[發(fā)明專利]一種抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010026219.4
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN110983574B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何建新;于文;劉凡;周玉嫚;元蘋平;祁琳雅;陳元昆;岳萬里;劉春暉;廖熙;張一敏;翁凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類號: D03D15/217
• 分類號: D03D15/217;D03D15/50;D03D13/00;D06M11/74;D06M11/83;D06M15/61;D06M16/00;D06M101/06
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 冉珊敏

本發(fā)明屬于功能性紡織品領(lǐng)域，特別是指一種抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物及其制備方法。在氧化石墨烯表面接枝聚乙烯亞胺對其進(jìn)行改性，避免其在水溶液中的聚集。綠色合成納米銀負(fù)載與氧化石墨烯表面，以超純水作為溶劑，將納米復(fù)合材料溶于水中作為紡絲液，利用靜電紡絲技術(shù)，將材料噴覆在棉上集聚成抗菌棉紗，將得到的紗線作為經(jīng)緯紗橫縱交織編織成為織物。本發(fā)明通過將納米復(fù)合材料混合紡入織物中，使織物具有高效的抗菌除臭的功效，綠色合成過程保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性紡織品領(lǐng)域，特別是指一種抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物及其制備方法。

背景技術(shù)

棉紡織品具備優(yōu)良的透氣性、吸濕性、耐熱性、柔韌性以及可再生等優(yōu)點。棉織物因其易于保存水分的能力為微生物提供了良好的生長環(huán)境。人體皮膚上新陳代謝產(chǎn)物為細(xì)菌提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì)，紡織品與人類活動息息相關(guān)，其滋生的細(xì)菌可能通過各種途徑給人類帶來健康隱患。傳統(tǒng)的抗菌性能紡織品抗菌效果不顯著，因此研發(fā)新型抑菌性棉紡織品具有非常重要的現(xiàn)實意義。納米材料因其優(yōu)良的性質(zhì)，越來越多的被應(yīng)用到生物醫(yī)藥領(lǐng)域，成為了抗菌活性物質(zhì)的載體。金屬納米粒子因其小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)，發(fā)揮其優(yōu)異的性質(zhì)，因而得到廣泛應(yīng)用。銀是一種具有抗菌性能的金屬材料，銀納米顆粒具有高比表面積和表面活性，在納米復(fù)合材料中添加銀納米顆粒，可以改善纖維的性能，并且賦予其抗菌性能。石墨烯是具有層狀結(jié)構(gòu)的二維納米材料，其優(yōu)異的生物相容性使其在醫(yī)學(xué)生物領(lǐng)域發(fā)揮作用。氧化石墨烯（GO）保留了石墨烯大部分完整的SP²雜化骨架結(jié)構(gòu)，同樣具有較高的比表面積，可作為很好的抗菌載體，但其分散性較差，容易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，通過接枝乙二胺封端的聚乙烯亞胺（PEI）對其進(jìn)行改性，改善GO的分散性。石墨烯優(yōu)異的二維結(jié)構(gòu)可作為載體負(fù)載金屬納米粒子發(fā)揮抗菌作用，同時復(fù)合材料的多組分協(xié)同效應(yīng)可更好的發(fā)揮其抑菌性能。

靜電紡絲是制備納米纖維的一種簡單高效的方法，利用靜電紡技術(shù)制備的納米纖維比表面積大、尺寸小，可作為金屬納米粒子的優(yōu)良載體。通過靜電紡絲技術(shù)將納米材料噴涂在一層棉網(wǎng)上，集聚成棉紗并將其進(jìn)一步編織成織物，將石墨烯/納米銀復(fù)合材料的抗菌性能應(yīng)用到服用織物中。本發(fā)明綠色合成氧化石墨烯、銀納米粒子復(fù)合材料，利用靜電紡絲工藝將其負(fù)載在棉上集聚成棉紗，進(jìn)而編織成抑菌織物，能夠在功能性紡織品領(lǐng)域形成一定市場規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物的制備方法，增強對人體健康的保護(hù)作用。針對石墨烯在水中分散性不好，影響其與銀納米粒子結(jié)合的現(xiàn)象，在表面接枝聚乙烯亞胺（PEI），避免氧化石墨烯在水中的團聚。本發(fā)明綠色合成納米復(fù)合材料，通過微波加熱合成的方法，還原出銀粒子負(fù)載在改性石墨烯表面，從而賦予其優(yōu)異的抗菌性能。以水作為溶劑，將復(fù)合材料噴涂在棉上，并以此為紡織原料編織成織物，保護(hù)人體健康。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物，所述復(fù)合織物為通過溶液超聲共混的方法對氧化石墨烯的分散性進(jìn)行改善，再利用微波加熱合成的方法制備銀納米粒子，之后利用冷凍干燥的方法制備出GO-PEI-Ag納米復(fù)合材料，并將GO-PEI-Ag納米復(fù)合材料溶于超純水，噴覆在棉上并集束成為抗菌棉紗，最后利用機織的方法將抗菌棉紗交織成抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物。

所述銀納米粒子直徑為10-25nm，抗菌棉紗的直徑為100-500μm，抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物的層數(shù)大于等于1，織物結(jié)構(gòu)為平紋組織、凹凸組織、蜂窩組織的一種或幾種，織物的經(jīng)密10-500根/5cm。

所述的抗菌性氧化石墨烯納米復(fù)合織物的制備方法，步驟如下：

（1）GO溶于超純水中，超聲條件下形成GO分散液，然后加入PEI溶液共混，調(diào)pH為6-10，間隔20min，分別加入催化劑Ⅰ、催化劑Ⅱ，繼續(xù)超聲5-10min，然后室溫攪拌20-30h，得GO-PEI分散液，經(jīng)冷凍干燥得GO-PEI粉末；