[發(fā)明專利]一種納米銀抗菌滌綸的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410341398.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104073911A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫賓;朱美芳;陳龍;周哲;紀(jì)曉寰;花蓓蓓;張銳濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/92
• 分類號(hào): D01F6/92;D01F1/10;D01D13/00
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性聚酯纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米銀抗菌滌綸的制備方法。

背景技術(shù)

織物中的抗菌劑可分為無機(jī)系(如金屬及其氧化物)、有機(jī)系(如有機(jī)酸類、酚類、季銨鹽類)、天然系(如殼聚糖及天然萃取物)。其中有機(jī)系的抗菌劑由于毒性大，會(huì)產(chǎn)生微生物耐藥性，耐熱性較差，易遷移等問題而使其應(yīng)用受到限制，而天然系抗菌劑因其耐熱性差和加工困難等問題，不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模市場(chǎng)化。因此，目前常用的是無機(jī)抗菌劑，且以銀系抗菌劑為代表，這是因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的抑菌性，良好的抗菌效果以及較好的生物相容性。不管是離子態(tài)的銀還是膠體態(tài)的銀都具有很好的抗菌活性。然而，當(dāng)暴露于光時(shí)，離子態(tài)的銀很容易被氧化，而且沾有銀離子的織物將會(huì)從白色變成棕黑色，此外，由于銀離子很容易被洗掉，所以其耐洗性能很差。銀納米粒子的應(yīng)用避免了這些缺點(diǎn)。

但納米銀作為一種抗菌材料仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。第一，銀納米顆粒的尺寸要足夠小(<10nm)，由于比表面積大，可以獲得更高的抗菌效率；第二，與基體的相容性要好；第三，在基體內(nèi)的分散性要好且不易團(tuán)聚。

聚酯纖維是指由多種二元醇和芳香族二元羧酸或其酯經(jīng)縮聚生成的聚酯為原料所制得纖維的統(tǒng)稱，其中，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，俗稱滌綸，因其綜合性能優(yōu)越，是最廣泛使用的三大纖維之一。在熔融紡絲過程中向纖維中嵌入銀納米粒子是較簡(jiǎn)單的抗菌纖維工業(yè)生產(chǎn)方法，但PET的極性低，未經(jīng)過表面改性的銀納米粒子與PET的相容性差，易團(tuán)聚，影響了其在聚酯材料中抗菌率和抗菌持久性的發(fā)揮。

熔體紡絲是滌綸的主要成形方法之一，主要特點(diǎn)是卷繞速度高、不需要溶劑和沉淀劑，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程短。其又分為直接紡絲法和切片紡絲法，直接紡絲是將聚合后的聚合物熔體直接送往紡絲，加工成本低，特別適于大規(guī)模連續(xù)性生產(chǎn)，但在可熔體直紡PET的功能化改性中，如果采用直接添加的方式將功能性粉體添加到基體時(shí)，要求功能性粉體在基體中具有良好的分散性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是目前的銀納米粒子與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯相容性和分散性差，易團(tuán)聚，抗菌效果不理想，為了克服以上不足，提供了一種納米銀抗菌滌綸的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：所述納米銀抗菌滌綸的制備方法，包括以下步驟：

1)功能性復(fù)合填料的制備：PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)與非極性溶劑可溶型納米銀的混合物通過螺桿擠出機(jī)共混擠出獲得功能性復(fù)合填料熔體；

2)納米銀抗菌滌綸的制備：步驟1)中的功能性復(fù)合填料熔體與PET熔體通過熔體直接紡絲法制備獲得納米銀抗菌滌綸；

所述非極性溶劑可溶型納米銀是指高級(jí)脂肪酸-烷基胺復(fù)配物包覆的納米銀。雖然所述非極性溶劑可溶型納米銀在低極性的PET中的相容性與未改性的納米銀相比已經(jīng)有所提高，但在加工過程中，非極性溶劑可溶型納米銀與PBT相容性更好，在其中分散度更高，而PBT與PET有很好的相容性，避免了熔體直接紡絲過程中無機(jī)填料的團(tuán)聚，進(jìn)一步，PBT的熔點(diǎn)低，在PET的加工溫度下，PBT與非極性溶劑可溶型納米銀的復(fù)合熔體更易分散在PET熔體中，增強(qiáng)了無機(jī)填料的分散性。

優(yōu)選地是，所述非極性溶劑可溶型納米銀的制備方法包括以下步驟：在60-70℃條件下，將高級(jí)脂肪酸與烷基胺共混攪拌20-30min后，加入水再攪拌20-30min，最后加入硝酸銀水溶液攪拌至體系呈透明溶液，加入抗壞血酸水溶液，反應(yīng)2.5-3小時(shí)，冷卻后，加入乙醇靜置，過濾收集沉淀物，沉淀物干燥后獲得非極性溶劑可溶型納米銀。該方法操作簡(jiǎn)便，工藝難度低，原料易得低廉，收率理想，可大批量生產(chǎn)，制備的非極性溶劑可溶型納米銀，粒徑小，粒徑分布窄，性質(zhì)穩(wěn)定。

優(yōu)選地是，所述高級(jí)脂肪酸選自油酸或硬脂酸，所述烷基胺選自正丙胺或正丁胺等短直鏈烷基胺，所述高級(jí)脂肪酸與烷基胺的物質(zhì)的量比為1:3-1:5.5。

優(yōu)選地是，所述硝酸銀與高級(jí)脂肪酸的物質(zhì)的量比為1:1-1:4，優(yōu)選1:1。

優(yōu)選地是，所述硝酸銀與抗壞血酸的物質(zhì)的量比為1:1-1:3，優(yōu)選1:2。

優(yōu)選地是，步驟1)功能性復(fù)合填料的制備包括以下步驟：PBT粉末經(jīng)干燥塔升溫干燥后與非極性溶劑可溶型納米銀預(yù)混合，然后在230-250℃下通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，最后經(jīng)過濾器過濾，獲得功能性復(fù)合填料熔體。該方法能有效的保證非極性溶劑可溶型納米銀在PBT基體中的分散性。

優(yōu)選地是，步驟1)功能性復(fù)合填料中非極性溶劑可溶型納米銀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-20wt％，優(yōu)選地是，5-10wt％。