CN116005318B - 一种抗菌纺织布 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗菌纺织布，由改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述改性苎麻纤维由醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9‑10、55‑75℃下处理，取出，洗涤，烘干，所得；所述处理溶液由支化抗菌单体、无水乙醇混合组成。采用苎麻纤维表面接枝支化抗菌单体，不但利用了抗菌单体的抗菌性能，还利用了支化抗菌单体自超支化反应，提高正离子浓度，赋予苎麻纤维高的抗菌性能，不但如此，支化抗菌单体的接支和自超支化反应，使得苎麻纤维表面覆盖一层超支化聚合物层，提高了苎麻纤维的弹性，以及其的抱和性，促进苎麻纤维和PET纤维纺织加工性能，使所得纺织品兼良好的透气性能和保形性，耐久的高抗菌性能。

Description

一种抗菌纺织布

技术领域

本发明属于抗菌纺织布制造技术领域，具体地，涉及一种抗菌纺织布。

背景技术

纺织面料是一种日常生活中常见的轻工业产品，从前由于生活水平较低，纺织面料只要满足耐用触感好等特点即可，现在随着生活水平的提高，人们对纺织面料的功能趋于多样化，对纺织面料的功能要求也越来越高，类似于抗菌功能这种有利于身心健康的功能也成为消费者的需求。

如CN106884250B公开的防晒抗菌纺织面料，其由经线和纬线相互垂直交织制得，经线为防晒抗菌纤维混纺纱，纬线由亚麻纤维和维纶纤维按重量比1：1～2组成，经线的直径为46.5～51.5微米，纬线的直径为43～44.5微米，经线密度为76～79根/cm，纬线密度为55～58根/cm。其中，晒抗菌纤维由以下重量份的原料制得：聚乙烯醇105份，防晒添加剂4～7份，抗菌添加剂6～9份，水625～715份，抗菌添加剂中含有，磷酸铝30～40wt％，磷酸钙10～20wt％，余量为三聚磷酸铝；防晒添加剂中含有，纤维状二氧化钛93～96wt％，葡萄糖2～3wt％，余量为抗坏血酸。可知，抗菌添加剂为无机磷酸盐类，其易溶出，耐洗性差，其抗菌性不耐久，且溶出的无机酸盐类易污染水环境，造成水体的富营养化。

因此，本发明提供一种无溶出，抗菌性能耐久的抗菌纺织品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌纺织品，以解决现有抗菌纺织品的抗菌物质易溶出，抗菌性能不耐久，污染水环境的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抗菌纺织品，由改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成。

进一步地，所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为70-90％，PET纤维丝含量为10-30％，以苎麻纤维为主要纤维，保证了纺织品的透气散热性能，通过涤纶纤维的加入，提高纺织品的保形性。

本发明利用苎麻纤维空隙大的特点，赋予纺织品良好的透气性，同时，考虑纺织品挺性，引入PET纤维，利用PET纤维模量高、强度高、弹性高、良好的保形性特点，使得纺织品具有良好的保形性。

同时，考虑到苎麻纤维刚性大、弹性小和抱合性能差的问题，本发明对苎麻纤维进行了改性。

进一步地，所述改性苎麻纤维由醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9-10、55-75℃下处理6-24h后，取出，洗涤，烘干，所得。

进一步地，所述醚化苎麻纤维与处理溶液的质量比为1g:20-30mL。

进一步地，所述处理溶液由支化抗菌单体、无水乙醇按照用量比3-7g:100-150mL。

在上述反应中，醚化苎麻纤维表面富含环氧基或羟基和支化抗菌单体中的羟基或环氧基反应，使得苎麻纤维表面接枝有支化抗菌单体，然后支化抗菌单体在碱性条件易发生自超支化反应(因支化抗菌单体的一个分子中含有一个环氧基和两个羟基，接枝的支化抗菌单体分子中的环氧基或羟基继续与溶液中游离的支化抗菌单体的羟基或环氧基发生反应，递推，进而发生自超支化反应)，进而使得苎麻纤维表面接枝有超支化聚合物，且该超支化聚合物分子链中富含季铵盐结构，具有高密度的正离子密度，即拥有强的抗菌性能，同时含有硅氧烷软链，以及超支化聚合物分子结构，硅氧烷软链降低了苎麻纤维表面刚性，提高了其弹性，且超支化聚合物分子的支化结构，使得苎麻纤维表面分子链之间产生交叉、缠绕，或与PET纤维分子链发生交叉、缠绕，增加了苎麻纤维之间，苎麻纤维与PET纤维之间的抱和性。

进一步地，所述醚化苎麻纤维采用本领域技术人员熟知的碱化和醚化两步操作，所述碱化采用氢氧化钠溶液处理苎麻纤维，所述醚化采用环氧氯丙烷的乙醇溶液在碱性条件下处理，获得醚化苎麻纤维，使得醚化苎麻纤维表面富含环氧基或羟基。

优选地，所述醚化苎麻纤维通过以下步骤制成：

将苎麻纤维置于15-20wt％氢氧化钠液中，室温下反应3-5h后，洗至中性，得碱化苎麻纤维，其中，苎麻纤维和氢氧化钠液的质量比为1:25-35；将碱化苎麻纤维置于环氧氯丙烷的乙醇溶液中，并在pH为9-10，50-65℃下搅拌4-8h，水洗、无水乙醇洗后，烘干，得醚化改性苎麻纤维，其中，碱处理苎麻纤维和环氧氯丙烷的乙醇溶液的质量比为1:35-40；环氧氯丙烷的乙醇溶液由环氧氯丙烷和无水乙醇按照2-4g:10mL混合组成。

进一步地，所述支化抗菌单体包括以下步骤制成：

步骤A1、将季戊四醇、对甲苯磺酸和甲苯混合均匀后，缓慢滴加氯乙酸的甲苯溶液，滴加完全后，加热回流反应6-24h，停止反应，碱洗，分液，油相水洗，再次分液，使用无水硫酸镁干燥溶液，后经减压蒸馏，得中间产物1，其中，季戊四醇、氯乙酸的摩尔比为1:1；

步骤A2、将氨丙基三乙氧基硅烷和无水乙酸乙酯混合均匀后，调节溶液的pH值为10-11，缓慢滴加75wt％缩水甘油基三甲基氯化铵水溶液，滴加完全后，在40-50℃下搅拌反应0.5-1.2h，停止反应，调节溶液至中性，用丙酮沉淀分离，沉淀产物用乙醇洗涤，再次用丙酮沉淀分离，真空干燥，得季铵盐硅氧烷，其中，氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基三甲基氯化铵的摩尔比为1:1；

步骤A3、将中间产物、季铵盐硅氧烷和甲苯混合后，加入碳酸钾，加热至85-90℃，并保温5-9h，降温至70-75℃，然后缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加完全后并保温反应4-6h，再降温至60-65℃保温2-3h，然后停止反应，降至室温，调节pH为7，无水硫酸镁干燥，旋蒸，真空干燥，得支化抗菌单体，其中，中间产物、季铵盐硅氧烷、碳酸钾、环氧氯丙烷的用量比为21.5g:34-35g:0.5-0.6mo l:0.95-0.98mo l。

在步骤A3中，利用中间产物中的氯与季铵盐硅氧烷中的仲氨基发生的取代反应，然后利用中间产物中的羟基和环氧氯丙烷反应，引入环氧基，利用各反应物之间的用量比，使得一个支化抗菌单体分子中含有两个羟基和一个环氧基。

本发明的有益效果：

为获得抗菌性能耐久且无溶出物的抗菌纺织品，本发明采纤维表面化学接枝聚合物抗菌剂的路径实现，利用化学接枝的耐洗性和耐久性，以及聚合物抗菌剂的耐溶出性能，最终达到解决背景技术中共提到的问题；

而本发明显著的是，采用苎麻纤维表面接枝支化抗菌单体，不但利用了抗菌单体的抗菌性能，还利用了支化抗菌单体自超支化反应，提高正离子浓度，赋予苎麻纤维高的抗菌性能，不但如此，支化抗菌单体的接支和自超支化反应，使得苎麻纤维表面覆盖一层超支化聚合物层，提高了苎麻纤维的弹性，以及其的抱和性，促进苎麻纤维和PET纤维纺织加工性能，使所得纺织品兼良好的透气性能和保形性，耐久的高抗菌性能。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

醚化苎麻纤维的制备：

将苎麻纤维置于15wt％氢氧化钠液中，室温下反应3h后，洗至中性，得碱化苎麻纤维，其中，苎麻纤维和氢氧化钠液的质量比为1:25；将碱化苎麻纤维置于环氧氯丙烷的乙醇溶液中，并在pH为9，50℃下搅拌8h，水洗、无水乙醇洗后，烘干，得醚化改性苎麻纤维，其中，碱处理苎麻纤维和环氧氯丙烷的乙醇溶液的质量比为1:35；环氧氯丙烷的乙醇溶液由环氧氯丙烷和无水乙醇按照2g:10mL混合组成。

实施例2

醚化苎麻纤维的制备：

将苎麻纤维置于20wt％氢氧化钠液中，室温下反应5h后，洗至中性，得碱化苎麻纤维，其中，苎麻纤维和氢氧化钠液的质量比为1:35；将碱化苎麻纤维置于环氧氯丙烷的乙醇溶液中，并在pH为10，65℃下搅拌4h，水洗、无水乙醇洗后，烘干，得醚化改性苎麻纤维，其中，碱处理苎麻纤维和环氧氯丙烷的乙醇溶液的质量比为1:40；环氧氯丙烷的乙醇溶液由环氧氯丙烷和无水乙醇按照4g:10mL混合组成。

实施例3

支化抗菌单体包括以下步骤制成：

步骤A1、将0.1mo l季戊四醇、0.5g对甲苯磺酸和60mL甲苯混合均匀后，缓慢滴加40mL含0.1mo l氯乙酸的甲苯溶液，滴加完全后，加热回流反应6h，停止反应，碱洗，分液，油相水洗，再次分液，使用无水硫酸镁干燥溶液，后经减压蒸馏，得中间产物1；

步骤A2、将0.1mo l氨丙基三乙氧基硅烷和70mL无水乙酸乙酯混合均匀后，调节溶液的pH值为10-11，缓慢滴加75wt％缩水甘油基三甲基氯化铵水溶液(含有0.1mo l缩水甘油基三甲基氯化铵)，滴加完全后，在40℃下搅拌反应1.2h，停止反应，调节溶液至中性，用丙酮沉淀分离，沉淀产物用乙醇洗涤，再次用丙酮沉淀分离，真空干燥，得季铵盐硅氧烷；

步骤A3、将21.5g中间产物、34g季铵盐硅氧烷和甲苯混合后，加入0.5mo l碳酸钾，加热至85℃，并保温9h，降温至70℃，然后缓慢滴加0.958mo l环氧氯丙烷，滴加完全后并保温反应4h，再降温至60-65℃保温3h，然后停止反应，降至室温，调节pH为7，无水硫酸镁干燥，旋蒸，真空干燥，得支化抗菌单体。

实施例4

支化抗菌单体包括以下步骤制成：

步骤A1、将0.1mo l季戊四醇、0.48g对甲苯磺酸和60mL甲苯混合均匀后，缓慢滴加40mL含0.1mo l氯乙酸的甲苯溶液，滴加完全后，加热回流反应24h，停止反应，碱洗，分液，油相水洗，再次分液，使用无水硫酸镁干燥溶液，后经减压蒸馏，得中间产物1；

步骤A2、将0.1mo l氨丙基三乙氧基硅烷和70mL无水乙酸乙酯混合均匀后，调节溶液的pH值为10-11，缓慢滴加75wt％缩水甘油基三甲基氯化铵水溶液(含有0.1mo l缩水甘油基三甲基氯化铵)，滴加完全后，在40℃下搅拌反应1.2h，停止反应，调节溶液至中性，用丙酮沉淀分离，沉淀产物用乙醇洗涤，再次用丙酮沉淀分离，真空干燥，得季铵盐硅氧烷；

步骤A3、将21.5g中间产物、35g季铵盐硅氧烷和甲苯混合后，加入0.6mo l碳酸钾，加热至90℃，并保温5h，降温至75℃，然后缓慢滴加0.98mo l环氧氯丙烷，滴加完全后并保温反应6h，再降温至65℃保温3h，然后停止反应，降至室温，调节pH为7，无水硫酸镁干燥，旋蒸，真空干燥，得支化抗菌单体。

实施例5

改性苎麻纤维的制备：

将实施例1制备的醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9-10、55℃下处理24h后，取出，洗涤，烘干，所得。所述醚化苎麻纤维与处理溶液的质量比为1g:20mL。所述处理溶液由实施例3制备的支化抗菌单体、无水乙醇按照用量比3g:100mL。

实施例6

改性苎麻纤维的制备：

将实施例2制备的醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9-10、75℃下处理6h后，取出，洗涤，烘干，所得。所述醚化苎麻纤维与处理溶液的质量比为1g:30mL。所述处理溶液由实施例4制备的支化抗菌单体、无水乙醇按照用量比7g:150mL。

实施例7

一种抗菌纺织品，由实施例5制备的改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为70％，PET纤维丝含量为30％。

实施例8

一种抗菌纺织品，由实施例6制备的改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为80％，PET纤维丝含量为20％。

实施例9

一种抗菌纺织品，由实施例5制备的改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为90％，PET纤维丝含量为10％。

对比例1

一种纺织品，由实施例1制备的醚化苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为70％，PET纤维丝含量为30％。

对比例2

一种抗菌纺织品，由以下步骤制备的改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为80％，PET纤维丝含量为20％：

将实施例1制备的醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9-10、75℃下处理6h后，取出，洗涤，烘干，所得。所述醚化苎麻纤维与处理溶液的质量比为1g:30mL。所述处理溶液由实施例3步骤A2中制备的季铵盐硅氧烷、无水乙醇按照用量比7g:150mL。

对比例3

一种抗菌纺织品，由以下步骤制备的苎麻纤维和PET纤维纺织而成；所述纺织品中苎麻纤维的含量为90％，PET纤维丝含量为10％。

对比例4

CN106884250B实施例1获得的面料。

实施例10

将实施例7-9和对比例1-3所得的纺织品进行性能测试：

透气性能：透气性能采用裁剪所需样品，设定测试压力为0.1MPa，测定每分钟内氮气透过面积样品面料的体积，其测试结果如表1所示；

溶出性能：采用FZ/T 73023-2006抗菌针织品附录E抗菌物质的溶出性测试，测试菌种为大肠杆菌ATCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538和白念珠菌ATCC 10231，其测试结果如表1所示；

抗菌效果：采用FZ/T 73023-2006抗菌针织品附录D.8抗菌织物测试方法：振荡法进行测试，测试菌种使用大肠杆菌ATCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538和白念珠菌ATCC10231；

50次、100次洗涤后的抗菌性能：将所得的纺织品经过50次、100次洗涤后的进行抗菌测试，测试方法同上，其中，洗涤液为衣物常用洗涤液(如汰渍洗涤液)，其测试结果如表2所示；

表1

表2

从表1和表2中的数据中，可以看出实施例7-9获得的纺织品具有高抗菌性，抗菌率达到99％以上，且其抗菌性能耐久，同时具有良好的透气性能，且无溶出物。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，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，只要不偏离发明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)

1.一种抗菌纺织品，其特征在于：由改性苎麻纤维和PET纤维纺织而成；

所述改性苎麻纤维由醚化苎麻纤维置于处理溶液中，然后在pH为9-10、55-75℃下处理6-24h后，取出，洗涤，烘干，所得；

所述处理溶液由支化抗菌单体、无水乙醇混合组成；

所述支化抗菌单体包括以下步骤制成：

步骤A1、将季戊四醇、对甲苯磺酸和甲苯混合均匀后，缓慢滴加氯乙酸的甲苯溶液，滴加完全后，加热回流反应6-24h，停止反应，经后处理，得中间产物1；

步骤A2、将氨丙基三乙氧基硅烷和无水乙酸乙酯混合均匀后，调节溶液的pH值为10-11，缓慢滴加75wt％缩水甘油基三甲基氯化铵水溶液，滴加完全后，在40-50℃下搅拌反应0.5-1.2h，停止反应，经后处理，得季铵盐硅氧烷；

步骤A3、将中间产物、季铵盐硅氧烷和甲苯混合后，加入碳酸钾，加热至85-90℃，并保温5-9h，降温至70-75℃，然后缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加完全后并保温反应4-6h，再降温至60-65℃保温2-3h，然后停止反应，经后处理，得支化抗菌单体；

季戊四醇、氯乙酸的摩尔比为1:1；

氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基三甲基氯化铵的摩尔比为1:1；

中间产物、季铵盐硅氧烷、碳酸钾、环氧氯丙烷的用量比为21.5g:34-35g:0.5-0.6mol:0.95-0.98mol。

2.根据权利要求1所述的一种抗菌纺织品，其特征在于：所述纺织品中改性苎麻纤维的含量为70-90％，PET纤维丝含量为10-30％。

3.根据权利要求1所述的一种抗菌纺织品，其特征在于：所述醚化苎麻纤维与处理溶液的质量比为1g:20-30mL。

4.根据权利要求1所述的一种抗菌纺织品，其特征在于：所述处理溶液由支化抗菌单体、无水乙醇按照用量比3-7g:100-150mL。

5.根据权利要求1所述的一种抗菌纺织品，其特征在于：所述醚化苎麻纤维通过以下步骤制成：

将碱化苎麻纤维置于环氧氯丙烷的乙醇溶液中，并在pH为9-10，50-65℃下搅拌4-8h，水洗、无水乙醇洗后，烘干，得醚化苎麻纤维。

6.根据权利要求5所述的一种抗菌纺织品，其特征在于：碱化苎麻纤维和环氧氯丙烷的乙醇溶液的质量比为1:35-40。