[發(fā)明專利]一種基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610838660.6
• 申請(qǐng)日: 2016-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN106637490A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市聯(lián)洲知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)管理有限公司
• 主分類號(hào): D01F8/10
• 分類號(hào): D01F8/10;D01F8/18;D01F1/09;D01F1/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

殼聚糖是迄今為止人們發(fā)現(xiàn)的唯一的堿性糖，它資源豐富，來源廣泛，綠色無毒，可生物降解，而且具有良好的吸附性、成膜性、吸濕性、親膚性和抗菌性，而基于殼聚糖降解后生成的殼寡糖其功能性更佳，具有優(yōu)異的水溶性，抗菌性，吸濕和鎖水性能。目前殼聚糖已經(jīng)在生物醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品、紡織、化工等領(lǐng)域取得了較為廣泛的應(yīng)用，因此，基于殼聚糖降解制備的殼寡糖必然也會(huì)很有強(qiáng)大的市場(chǎng)前景。

中國(guó)專利CN 103938445A公開的用殼寡糖加工整理生態(tài)透氧抗菌口罩的方法，將殼寡糖溶液與植物多糖溶液混合形成整理劑，將針織面料浸漬于整理劑中，固化兩次，得到殼寡糖針織面料，經(jīng)剪裁縫合得到口罩成品。中國(guó)專利CN 104532571A公開的一種殼寡糖修飾棉纖維的制備工藝，將環(huán)氧氯丙烷與殼寡糖反應(yīng)形成羥丙基殼寡糖，然后分別用羥丙基殼寡糖和雙縮水甘油醚分別對(duì)預(yù)處理的棉纖維進(jìn)行處理，得到接枝羥丙基殼寡糖棉纖維的醚化物，再經(jīng)焙烤得到殼寡糖修飾的棉纖維。中國(guó)專利CN 105442353A公開的一種無鹽低堿深染性纖維素纖維織物的改性方法及其染色工藝，將殼寡糖與2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、丙烯酸羥基酯、阻聚劑和氯化銨反應(yīng)生產(chǎn)殼寡糖衍生物，將纖維素纖維浸軋與含殼寡糖衍生物的弱堿性整理液中，二浸二軋，水洗烘干得到成品。由上述現(xiàn)有技術(shù)可知，目前殼寡糖在紡織方面也有所運(yùn)用，可以作為原料之一制備形成整理劑對(duì)纖維或者織物進(jìn)行功能化整理，但其運(yùn)用方面多余殼聚糖的應(yīng)用類似，沒有體現(xiàn)出其更加優(yōu)異的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維及其制備方法，選用季銨鹽改性的小分子殼寡糖、氧化石墨烯和聚苯乙烯作為主要原料，經(jīng)靜電紡絲技術(shù)制備形成初紡纖維，再經(jīng)還原劑處理將氧化石墨烯形成石墨烯泡沫，既而形成多孔導(dǎo)電抗菌纖維。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，可操控性強(qiáng)，制備的纖維多孔質(zhì)輕，抗菌導(dǎo)電，機(jī)械性能良好。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維，所述基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維包括改性石墨烯、改性殼寡糖、高分子聚合物和助劑。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述助劑為還原劑和溶劑，所述高分子聚合物為聚苯乙烯。

本發(fā)明還提供一種基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將殼寡糖經(jīng)γ射線輻照降解后得到降解的殼寡糖，將降解的殼寡糖溶于去離子水中，充分?jǐn)嚢柚寥芙猓缓蟪淙氲獨(dú)猓渭覧TA，加熱攪拌，得到改性殼寡糖；

(2)將氧化石墨烯溶液超聲分散均勻，加入聚苯乙烯高聚物，充分?jǐn)嚢韬螅偌尤氩襟E(1)制備的改性殼寡糖，攪拌均勻得到紡絲液；

(3)將步驟(2)制備的紡絲液置于靜電紡絲裝置中，經(jīng)紡絲得到初生的納米纖維，將初生的納米纖維浸漬于還原液中，加熱反應(yīng)，取出，真空干燥，得到基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，γ射線輻照的強(qiáng)度為10-15Gy，時(shí)間為5-20min。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，降解的殼寡糖的分子量為200-800。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，降解的殼寡糖、去離子水和ETA的料液比為1g:30-50ml：5-8ml。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，加熱攪拌的溫度為60-70℃，時(shí)間為2-3h。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，紡絲液的組分，按重量份計(jì)，包括：氧化石墨烯5-10份、聚苯乙烯20-30份、改性殼寡糖15-25份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，聚苯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量為30000。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(3)中，還原液為水合肼。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明制備的基于石墨烯和殼寡糖的多孔導(dǎo)電抗菌纖維中包含殼寡糖，殼寡糖為降解后的殼寡糖分子量更小，水溶性、抗菌性等性能更加優(yōu)異，而且經(jīng)季銨鹽處理后，表面含有更多的活性基團(tuán)，有利于與石墨烯和聚苯乙烯之間形成化學(xué)鍵和氫鍵，促進(jìn)紡絲液的穩(wěn)定和纖維的性能的均一穩(wěn)定。