[發(fā)明專利]摻雜氧化石墨烯/納米銀熔噴非織造材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112962161B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宇岳;肖長發(fā);楊竹強(qiáng);張德鎖;封嚴(yán);林紅;陳凱凱
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué);邯鄲恒永防護(hù)潔凈用品有限公司;上海工程技術(shù)大學(xué);天津工業(yè)大學(xué);江蘇新視界先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10;D04H1/56;D01D5/098
• 代理公司: 蘇州三英知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32412
• 代理人: 朱如松

本發(fā)明摻雜氧化石墨烯/納米銀熔噴非織造材料的制備方法，包括：步驟(1)：以強(qiáng)堿調(diào)節(jié)氧化石墨烯溶液的pH值至堿性；步驟(2)：在堿性的氧化石墨烯溶液加入端氨基超支化聚合物溶液，室溫下超聲混合均勻，得到端氨基超支化聚合物改性的氧化石墨烯溶液；步驟(3)：在端氨基超支化聚合物改性的氧化石墨烯溶液加入硝酸銀溶液，攪拌、離心去除上清液，得到改性材料，改性材料均勻分散到四氫呋喃中得到分散液；步驟(4)：分散液噴灑到母粒，攪拌、干燥，得到摻雜改性氧化石墨烯的紡絲母粒；步驟(5)：利用紡絲母粒成型得到熔噴非織造材料或者纖維。本發(fā)明方案通過改性材料的制備，從而能夠獲得在病毒、細(xì)菌消殺能力顯著提升和穩(wěn)定的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于改性材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻雜氧化石墨烯/ 納米銀熔噴非織造材料的制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的防護(hù)紡織品還存在著較多缺陷，如口罩在使用過程中只能起到阻隔病毒的作用，無法殺滅和抑制病毒。因此，這類一次性防護(hù)紡織品在有效起到阻隔病毒傳播的同時更是病毒聚集的場所，特別是感染人群使用的防護(hù)紡織品。這些大量消耗的一次性防護(hù)紡織品在收集和處理過程中的安全問題也至關(guān)重要，極易引發(fā)工作人員的感染。因此，開發(fā)具有高效抗菌、抗病毒功能的防護(hù)紡織品具有重要意義。

石墨烯及其衍生物作為新興二維多功能納米材料，以其優(yōu)異廣譜抗菌抗病毒能力、不會誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性、制備工藝簡單、較好的生物相容性等優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)抗菌抗病毒成分，在生物醫(yī)學(xué)、家居紡織、建筑工程等領(lǐng)域均表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。石墨烯材料的抗菌抗病毒能力主要基于以下幾種機(jī)制的混合協(xié)同作用：物理切割、膜表面成分提取、物理捕獲、氧化應(yīng)激作用(ROS)等。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物，二維結(jié)構(gòu)表面及邊緣鑲嵌如羧基、羰基、環(huán)氧基等含氧基團(tuán)，具有易分散、表面易功能化等特點。

銀納米粒子由于巨大的比表面積和高反應(yīng)活性，表現(xiàn)出顯著的廣譜抗菌抗病毒性能。但較高的表面能又使其在分散過程中極不穩(wěn)定，容易發(fā)生團(tuán)聚，影響其抗菌抗病毒性能。具有二維片層結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯則成為固載銀納米粒子的最佳基底材料之一，能夠使銀納米粒子獲得很好的分散性和穩(wěn)定性，同時，固載的銀納米顆粒可以有效抑制石墨烯片層之間的堆疊，得到分散性能優(yōu)異的復(fù)合納米材料。因此，以氧化石墨烯為基底負(fù)載銀納米顆粒，兩者共同作用，依據(jù)其不同的抗菌殺菌機(jī)理相互協(xié)同作用，可獲得抗菌抗病毒性能更優(yōu)，具有更好的廣譜性和更低耐藥性的復(fù)合抗菌抗病毒材料。

纖維非織造防護(hù)材料是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的。最初，歐美一些發(fā)達(dá)國家利用非織造先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)出了一種成本低廉、外觀及手感接近傳統(tǒng)紡織品的水刺非織造布，可通過“三抗”(抗酒精、抗血、抗油)、抗靜電、抗菌等處理及γ射線消毒，是替代傳統(tǒng)紡織品的優(yōu)異材料。但是這種水刺非織造布的抗靜水壓相對較低，對病毒粒子阻隔效率也比較差，只能替代傳統(tǒng)的紡織品用于普通的手術(shù)服、手術(shù)洞巾等材料的制備，不是理想的防護(hù)材料。之后研究人員開發(fā)了熔噴法非織造布作為防護(hù)材料，由于其纖維直徑只有幾個微米，產(chǎn)品的耐靜水壓得到了較大提高。同時，熔噴法非織造材料對病毒、 PM2.5的阻隔效果相比其他非織造材料均有所提高。但作為隔離防護(hù)材料，其自身對細(xì)菌和病毒主動滅活功能的缺失大大制約了在醫(yī)用防護(hù)材料方面使用安全性和防護(hù)效果的進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的摻雜氧化石墨烯/納米銀熔噴非織造材料的制備方法，采用氧化石墨烯/納米銀復(fù)合納米材料在可以適用于熔噴非織造布纖維中原位生成摻雜修飾的方法，從而得到具有抗菌抗病毒功能的熔噴非織造物。

本發(fā)明的摻雜氧化石墨烯/納米銀熔噴非織造材料的制備方法，包括：

步驟(1)：以強(qiáng)堿調(diào)節(jié)氧化石墨烯溶液的pH值至堿性；

步驟(2)：在堿性的氧化石墨烯溶液加入端氨基超支化聚合物溶液，室溫下超聲混合均勻，得到端氨基超支化聚合物改性的氧化石墨烯溶液；

步驟(3)：在端氨基超支化聚合物改性的氧化石墨烯溶液加入硝酸銀溶液，攪拌、離心去除上清液，得到改性材料，改性材料均勻分散到四氫呋喃中得到分散液；