[發明專利]一種抗菌聚合物納米纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 200810020733.6
• 申請日: 2008-02-22
• 公開（公告）號: CN101230540A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 李新松;姚琛;梁君儀;史志龍;康燕堂
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: D06M14/26
• 分類號: D06M14/26;D06M13/477;D01D5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種抗菌聚合物納米纖維及制備方法，屬于特種纖維制備的技術領域。

背景技術

季銨鹽類抗菌劑是研究較多的一類有機抗菌劑，自1935年德國人G.Domark發現烷基二甲基氯化銨的殺菌作用并利用其處理軍服以防止傷口感染以來，季銨鹽類抗菌劑的研究一直是研究者關注的重點。然而，小分子季銨鹽抗菌劑存在易揮發、不易加工、化學穩定性差等缺點。研究發現帶有長鏈烷基的高分子季銨鹽基團具有很好的抗菌性能，高分子季銨鹽抗菌劑不會滲透進人的皮膚，具有不揮發，化學穩定性好，毒性小等優點。

纖維材料在許多領域有廣泛應用，通過改性賦予抗菌性能可以進一步拓展其用途。通常抗菌纖維可以通過抗菌劑與聚合物共混紡絲或者采用表面接枝改性的方法制備得到。

抗菌劑與聚合物共混紡絲時，成纖條件以及抗菌劑在纖維中的分布相對較難控制。共混紡絲得到的纖維內部的抗菌劑不能與細菌接觸，大量的抗菌劑起不到抗菌作用，抗菌劑的利用效率低。共混紡絲得到的抗菌纖維還存在抗菌劑遷移等問題，抗菌效果不能保持很好的耐久性，而且，由于某些抗菌金屬等抗菌劑的溶出，對環境易造成二次污染。

采用表面接枝改性制備抗菌纖維是通過分子設計的方法，利用共聚，接枝，大分子反應等手段來改變纖維的化學結構，生成抗菌基團，賦予纖維新的抗菌性能。由于抗菌基團是以化學鍵牢固地結合在纖維表面上，所以，纖維抗菌化學改性的效果具有持久性。中國專利(ZL?00117568.8和ZL?01129949.5)對聚丙烯腈纖維進行氨基腙化結構化和堿性水解反應，制得接枝聚丙烯腈抗菌合成纖維。中國專利(ZL?01129946.0)采用含多官能團聚丙烯腈功能纖維對不同金屬絡合的方法，制備了一類金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維。中國專利(ZL?02128949.2和ZL?02130694.X)對纖維素纖維或殼聚糖纖維進行化學改性，表面接枝季銨鹽或鹵代胺，通過對兩類具有不同殺菌機理單體的協同作用，使接枝共聚物達到最佳的殺菌效果。中國專利(ZL?200510023301.7)提供了一種與季銨鹽化合物共聚并添加一定量納米抗菌材料的抗菌腈綸纖維。然而，在一些化學改性過程中，由于本體纖維化學結構的改變，造成纖維原有性能的下降，賦予抗菌能力的同時失去了纖維原有的功能特點，實用性大大降低。

等離子體接枝聚合改性是通過等離子體作用先使處理表面活化并引入活性基團，然后引發聚合，進行表面接枝改性。相對于化學改性來說，等離子體表面改性僅限于高分子材料的表面，具有快速、高效、無污染，操作簡單，節省能源等優點，更重要的是，等離子體表面改性只引起被處理物50～100nm表層的物理或化學變化，不改變纖維基體的優良性能，改性效果的耐久性比其他方法都好，理論上可應用于各種紡織品基質物的改性。

納米纖維最大的特點就是比表面積大，導致其表面能和活性的增大，不僅可以用作高效過濾材料，而且在生物醫學材料、化學傳感器、防護材料、納米復合材料等領域有廣泛應用前景。開發抗菌、阻燃、防紫外、遠紅外、抗靜電、電磁屏蔽等各種功能性納米纖維，更是目前國內外開發的熱點。近年來興起并受到廣泛關注的靜電紡絲技術是通過在聚合物溶液中施加外電場來制造納米纖維的一種有效的紡絲技術，如今已被公認為一種簡單、有效的納米纖維材料制備技術，也是最有希望實現納米纖維產業化的技術方法。美國專利(US6616435B2，US6689374B2，US6713011B2，US6743273B2)設計了用以批量生產納米纖維的多噴頭連續靜電紡絲裝置。中國專利(ZL?200510038562.6)設計了一種更高效的組合式連續電紡納米纖維膜制造裝置。

美國專利(US?20060195142A1，US?20060200232A1)將抗菌劑混合到納米纖維中，提高納米纖維的抗菌性，這種方法得到的抗菌納米纖維中抗菌劑的利用率不高。

本發明通過電紡技術制備納米纖維，然后對其進行等離子處理后接枝改性，得到抗菌納米纖維，是一種通用的制備抗菌聚合物納米纖維的技術方法。

發明內容

技術問題：本發明是針對目前抗菌纖維存在的抗菌劑利用效率低，本體纖維化學結構因化學改性而改變，使功能纖維的實用性降低等問題，提供了一種通過等離子體表面接枝高分子吡啶季銨鹽型陽離子抗菌劑的聚合物納米纖維及其制備方法，得到的抗菌功能纖維保持了纖維基體的優良性能，改性效果耐久性好，抗菌性強，整個制備過程具有快速、高效、無污染，操作簡單，節省能源等優點。