[發明專利]一種可再生吸附重金屬微塵的具抑菌功能纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201410826084.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104645943A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 張紅梅;褚莉莉;徐浩
• 申請（專利權）人: 張紅梅;南京市第二醫院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01D46/30;B01D39/04;C08B3/16;D01F2/28;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜

技術領域

本發明涉及纖維制備領域，特別涉及一種能夠可再生吸附重金屬微塵的抑菌功能型醋酸纖維素的制備方法。

背景技術

醋酸纖維素通常使用以下方法生產：將精制短棉絨干燥后，經醋酸活化，再在硫酸催化劑存在下，與7倍于精制短棉絨的醋酸和醋酐混合液進行酯化反應，使之乙酸化，然后加稀醋酸水解到所需要的水解度（1.72～1.95）。中和催化劑，使產物沉淀析出，經脫酸洗滌、精煮、干燥后即得一醋酸纖維素。在乙酰化反應時，改變加入的醋酸和醋酐混合液的量，可制得二醋酸纖維素和三醋酸纖維素。醋酸和醋酐混合液的量為精制短棉絨的8.5倍，反應畢，加稀醋酸水解達到取代度為2.28～2.49，得到二醋酸纖維素。醋酸和醋酐混合液的量為精制短棉絨的10倍，反應畢加稀醋酸水解達到取代度為2.8～2.9，得到三醋酸纖維素。表征纖維素被酯化的程度，稱酯化度（纖維素酯化時每100個葡萄糖殘基中被酯化的羥基數）。被充分酯化的纖維素稱三醋酸纖維素，酯化度為280～300。大部分被酯化的稱二醋酸纖維素，酯化度為200～260。

醋酸纖維素是多用途、高技術含量的纖維品種。醋酸纖維素分為二醋酸纖維素和三醋酸纖維素兩類。通常醋酸纖維素即指二醋酸纖維素。醋酸纖維素由瑞士人H.德雷富斯和C.德雷富斯兄弟開發，他們將生產清漆用醋酸纖維素溶于丙酮后經噴絲頭壓出，在熱空氣流中溶劑揮發，細流形成纖維。20世紀20年代初由英國試制成功并實現工業化生產，百年來始終保持著穩定發展的態勢，目前在纖維素纖維中是僅次于粘膠纖維的第二大品種。全球醋酸纖維素年總產量約為75-80萬噸，占纖維素纖維產量的35％左右，其中煙用絲束約55-57萬噸，紡織用醋酸纖維素約21-25萬噸。二醋酸纖維素以三醋酸纖維素部分皂化所得的二醋酸纖維素(酯化度為230～250，溶于丙酮)為原料，經紡絲加工制得，纖維分子中2～2.4的羥基為乙?；〈难苌?。其色白、無味、無臭、無毒，相對密度1.33，260℃熔化并分解；能溶于丙酮、氯仿和冰醋酸。醋酸纖維素吸濕性能良好，回潮率為6％，能用分散染料染色。紡織用醋酸纖維素具有其他合成纖維無法比擬的穿著舒適性，廣泛用于制作服裝、服飾和技術紡織品；醋酯絲束作為煙用濾材，具有良好的選擇吸附性,能有效地截留卷煙中的焦油及其他有害微粒，減輕卷煙對人體的危害，其性能、消費者接受程度和市場地位仍然沒有其他纖維品種可撼動。另外醋酸纖維素的制造取材于木材、棉子絨等可再生資源，生產過?程清潔，其聚合物可生物降解，因此具有環境友好、可持續性發展特征。因此，基于其價格低廉、生物安全性好、來源廣泛、易于加工、產業鏈無害化等優勢，醋酸纖維素是很好的功能型纖維基材。

二醋酸纖維素結構式

????目前，市場上的抑菌纖維主要采用混入和后處理的方法獲得抑菌纖維?；烊胄偷闹品ㄊ菍⒑y、銅、鋅離子的陶瓷粉等具有耐熱性的無機抗菌劑，混入聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈中進行紡絲而得；后處理型是將天然纖維用季銨化物或脂肪酰亞胺等有機抗菌劑浸漬處理制得。用于醫院用紡織品如衣服、床單、罩布、窗簾、連褲襪、短襪和繃帶等。前者成本較高，并使用合成纖維為原料，難以生物降解，不能有效去除重金屬微塵。后者，抑菌效果有限，且容易因洗滌而失效。隨著環境污染的日益加重，市場迫切需要一種價廉、能夠有效防護霧霾的過濾材料。

發明內容

多羥基苯甲酸酯類化合物被廣泛的應用于殺菌，抗氧，以及重金屬離子的絡合回收和富集。但是，多羥基苯甲酸直接和二醋酸纖維素的酯化反應是非常困難的。

多羥基苯甲酸結構式

本發明通過采用多羥基苯甲酸酰氯代替多羥基苯甲酸，在合適溶劑體系下，與二醋酸纖維素反應，獲得均勻、牢固、長效的抑菌、吸附重金屬的功能纖維。我們研究發現，利用二醋酸纖維素上未被完全酯化的羥基和多羥基苯甲酰氯進行反應，形成多羥基醋酸纖維素酯，既保持了醋酸纖維本身吸濕透氣、過濾有害微粒、價廉易得、生物安全性好的優點，又因鏈接了多羥基苯甲酸酯，具有了持續抑菌和絡合重金屬離子的能力。是很好的過濾空氣中重金屬微塵及抑菌的纖維材料，具有廣闊的市場應用前景。

多羥基苯甲酰氯結構式

本發明的目的在于提供一種制備功能型醋酸纖維的方法，該方法可以提高空氣過濾材料對重金屬微塵的有效去除，同時還具有抑菌功能及實現可重復使用的目的。