[發明專利]具有抗菌性的納米纖維材料及其用途

在審

• 申請號: 202010675225.2
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111996614A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 嘉興市爵拓科技有限公司
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01F8/12;D01F1/10;D01D5/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 周蕓蕓

本發明公開了一種具有抗菌性的納米纖維材料及其用途，屬于納米纖維材料技術領域，本發明采用了包含改性二氧化鈦納米粒子的紡絲液進行靜電紡絲制備得到抗菌性納米纖維材料，其中，改性二氧化鈦納米粒子的制備方法為：將虎杖苷與二氧化鈦納米粒子分散液均勻混合，攪拌下加入水，抽濾，洗滌，球磨機球磨后煅燒得到改性二氧化鈦納米粒子。本發明通過采用改性二氧化鈦納米粒子、PET、PA6制備得到的抗菌性納米纖維材料，抗菌性能至少達到了90％，洗滌50次后，抗菌率下降不到1％。

技術領域

本發明屬于納米纖維材料技術領域，具體涉及一種具有抗菌性的納米纖維材料及其用途。

背景技術

抗菌纖維是指具有殺滅或抑制微生物的一類新型功能纖維，現被廣泛用于家用紡織品(包括內衣、運動衫、老孕嬰幼兒服裝等)和醫用紡織品(手術服、病號服、床單、窗簾、和繃帶等)。使用抗菌纖維制成的織物，能夠抵抗細菌在織物上的附著，降低織物上的細菌數，保障人-織物-環境間的安全，使人遠離病菌的侵擾。人類最早使用抗菌概念可以追溯到一萬多年前的新石器時代，那時人們開始使用食鹽腌制食品以長期貯存，食鹽成為人類最早使用的防腐抗菌材料。目前，人們使最多的還是采用抗菌劑對纖維進行整理。

抗菌劑可分為無機型、有機型和天然型。其中無機型抗菌劑由于抗菌廣譜、持久、耐洗滌、耐熱、耐酸堿、細菌不易產生抗藥性、對人體健康無毒無害等優點而被廣泛應用。無機抗菌劑通常是指具有殺菌功能的金屬離子，如Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ti⁴⁺等，它們對多數致病細菌都有強烈的殺滅效果，通常只需添加6％-10％(質量分數)即可滅菌。近年來，以二氧化鈦細骨料粒子為代表的無機抗菌劑得到了廣泛研究應用。二氧化鈦納米粒子應用工藝簡單、成本低廉，在自然光下即可分解細菌和污染物，具有良好的化學穩定性、熱穩定性、無刺激性、無二次污染性、安全無毒性等特點，成為最具有開發前景的綠色環保納米抗菌材料之一，具有較大現實應用意義和深遠的發展意義。

在將二氧化鈦納米粒子加入紡絲液中進行靜電紡絲得到抗菌纖維的過程中，二氧化鈦納米粒子容易形成團聚體并且容易堵塞針頭，使抗菌效果變差，同明二氧化鈦納米粒子負載纖維上的耐久性能不佳，二氧化鈦納米粒子在水洗、摩擦過程中易脫落，影響抗菌效果，并且在紡絲液加入二氧化鈦納米粒子紡絲制備抗菌纖維時，會在纖維中形成結點，降低纖維的力學性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有小粒徑的、具有抗菌效果的改性二氧化鈦的制備方法。

本發明為實現上述目的所采取的技術方案為：

一種改性二氧化鈦的制備方法，包括：將虎杖苷與二氧化鈦納米粒子分散液均勻混合，攪拌下加入水，抽濾，洗滌，球磨機球磨后煅燒得到改性二氧化鈦納米粒子。二氧化鈦納米粒子經過虎杖苷改性后，在納米粒子表面生成鈦氧有碳的鍵，虎杖苷的非鍵合部分在表面包覆形成保護膜，與周圍介質之間建立起一道屏障，提高二氧化鈦納米粒子的分散性，減少紡絲纖維中節點數，虎杖苷因其所具有的羥基、苯基在鏈式結構的作用下，與纖維主體分子間形成相互作用力，使纖維與二氧化鈦的結合更緊密，可以防止洗滌等機械操作使二氧化鈦納米粒子脫離纖維；改性二氧化鈦納米粒子提高了分散性，得到的小粒徑納米粒子更穩定，不易團聚及堵塞紡絲針頭，在紡絲纖維時使二氧化鈦納米粒子均勻負載在纖維上，使抗菌活性位點增多，提高抗菌效果。

優選地，二氧化鈦納米粒子改性：將二氧化鈦納米粒子超聲分散在無水乙醇中得到二氧化鈦納米粒子分散液，加入虎杖苷，攪拌分散0.5-3h得到虎杖苷/二氧化鈦混合液；攪拌下向混合液中加入水，抽濾，濾餅重新分散于水中攪拌0.5-3h，抽濾洗滌重復2-3次；20-50℃的溫度下干燥后，用球磨機球磨3-12h后得到二氧化鈦預處理粉末；二氧化鈦預處理粉末置于坩堝中，在100-180℃的馬弗爐中煅燒2-6h后制備得到改性二氧化鈦；二氧化鈦納米粒子分散液的質量分數為0.5-5wt％，虎杖苷的添加量為二氧化鈦納米粒子的100-500wt％，混合溶液中水的加入量為無水乙醇的80-400wt％。