CN117587543A - 一种亲肤抗菌纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亲肤抗菌纤维及其制备方法，涉及纤维技术领域。本发明在制备亲肤抗菌纤维时，将3‑(3‑溴丙氧基)‑4‑甲基噻吩和N,N‑二甲基十二胺反应制得季铵化噻吩，将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化后再与3‑氨基噻吩反应制得噻吩基碳纳米管，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得亲肤抗菌纤维。本发明制备的亲肤抗菌纤维具有优良的抗菌性能、抗静电性能和断裂强度。

Description

一种亲肤抗菌纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维技术领域，具体为一种亲肤抗菌纤维及其制备方法。
背景技术
在日常生活中，人们不可避免的会接触到各种细菌、真菌等微生物，这些微生物在合适的外部环境下会迅速成长、繁殖，并通过各种途径传播疾病，影响人们正常的工作与学习，而各类纤维纺织制品无疑是这些微生物良好的栖息地。纺织纤维制品是人类平时接触最多的材料，主要由纤维组成，因其多孔式的形态和高分子聚合物的化学分子结构有利于微生物的附着，纺织品成为微生物生存、繁殖的良好载体。在人们日常穿着过程中，不可避免的会沾上汗液、皮脂及其他各种人体分泌物，同时也会被环境中的污物所玷污，这些污物都是微生物良好的营养源。
随着科技的迅速发展和人民生活水平的不断提高，人们自我保健的意识也在不断增强，对于纺织品的舒适性和健康性提出了更高的要求，因此，发明一种具有亲肤抗菌性的纤维材料十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亲肤抗菌纤维及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种亲肤抗菌纤维，所述亲肤抗菌纤维是将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得。
作为优化，所述季铵化噻吩是将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得。
作为优化，所述噻吩基碳纳米管是将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得。
作为优化，所述氧化碳纳米管是将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得。
一种亲肤抗菌纤维的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和四氢呋喃按质量比为1：(8～10)混合均匀，在10～30℃，200～300r/min搅拌10～20min，加入3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩质量1～1.2倍的N,N-二甲基十二胺，在30～40℃，200～300r/min搅拌反应20～24h，旋干溶剂，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得季铵化噻吩；
(2)将碳纳米管和去离子水按质量比为1：(20～30)混合均匀，超声处理1～2h，加入碳纳米管质量0.1～0.2倍的质量分数为10～20％的硫酸水溶液，碳纳米管质量0.1～0.2倍的质量分数为4～6％的硝酸水溶液，在90～100℃，200～300r/min搅拌回流3～4h，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得氧化碳纳米管，将氧化碳纳米管、3-氨基噻吩、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：(2～3)：(0.02～0.05)：(20～30)混合均匀，在氮气氛围下，40～50℃，300～500r/min搅拌反应4～6h，过滤，用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥4～6h，制得噻吩基碳纳米管；
(3)在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：(0.1～0.3)：(8～10)混合均匀，超声处理1～2h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：(0.1～0.2)：(8～10)混合均匀，配制成噻吩溶液，在0～2℃，300～500r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1～1.2倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应20～24h，在20～30℃静置3～5h，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得聚噻吩碳纳米管；
(4)将尼龙6母粒在5～10Pa，80～90℃干燥20～24h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：(0.01～0.03)：(0.01～0.03)混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为250～260℃，喷丝孔直径为0.1～0.2mm，拉伸速度为800～1000m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置8～10min，取出，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得多孔纤维；
(5)将多孔纤维、氯乙酸、异丙醇、去离子水按质量比为1：(0.06～0.08)：(2～3)：(8～10)混合均匀，震荡1～2h，取出，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维、壳聚糖、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：(0.6～0.8)：(0.01～0.03)：(8～10)混合均匀，在氮气氛围下，40～50℃震荡1～2h，取出，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得亲肤抗菌纤维。
作为优化，步骤(1)所述季铵化噻吩的反应过程：
作为优化，步骤(2)所述噻吩基碳纳米管的反应过程如下：
作为优化，步骤(3)所述聚噻吩碳纳米管的反应过程如下：
作为优化，步骤(5)所述亲肤抗菌纤维的反应过程如下：
作为优化，步骤(2)所述碳纳米管的型号为NC7000。
作为优化，步骤(4)所述尼龙6母粒的型号为美国杜邦73M40，所述聚维酮的型号为聚维酮K30。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备亲肤抗菌纤维时，将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得季铵化噻吩，将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化后再与3-氨基噻吩反应制得噻吩基碳纳米管，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得。
首先，将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得季铵化噻吩，将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得氧化碳纳米管，将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得噻吩基碳纳米管；3-氨基噻吩上的氨基与氧化碳纳米管上的羧基反应，在噻吩基碳纳米管上引入噻吩单体，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管；噻吩、季铵化噻吩与噻吩基碳纳米管上的噻吩单体氧化共聚，在噻吩基碳纳米管上形成聚噻吩，并在噻吩基碳纳米管上引入季铵结构，季铵结构可以赋予亲肤抗菌纤维良好的抗菌性能，聚噻吩是一种导电高分子材料，与碳纳米管结合在亲肤抗菌纤维中形成导电通路，赋予亲肤抗菌纤维良好的抗静电性能。
其次，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、致孔剂聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得亲肤抗菌纤维；羧基化多孔纤维上的羧基与壳聚糖上的氨基反应，将壳聚糖接枝在羧基化多孔纤维上，并且形成交联网络，羧基化多孔纤维上的羧基还可以与聚噻吩碳纳米管上的季铵结构通过正负电荷结合，形成交联网络，抑制分子链的相对滑移，赋予亲肤抗菌纤维良好的断裂强度，壳聚糖是一种生物基原材料，含有大量亲水基团，且具有一定的抗菌性，壳聚糖的引入可以赋予亲肤抗菌纤维良好的亲肤性，同时进一步提高亲肤抗菌纤维的抗静电性能和抗菌性能。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种亲肤抗菌纤维的制备方法，所述亲肤抗菌纤维的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和四氢呋喃按质量比为1：8混合均匀，在10℃，200r/min搅拌20min，加入3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩质量1倍的N,N-二甲基十二胺，在30℃，200r/min搅拌反应24h，旋干溶剂，用去离子水洗涤3次，在5Pa，50℃干燥7h，制得季铵化噻吩；
(2)将碳纳米管和去离子水按质量比为1：20混合均匀，超声处理1h，加入碳纳米管质量0.1倍的质量分数为10％的硫酸水溶液，碳纳米管质量0.1倍的质量分数为4％的硝酸水溶液，在90℃，200r/min搅拌回流4h，过滤，用去离子水洗涤3次，在5Pa，50℃干燥7h，制得氧化碳纳米管，将氧化碳纳米管、3-氨基噻吩、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：2：0.02：20混合均匀，在氮气氛围下，40℃，300r/min搅拌反应6h，过滤，用无水乙醇和去离子水各洗涤3次，在5Pa，50℃干燥6h，制得噻吩基碳纳米管；
(3)在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：0.1：8混合均匀，超声处理1h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：0.1：8混合均匀，配制成噻吩溶液，在0℃，300r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应24h，在20℃静置5h，过滤，用去离子水洗涤3次，在5Pa，50℃干燥7h，制得聚噻吩碳纳米管；
(4)将尼龙6母粒在5Pa，80℃干燥24h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：0.01：0.01混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为250℃，喷丝孔直径为0.1mm，拉伸速度为800m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置8min，取出，在5Pa，50℃干燥7h，制得多孔纤维；
(5)将多孔纤维、氯乙酸、异丙醇、去离子水按质量比为1：0.06：2：8混合均匀，震荡1h，取出，用去离子水洗涤3次，在5Pa，50℃干燥7h，制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维、壳聚糖、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：0.6：0.01：8混合均匀，在氮气氛围下，40℃震荡2h，取出，用去离子水洗涤3次，在5Pa，50℃干燥7h，制得亲肤抗菌纤维。
实施例2
一种亲肤抗菌纤维的制备方法，所述亲肤抗菌纤维的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和四氢呋喃按质量比为1：9混合均匀，在20℃，250r/min搅拌15min，加入3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩质量1.1倍的N,N-二甲基十二胺，在35℃，250r/min搅拌反应22h，旋干溶剂，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得季铵化噻吩；
(2)将碳纳米管和去离子水按质量比为1：25混合均匀，超声处理1.5h，加入碳纳米管质量0.15倍的质量分数为15％的硫酸水溶液，碳纳米管质量0.15倍的质量分数为5％的硝酸水溶液，在95℃，250r/min搅拌回流3.5h，过滤，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得氧化碳纳米管，将氧化碳纳米管、3-氨基噻吩、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：2.5：0.035：25混合均匀，在氮气氛围下，45℃，400r/min搅拌反应5h，过滤，用无水乙醇和去离子水各洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥5h，制得噻吩基碳纳米管；
(3)在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：0.2：9混合均匀，超声处理1.5h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：0.15：9混合均匀，配制成噻吩溶液，在1℃，400r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1.1倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应22h，在25℃静置4h，过滤，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得聚噻吩碳纳米管；
(4)将尼龙6母粒在7.5Pa，85℃干燥22h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：0.02：0.02混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为255℃，喷丝孔直径为0.15mm，拉伸速度为900m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置9min，取出，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得多孔纤维；
(5)将多孔纤维、氯乙酸、异丙醇、去离子水按质量比为1：0.07：2.5：9混合均匀，震荡1.5h，取出，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维、壳聚糖、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：0.7：0.02：9混合均匀，在氮气氛围下，45℃震荡1.5h，取出，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得亲肤抗菌纤维。
实施例3
一种亲肤抗菌纤维的制备方法，所述亲肤抗菌纤维的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和四氢呋喃按质量比为1：10混合均匀，在30℃，300r/min搅拌10min，加入3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩质量1.2倍的N,N-二甲基十二胺，在40℃，300r/min搅拌反应20h，旋干溶剂，用去离子水洗涤5次，在10Pa，60℃干燥5h，制得季铵化噻吩；
(2)将碳纳米管和去离子水按质量比为1：30混合均匀，超声处理2h，加入碳纳米管质量0.2倍的质量分数为20％的硫酸水溶液，碳纳米管质量0.2倍的质量分数为6％的硝酸水溶液，在100℃，300r/min搅拌回流3h，过滤，用去离子水洗涤5次，在10Pa，60℃干燥5h，制得氧化碳纳米管，将氧化碳纳米管、3-氨基噻吩、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：3：0.05：30混合均匀，在氮气氛围下，50℃，500r/min搅拌反应4h，过滤，用无水乙醇和去离子水各洗涤5次，在10Pa，60℃干燥4h，制得噻吩基碳纳米管；
(3)在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：0.3：10混合均匀，超声处理2h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：0.2：10混合均匀，配制成噻吩溶液，在2℃，500r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1.2倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应20h，在30℃静置3h，过滤，用去离子水洗涤5次，在10Pa，60℃干燥5h，制得聚噻吩碳纳米管；
(4)将尼龙6母粒在10Pa，90℃干燥20h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：0.03：0.03混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为260℃，喷丝孔直径为0.2mm，拉伸速度为1000m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置10min，取出，在10Pa，60℃干燥5h，制得多孔纤维；
(5)将多孔纤维、氯乙酸、异丙醇、去离子水按质量比为1：0.08：3：10混合均匀，震荡2h，取出，用去离子水洗涤5次，在10Pa，60℃干燥5h，制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维、壳聚糖、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：0.8：0.03：10混合均匀，在氮气氛围下，50℃震荡1h，取出，用去离子水洗涤5次，在10Pa，60℃干燥5h，制得亲肤抗菌纤维。
对比例1
对比例1的亲肤抗菌纤维的制备方法与实施例2的区别在于不进行步骤(1)，将步骤(3)修改为：在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：0.2：9混合均匀，超声处理1.5h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：0.15：9混合均匀，配制成噻吩溶液，在1℃，400r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1.1倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应22h，在25℃静置4h，过滤，用去离子水洗涤4次，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得聚噻吩碳纳米管。其余步骤同实施例2。
对比例2
对比例2的亲肤抗菌纤维的制备方法与实施例2的区别在于不进行步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)，将步骤(4)修改为：将尼龙6母粒在7.5Pa，85℃干燥22h，再将尼龙6母粒、碳纳米管、聚维酮按质量比为1：0.02：0.02混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为255℃，喷丝孔直径为0.15mm，拉伸速度为900m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置9min，取出，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得多孔纤维。其余步骤同实施例2。
对比例3
对比例3的亲肤抗菌纤维的制备方法与实施例2的区别在于不进行步骤(5)，将步骤(4)修改为：将尼龙6母粒在7.5Pa，85℃干燥22h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：0.02：0.02混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为255℃，喷丝孔直径为0.15mm，拉伸速度为900m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置9min，取出，在7.5Pa，55℃干燥6h，制得亲肤抗菌纤维。其余步骤同实施例2。
测试例1
抗菌性能的测试
测试方法：采用震荡法GB/T 20944.3通过对比大肠杆菌在琼脂培养基培养16h的菌落数量计算抗菌率，从而分析实施例与对比例抗菌性能。结果见表1。
表1
抗菌率/％ 抗菌率/％
实施例1 99.88 对比例1 79.97
实施例2 99.79 对比例2 78.69
实施例3 99.86 对比例3 94.56
从表1中实施例1～3和对比例1～4的实验数据比较可发现，本发明制得的亲肤抗菌纤维具有良好的抗菌性能。
通过对比，实施例1～3的抗菌率大于对比例1～2的抗菌率，说明将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得季铵化噻吩，将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得氧化碳纳米管，将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得噻吩基碳纳米管；3-氨基噻吩上的氨基与氧化碳纳米管上的羧基反应，在噻吩基碳纳米管上引入噻吩单体，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管；噻吩、季铵化噻吩与噻吩基碳纳米管上的噻吩单体氧化共聚，在噻吩基碳纳米管上形成聚噻吩，并在噻吩基碳纳米管上引入季铵结构，季铵结构可以赋予亲肤抗菌纤维良好的抗菌性能。
通过对比，实施例1～3的抗菌率大于对比例3～4的抗菌率，说明将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、致孔剂聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得亲肤抗菌纤维；羧基化多孔纤维上的羧基与壳聚糖上的氨基反应，将壳聚糖接枝在羧基化多孔纤维上，壳聚糖具有一定的抗菌性，壳聚糖的引入可以进一步提高亲肤抗菌纤维的抗菌性能。
测试例2
抗静电性能的测试
测试方法：根据GB/T 12703-1991采用半衰期法用10KV高压对置于旋转金属平台上的试样放电30s，当静电压稳定时，检测感应电压衰减到一半时的时间及半衰期，以半衰期的大小评定实施例与对比例的抗静电效果。结果见表2。
表2
半衰期/s 半衰期/s
实施例1 2.25 对比例1 2.83
实施例2 2.59 对比例2 10.91
实施例3 2.32 对比例3 5.78
从表2中实施例1～3和对比例1～4的实验数据比较可发现，本发明制得的亲肤抗菌纤维具有良好的抗静电性能。
通过对比，实施例1～3的半衰期小于对比例2的半衰期，说明将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得氧化碳纳米管，将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得噻吩基碳纳米管；3-氨基噻吩上的氨基与氧化碳纳米管上的羧基反应，在噻吩基碳纳米管上引入噻吩单体，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管；噻吩、季铵化噻吩与噻吩基碳纳米管上的噻吩单体氧化共聚，在噻吩基碳纳米管上形成聚噻吩，聚噻吩是一种导电高分子材料，与碳纳米管结合在亲肤抗菌纤维中形成导电通路，赋予亲肤抗菌纤维良好的抗静电性能。
通过对比，实施例1～3的半衰期小于对比例3～4的半衰期，说明将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、致孔剂聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得亲肤抗菌纤维；羧基化多孔纤维上的羧基与壳聚糖上的氨基反应，将壳聚糖接枝在羧基化多孔纤维上，壳聚糖是一种生物基原材料，含有大量亲水基团，可进一步提高亲肤抗菌纤维的抗静电性能。
测试例3
断裂强度测试
测试方法：采用XL-1A型长丝强伸仪对实施例和对比例的断裂强度进行测试。将试样绕过导纱钩与导纱轮，向下穿过上、下夹持器保证试样伸直无松弛，对试样施加10cN左右的预加张力，当下夹持器带动试样下移至试样断裂后回复至原位，得到试样的断裂强度。夹持距离为250mm，拉伸速度为250mm/min，每个试样重复10次以上，测试结果取平均值。结果见表3。
表3
断裂强度(cN/dtex) 断裂强度(cN/dtex)
实施例1 8.78 对比例1 6.34
实施例2 9.12 对比例2 6.71
实施例3 8.56 对比例3 3.58
从表3中实施例1～3和对比例1～4的实验数据比较可发现，本发明制得的亲肤抗菌纤维具有良好的断裂强度。
通过对比，实施例1～3的断裂强度大于对比例1～4的断裂强度，说明将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得季铵化噻吩，将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得氧化碳纳米管，将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得噻吩基碳纳米管；3-氨基噻吩上的氨基与氧化碳纳米管上的羧基反应，在噻吩基碳纳米管上引入噻吩单体，将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管；噻吩、季铵化噻吩与噻吩基碳纳米管上的噻吩单体氧化共聚，在噻吩基碳纳米管上形成聚噻吩，并在噻吩基碳纳米管上引入季铵结构，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、致孔剂聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得亲肤抗菌纤维；羧基化多孔纤维上的羧基与壳聚糖上的氨基反应，将壳聚糖接枝在羧基化多孔纤维上，并且形成交联网络，羧基化多孔纤维上的羧基还可以与聚噻吩碳纳米管上的季铵结构通过正负电荷结合，形成交联网络，抑制分子链的相对滑移，赋予亲肤抗菌纤维良好的断裂强度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种亲肤抗菌纤维，其特征在于，所述亲肤抗菌纤维是将噻吩基碳纳米管与噻吩、季铵化噻吩反应制得聚噻吩碳纳米管，将尼龙6母粒与聚噻吩碳纳米管、聚维酮进行溶体纺丝制得多孔纤维，将多孔纤维用氯乙酸处理制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维与壳聚糖反应制得。
2.根据权利要求1所述的一种亲肤抗菌纤维，其特征在于，所述季铵化噻吩是将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和N,N-二甲基十二胺反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种亲肤抗菌纤维，其特征在于，所述噻吩基碳纳米管是将3-氨基噻吩和氧化碳纳米管反应制得。
4.根据权利要求3所述的一种亲肤抗菌纤维，其特征在于，所述氧化碳纳米管是将碳纳米管用硫酸和硝酸氧化制得。
5.一种亲肤抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)将3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩和四氢呋喃按质量比为1：(8～10)混合均匀，在10～30℃，200～300r/min搅拌10～20min，加入3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩质量1～1.2倍的N,N-二甲基十二胺，在30～40℃，200～300r/min搅拌反应20～24h，旋干溶剂，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得季铵化噻吩；
(2)将碳纳米管和去离子水按质量比为1：(20～30)混合均匀，超声处理1～2h，加入碳纳米管质量0.1～0.2倍的质量分数为10～20％的硫酸水溶液，碳纳米管质量0.1～0.2倍的质量分数为4～6％的硝酸水溶液，在90～100℃，
200～300r/min搅拌回流3～4h，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得氧化碳纳米管，将氧化碳纳米管、3-氨基噻吩、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：(2～3)：(0.02～0.05)：(20～30)混合均匀，在氮气氛围下，40～50℃，300～500r/min搅拌反应4～6h，过滤，用无水乙醇和去离子水各洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥4～6h，制得噻吩基碳纳米管；
(3)在氮气氛围下，将噻吩基碳纳米管、无水三氯化铁、四氢呋喃按质量比为1：(0.1～0.3)：(8～10)混合均匀，超声处理1～2h，配制成混合溶液，将噻吩、季铵化噻吩、四氢呋喃按质量比为1：(0.1～0.2)：(8～10)混合均匀，配制成噻吩溶液，在0～2℃，300～500r/min搅拌条件下，将混合溶液质量1～1.2倍的噻吩溶液在30min内匀速滴加到混合溶液中，反应20～24h，在20～30℃静置3～5h，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得聚噻吩碳纳米管；
(4)将尼龙6母粒在5～10Pa，80～90℃干燥20～24h，再将尼龙6母粒、聚噻吩碳纳米管、聚维酮按质量比为1：(0.01～0.03)：(0.01～0.03)混合均匀，置于熔体纺丝机中进行纺丝，设置溶体温度为250～260℃，喷丝孔直径为0.1～0.2mm，拉伸速度为800～1000m/min，制得初生纤维，将初生纤维浸没于去离子水中，静置8～10min，取出，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得多孔纤维；
(5)将多孔纤维、氯乙酸、异丙醇、去离子水按质量比为1：(0.06～0.08)：(2～3)：(8～10)混合均匀，震荡1～2h，取出，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得羧基化多孔纤维，将羧基化多孔纤维、壳聚糖、二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺按质量比为1：(0.6～0.8)：(0.01～0.03)：(8～10)混合均匀，在氮气氛围下，40～50℃震荡1～2h，取出，用去离子水洗涤3～5次，在5～10Pa，50～60℃干燥5～7h，制得亲肤抗菌纤维。
6.根据权利要求5所述的一种亲肤抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述季铵化噻吩的反应过程：
7.根据权利要求5所述的一种亲肤抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述噻吩基碳纳米管的反应过程如下：
8.根据权利要求5所述的一种亲肤抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述聚噻吩碳纳米管的反应过程如下：
9.根据权利要求5所述的一种亲肤抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述亲肤抗菌纤维的反应过程如下：
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