[發明專利]一種高效抗菌抗病毒功能纖維的制備方法

在審

• 申請號: 202310353462.0
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116479544A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 羅付子;劉可;呂汪洋
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;現代紡織技術創新中心（鑒湖實驗室）
• 主分類號: D01F8/12
• 分類號: D01F8/12;D01F1/10;D01D5/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明涉及一種高效抗菌抗病毒功能纖維的制備方法，特別是涉及一種通過氮摻雜碳量子點(N?CQDs)負載納米Cu制備抗菌抗病毒消煙臭聚酰胺6復合纖維的方法。本發明的特點是首先制得納米級N?CQDs，再通過原位還原法在N?CQDs表面生成納米單質Cu，然后對表面配位納米單質Cu的N?CQDs羧酸改性后經原位聚合引入聚酰胺6得到高效抗菌抗病毒聚酰胺6，以抗菌抗病毒聚酰胺6為皮層、常規聚酰胺6為芯層經復合紡絲得到抗菌抗病毒聚酰胺6復合纖維。本發明制備的聚酰胺6纖維在使用過程中不會對環境造成危害，具有高效持久的抗菌抗病毒特點。

技術領域

本發明屬抗菌抗病毒纖維合成領域，涉及一種抗菌抗病毒聚酰胺6纖維的制備方法，特別是涉及一種通過氮摻雜的碳量子點負載納米銅制備具有高效持久的抗菌抗病毒消煙臭聚酰胺6復合纖維的制備方法。

背景技術

聚酰胺6(PA6)具有耐磨性、自潤滑性、耐油性良好的特點，在民用絲、工業絲、工程塑料等方面得到了廣泛應用。隨著人民生活水平顯著提升，對生活品質的要求也越來越高。PA6纖維本身不具有抗菌抗病毒能力，大家除了注重其實用性，更加注重纖維的抗菌抗病毒、抗臭等特性，若賦予PA6纖維抗菌抗病毒、抗臭能力，不僅能拓寬PA6纖維的應用市場，也可滿足人們對于抗菌抗病毒除臭纖維的需求。

PA6纖維的抗菌改性一般是通過添加抗菌劑實現的，按照化學成分可以將抗菌劑分為三類：天然抗菌劑、有機抗菌劑、無機抗菌劑。天然抗菌劑和有機抗菌劑都存在著不耐熱和不耐用的缺點，且有機抗菌劑還存在有毒、容易被人體吸收的問題。無機抗菌劑抗菌能力強、效果好，在市場上被廣泛應用。無機抗菌劑包括金屬離子抗菌劑和光催化抗菌劑兩大類，金屬離子型抗菌劑是運用離子溢出對細菌病毒等微生物產生消殺作用，但其只對材料表面和內部的細菌繁殖起到抑制作用，同時其對人體也會造成危害，且一些金屬離子較活潑，會在空氣中發生氧化還原反應導致纖維變色。光催化抗菌劑是通過產生活性氧自由基(ROS)，ROS可以在細菌病毒細胞內發生作用，從而殺死細菌病毒。

納米Cu單質作為非離子溢出型抗菌劑，運用到PA6纖維中可以解決金屬離子溢出而危害人體健康的問題，納米Cu通過將氧氣轉化為ROS殺死細菌病毒，不需特定條件就可以發揮抗菌抗病毒的作用。但是，納米Cu單質存在著易被氧化問題，銅和氮摻雜的碳量子點都屬于納米級材料還會出現容易團聚的問題，且生活中香煙燃燒產生的尼古丁煙臭味極易吸附在纖維織物表面，影響織物的穿著體驗，現有技術無法滿足人們對抗菌抗病毒、抗臭復合功能纖維及織物的迫切需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種兼具抗菌抗病毒與抗臭功能纖維的制備方法。本發明采用以下技術方案：一種通過具有C＝N或C＝O結構的N-CQDs負載納米銅制備抗菌抗病毒消煙臭PA6纖維的制備方法，使用一步水熱法制得N-CQDs，再使用原位還原法在N-CQDs表面生成尺寸在2-10nm的納米單質銅(Cu@N-CQDs)，然后對Cu@N-CQDs羧酸改性，得到羧酸改性的Cu@N-CQDs(CM-Cu@N-CQDs)，在聚酰胺6合成過程中原位引入Cu@N-CQDs得到抗菌抗病毒聚酰胺6，最后以抗菌抗病毒PA6為皮層、常規PA6為芯層經復合紡絲得到抗菌抗病毒PA6復合纖維。

本發明使用的氮摻雜碳量子點N-CQDs尺寸在3-5nm，是一種新型的熒光碳納米顆粒，具有優異的生物相容性、良好的分散性和廉價的制備成本等特點，在光學成像、光催化等領域都體現出重要的應用價值。本發明首次發現，具有C＝N或C＝O結構的N-CQDs在光催化條件下不僅會生成ROS(羥基自由基、超氧自由基和單線態氧)殺死細菌病毒，而且N-CQDs表面的推電子基C＝N或C＝O還可以和尼古丁表面的推電子基C＝N發生π-π共軛效應，產生熒光共振能量轉移。熒光共振能量發生轉移時，在N-CQDs(能量供體)和尼古丁(能量受體)構建的新型能量轉移體系中，熒光能量從N-CQDs(供體)向尼古丁(受體)轉移，即N-CQDs(供體)熒光猝滅和尼古丁(受體)熒光增強，熒光猝滅后，N-CQDs將更多的能量用于降解尼古丁，達到消煙臭的效果。將其與納米銅單質結合可以制得一種具有更高性能、更廣泛應用的抗菌抗病毒除臭復合功能纖維。