[發明專利]一種納米銀海藻纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201310113404.7
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103147167A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 夏延致;趙昔慧;李群
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: D01F9/04
• 分類號: D01F9/04;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種納米銀海藻纖維的制備方法，屬于再生海藻功能纖維制造技術領域。

背景技術

紡織品引起的火災約占火災起數的40%，導致人員傷亡和經濟損失都很巨大。同時，纖維和紡織品又是細菌的良好寄宿地，不僅會產生不愉快氣味和引起刺癢感，而且還會通過接觸傳播疾病和引起交叉感染。海藻纖維是以褐藻中提取的多糖-海藻酸鈉為原料開發的一種新型可再生纖維，具有資源可再生性、產品生物相容性、本體阻燃性等優點，但抗菌性能不足限制了其應用領域。如何提高其抗菌性能，研制出阻燃抗菌多功能新型纖維是海藻纖維差別化研究的熱門課題。

銀作為抗菌劑具有悠久歷史。銀具有抗菌能力強、耐高溫、安全性好等優點。目前的研究發現銀作為非溶出型無機抗菌劑不會引起病原體產生抗體或發生突變，不會干擾人體的正常免疫功能。由于納米銀（AgNPs）的小尺寸效應，具有極大的比表面積，從而使AgNPs與微生物表面接觸的概率大大增加，因此AgNPs比成簇的宏觀銀粒子具有更強的抗菌性，而且比單質形式存在的銀更穩定。納米銀與海藻纖維技術相融合可開發出抗菌性能優異的差別化纖維。

目前，應用納米技術開發抗菌纖維主要有原液紡絲和后整理法。后整理法即通過浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將納米粉體處理到纖維上，從而獲得抗菌性。Chuh-Yean?Chen、S.Ravindra等人采用此方法處理棉纖維制備了具有抗菌納米銀微粒的棉纖維。該法的優點是加工方便，缺點是抗菌劑只存在于纖維表面層中，容易脫落，一旦脫落便不能補充，因而往往不耐洗滌，抗菌功效的耐久性不理想，且可能會由于初期溶出量大而存在使用安全性問題。原液紡絲法是在紡絲時將納米銀置于紡絲液中，制成抗菌織物，該法的最大優點在于納米銀可均勻分散在纖維內部，耐久性好，并因溶出量少而使用安全。但是納米銀表面能很大，易于聚集，紡絲過程中容易堵塞噴絲孔，連續生產比較困難。中國專利CN200710014403.1公開了普通及功能性海藻酸鈣纖維的制備方法，提出將抗菌納米粉體和殼聚糖微膠囊添加到海藻酸鈉溶液中制備功能性海藻酸鈣纖維，納米粉體是二氧化鈦載銀粉體，但未公開二氧化鈦載銀粉體制備方法和納米粉體粒徑，也未提出如何解決多種納米粉體混合引起聚集而不能連續紡絲的問題。中國專利CN200610053877.2公開了一種納米銀海藻酸鈣抗菌輔料，通過在醫用輔料上噴施納米銀漿或將海藻酸鈣纖維浸入納米銀漿后干燥而得。但未公開納米銀漿的制備方法和納米銀的粒徑及其抗菌效果，重要的是此技術僅是表面處理技術，由于不耐久，僅限于作無紡布醫用輔料。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處，提供一種納米銀海藻纖維的制備方法。該方法會確保納米銀不會聚集而堵塞噴絲孔，可連續化生產；也確保納米銀均勻分布在纖維中形成持久的抗菌性能。

本發明的技術解決方案是：

一種納米銀海藻纖維的制備方法，其包括以下步驟：

（1）先以海藻酸鈉和可溶性銀鹽制備納米銀前驅體——海藻酸銀絡合物，再通過化學還原法制備海藻酸鈉基納米銀膠體體系；

（2）向步驟（1）中制備的海藻酸鈉基納米銀膠體體系中加入纖維級海藻酸鈉，攪拌均勻，制得納米銀海藻紡絲液；

（3）將步驟（2）中制備的納米銀海藻紡絲液用濕法紡絲，通過凝固浴，得到納米銀海藻初生纖維，然后經過拉伸、定型、干燥、上油處理得到納米銀海藻纖維。

上述步驟（1）按以下具體步驟進行：

（a1）將濃度為0.05～6.0mol/L的銀氨溶液與質量百分比濃度為0.1～10.0％的海藻酸鈉水溶液以1∶10～1∶100的體積比進行混合，得到海藻酸銀絡合物溶液；

（a2）向海藻酸銀絡合物溶液中加入還原劑，控制反應溫度為10～85℃，攪拌反應10～150min，制得海藻酸鈉基納米銀膠體體系。

上述步驟（a2）中：所述還原劑為甲醛、乙醛、乙醛酸、戊二醛、酒石酸鹽、葡萄糖、蔗糖、抗壞血酸、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、連二硫酸鈉、硼氫化鉀、硼氫化鈉、二甲胺硼烷或水合肼。

上述步驟（a2）中：所述還原劑的加入量與海藻酸銀絡合物中金屬離子的摩爾數相等，所述還原劑的濃度為0.1～10g/100mL。

上述步驟（a2）中：所述海藻酸鈉基納米銀膠體體系中納米銀粒子的粒徑為1～50nm，納米銀的含量為10～30000mg/kg。

上述步驟（2）按以下具體步驟進行：向海藻酸鈉基納米銀膠體體系中加入纖維級海藻酸鈉，控制反應溫度為30～50℃，攪拌反應1～3h，制得納米銀海藻紡絲液。