成的结构，所述纳米纤维通过有机-无机杂化形成。

2.根据权利要求1所述的抗菌涤纶面料，其特征在于，所述纳米纤维为金属离子与卤素形成的结晶物。

3.根据权利要求2所述的抗菌涤纶面料，其特征在于，所述金属离子选自钙离子、锌离子、铝离子、铁离子以及铜离子，所述卤素为溴、氯或氟。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抗菌涤纶面料，其特征在于，所述涤纶纤维以PET为原料通过熔融纺丝形成。

5.一种权利要求1-4任一项所述的抗菌涤纶面料的制备方法，其特征在于，包括分别获取所述涤纶纤维以及所述纳米纤维的步骤，以及将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，获取所述纳米纤维的步骤具体包括：将金属盐和用于与所述金属盐进行配位反应的卤化物分别充分分散于强极性有机溶剂中，得到第一溶液和第二溶液；再将所述第二溶液滴入所述第一溶液中，同时滴入碱性有机溶剂，以与所述卤化物反应形成盐溶液并导致形成结晶物，所述结晶物即为所述纳米纤维。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将所述纳米纤维缠绕在所述涤纶纤维上的步骤具体包括：将权利要求5中得到的含有结晶物的溶液离心，去除上清后，分散于N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷中得到第三溶液；

在LB膜机水槽中倒入超纯水，并将所述涤纶纤维制成的织物平铺在水面上；

将所述第三溶液用微量注射器均匀铺展在被所述织物覆盖的水面上，静置30～50min以形成附着在所述织物上的薄膜；

匀速压制附着有薄膜的织物，并将其从LB膜机水槽中捞起，干燥即可得到所述抗菌涤纶面料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，含有结晶物的溶液占所述第三溶液的体积比为40～60％，含有结晶物的溶液中结晶物的浓度不低于10mg/mL。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第三溶液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的体积比为1:1。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第三溶液用微量注射器均匀铺展的速率为100～150μL/min，压制薄膜和织物的速率为15～20mm/min。

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