[發明專利]一種天然持久抗菌的超疏水纖維素織物及其制備方法

在審

• 申請號: 202310047624.8
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116219763A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 烏婧;劉美;王華平;鄒黎明;趙潤;高歡
• 申請（專利權）人: 東華大學;江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司
• 主分類號: D06N3/12
• 分類號: D06N3/12;D06N3/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明公開了一種天然持久抗菌的超疏水纖維素織物及其制備方法，天然持久抗菌的超疏水纖維素織物包括纖維素織物以及粘附在纖維素織物表面的涂層；涂層主要由聚多巴胺、多巴胺醌、多巴胺寡聚物和天然有機抗菌劑酚酮類化合物(含有環庚三烯結構)組成；聚多巴胺或多巴胺醌與纖維素之間通過氫鍵和共價鍵結合；天然有機抗菌劑酚酮類化合物與聚多巴胺之間通過共價鍵結合；本發明的方法：先在酸性條件下將天然有機抗菌劑酚酮類化合物與多巴胺反應制得含(聚)多巴胺結構的仲胺類疏水抗菌改性劑，再在有氧堿性條件下將含(聚)多巴胺結構的仲胺類疏水抗菌改性劑與纖維素織物反應。本發明的方法工藝簡單，制得的產品抗菌率高且具有超疏水特性。

技術領域

本發明屬于功能紡織品表面處理技術領域，涉及一種天然持久抗菌的超疏水纖維素織物及其制備方法。

背景技術

纖維素織物由可再生、可生物降解的天然或再生纖維素纖維加工而成，具有手感柔軟、服用舒適、透氣吸濕、生物相容性好等優點，一直廣受人們的青睞。隨著科學技術的發展和人們健康理念的提高，功能性紡織品得到大力發展的同時人們也對它提出了更高的需求。纖維素織物因化學結構中含有豐富的羥基和物理結構的多孔性，使其親水性極強，在服用過程中易沾染污漬，易受細菌和霉菌的侵害，因此開發抗菌型纖維素織物具有很好的應用價值。目前，實現抗菌、抑菌的途徑主要有以下兩種方法：1.對織物進行表面改性，降低織物表面能。例如將織物使用硅烷偶聯劑等低表面能物質進行處理時，可使其表面水接觸角大于150°，賦予織物拒水抗污和自清潔的性能，從而抑制細菌粘附和繁殖，在醫療防護、戶外休閑、勞保工裝等領域具有廣闊應用前景。2.對織物進行抗菌整理，從而達到抗菌或抑菌的效果。目前，織物的抗菌整理劑主要有無機抗菌劑和有機抗菌劑兩大類。其中無機抗菌劑應用最為廣泛，主要有銀系、銅系、鋅系、鈦系等，但是這些無機抗菌劑與織物的物理吸附作用弱，且大多為重金屬離子，具有一定的生物毒性，長期應用可能對人體造成危害。

有機抗菌劑具有殺菌速度快，殺菌能力強的優點，天然有機抗菌劑更是安全無毒。研究報道，天然有機抗菌劑酚酮類化合物，包括檜木醇、扁柏酚和β-多拉布林，這三種物質來源于天然的柏科植物，因它們分子結構中含有疏水性的環庚三烯使其具有一定的疏水性，更重要的是，它們具有廣譜抗菌性，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有優異的抗菌能力(Biocontrol?science,2007,12(3):101.)。其中，檜木醇對一般細菌的最小抑菌濃度為10-100ppm，對霉菌和酵母為50ppm，對金黃色葡萄球菌具有驚人抗菌效果(MIC:40–110μM；MMC:50–130μM)，目前已經用于生產生理護理消毒劑、洗浴劑、化妝品、醫藥等產品，在抗菌纖維或面料的制備中，也具有相關的應用。例如：發明專利113584884A公開了一種抗菌功能面料及其制備方法，將檜木醇、殼聚糖等制成的抗菌液涂覆于面料上，制得對金黃色葡萄球菌和黃曲霉菌抑菌率高達99％以上的抗菌面料；發明專利1129921648A公開了一種抗菌整理劑是采用檜木醇、納米銀-銅復合粒子、水楊酸等復配得到，再將其用于羊毛面料后整理，制得對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌抑菌率達90％以上的抗菌面料。由此可見，天然檜木醇的抗菌效果出色，然而由于它與基材無法直接形成化學鍵而導致結合力差，易脫落使得抗菌效果不持久。有文獻報道，采用檜木醇(HT)與殼聚糖(CS)和多聚甲醛通過Mannich反應制備了天然HTCS抗菌劑，并以檸檬酸為橋鍵，將其通過化學鍵引入纖維素結構上，制備了具有抗菌耐久性的棉織物，經25次洗滌后仍保持99％以上的抑菌率，然而，該織物不具有疏水性能(Cellulose,2022,29:2731-2742)。

綜合上述，如何制備一種安全且與基材結合能力強的疏水抗菌改性劑，用于實現纖維素織物的持久抗菌且超疏水是亟需解決的問題。

發明內容

為了克服無機金屬離子抗菌劑長期使用不安全的缺陷，解決現有技術中天然酚酮類抗菌劑與基材結合力的不足，本發明提供了一種以具有疏水性和粘附性的多巴胺為橋鍵，將酚酮類抗菌劑通過化學反應鍵合到纖維素基材上來制備天然持久抗菌的超疏水纖維素織物的方法。