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一种超支化改性纳米纤维及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-10-15
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-02-02
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-10-15
基本信息
有效性 实质审查 专利类型 发明专利
申请号 CN202011102771.3 申请日 2020-10-15
公开/公告号 CN112227066A 公开/公告日 2021-01-15
授权日 预估到期日 2040-10-15
申请年 2020年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 D06M11/83D06M11/38D06M13/513D06M15/37D06M16/00D06M13/144D06M101/06 主分类号 D06M11/83
是否联合申请 独立申请 文献类型号 A
独权数量 1 从权数量 9
权利要求数量 10 非专利引证数量 0
引用专利数量 5 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN103451633A、CN107201646A、WO2018028365A1、CN108977977A、CN111501343A 被引证专利
专利权维持 99 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 沈平 当前专利权人 沈平
发明人 沈平 第一发明人 沈平
地址 浙江省温州市鹿城区双屿镇鹿城工业区三期正岙路3号 邮编 325007
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省温州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开了一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:将棉纤维浸没至常压沸水中煮制,趁热过滤,降至室温,洗涤,浸没至水中,加入碱性果胶酶、月桂醇油醇搅拌,浸没至硫酸溶液中,常压煮制,析出,洗涤,过滤,干燥得到预处理纳米棉纤维;将预处理纳米棉纤维进行磁控溅射;然后浸没至氢氧化钠溶液中,干燥得到溅射纳米纤维;将γ‑氨丙基三乙氧基硅烷溶解到甲醇水溶液中,加入溅射纳米纤维搅拌,过滤后采用乙醇水溶液洗涤,干燥得到接枝纳米纤维;将琥珀酸酐、乙二醇胺混合均匀,加入接枝纳米纤维,搅拌状态下加入对甲基苯磺酸搅拌,降温,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,加入乙醇溶液搅拌,过滤,洗涤,干燥得到超支化改性纳米纤维。
  • 摘要附图
    一种超支化改性纳米纤维及其制备方法
  • 说明书附图:[0077]
    一种超支化改性纳米纤维及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-02-02 实质审查的生效 IPC(主分类): D06M 11/83 专利申请号: 202011102771.3 申请日: 2020.10.15
2 2021-01-15 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将棉纤维浸没至常压沸水中煮制50-60min,趁热过滤,降至室温,洗涤,再次浸没至水中,加入碱性果胶酶、月桂醇油醇,搅拌,过滤,洗涤,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制
4-6h,加入乙醇至乙醇质量分数为60-70%,将析出所得沉淀采用乙醇水溶液洗涤,过滤,清水洗涤,50-60℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.2-2Pa,功率为80-100W,气体流量
40-60sccm,溅射时间为1-2min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中,过滤,洗涤,干燥得到溅射纳米纤维;
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到甲醇水溶液中,加入溅射纳米纤维,50-60℃搅拌
1-2h,搅拌速度为100-200r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤,干燥得到接枝纳米纤维;
S4、将琥珀酸酐、乙二醇胺混合均匀,加入接枝纳米纤维,搅拌状态下加入对甲基苯磺酸,100-110℃搅拌4-6h,降温至70-80℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌2-4h,加入乙醇溶液搅拌5-15min,搅拌温度为80-90℃,过滤,洗涤,干燥得到超支化改性纳米纤维。

2.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S1中,棉纤维、碱性果胶酶、月桂醇油醇的质量比为20-40:1-2:0.1-0.5。

3.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S1中,硫酸溶液的质量分数为60-70%。

4.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S1中,加入碱性果胶酶、月桂醇油醇后,搅拌时间为2-4h,搅拌温度为30-40℃。

5.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S1中,将析出所得沉淀采用质量分数为50-60%乙醇水溶液洗涤2-4次。

6.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S2中,氢氧化钠溶液中浸泡2-4h,浸泡温度为2-6℃。

7.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S3中,甲醇水溶液质量分数为6-10%,γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲醇水溶液、溅射纳米纤维的质量比为1-
3:40-60:20-30。

8.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S4中,琥珀酸酐、乙二醇胺、接枝纳米纤维、对甲基苯磺酸的质量比为2-4:50-80:30-38:1-2。

9.根据权利要求1所述超支化改性纳米纤维的制备方法,其特征在于,S4中,干燥的温度为60-80℃,干燥时间为1-2h。

10.一种超支化改性纳米纤维,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述超支化改性纳米纤维的制备方法制得。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织材料技术领域,尤其涉及一种超支化改性纳米纤维及其制备方法。

背景技术

[0002] 棉纤维是天然纤维素纤维,为可再生资源,并能在自然界生物降解,棉纤维织物具有吸湿性强,易染色,手感柔软,强度适度,穿着舒适等优点,因此棉织物很受人们的欢迎。但棉纤维还存在着抗菌性差,易受微生物破坏等缺点,特别是棉纺织品在人们穿着的过程中,由于人们体内如汗液、皮脂等各种分泌物会依附于纺织品上,并在适宜的环境下为各类有害微生物提供良好的生存环境,供其生长与繁殖,从而危害人们的生存环境和身体健康。
[0003] 为了提高棉纤维纺织材料的性能和拓展棉纤维的用途,利用物理和化学等手段对其进行抗菌改性越来越引起人们的重视,目前对纺织材料抗菌加工的研究报道很多,所用的抗菌手段多采用向纺织品中添加抗菌剂,现有的抗菌类纺织品往往存在抗菌药效难以维持、污染环境、不利于环境友好的缺点,超支化聚合物是一类高度支化的三维大分子,超支化聚合物支化点多,分子链不易缠结,黏度不随着分子量的增加而改变,且具有丰富的末端官能团,易对其进行修饰改性,有利于合成多样的功能性材料,如何对棉纤维进行超支化并制备具有持续抗菌效果的材料,成为目前研究的热点。

发明内容

[0004] 基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种超支化改性纳米纤维及其制备方法。
[0005] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0006] S1、将棉纤维浸没至常压沸水中煮制50-60min,趁热过滤,降至室温,洗涤,再次浸没至水中,加入碱性果胶酶、月桂醇油醇,搅拌,过滤,洗涤,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制4-6h,加入乙醇至乙醇质量分数为60-70%,将析出所得沉淀采用乙醇水溶液洗涤,过滤,清水洗涤,50-60℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0007] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.2-2Pa,功率为80-100W,气体流量40-60sccm,溅射时间为1-2min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中,过滤,洗涤,干燥得到溅射纳米纤维;
[0008] S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到甲醇水溶液中,加入溅射纳米纤维,50-60℃搅拌1-2h,搅拌速度为100-200r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤,干燥得到接枝纳米纤维;
[0009] S4、将琥珀酸酐、乙二醇胺混合均匀,加入接枝纳米纤维,搅拌状态下加入对甲基苯磺酸,100-110℃搅拌4-6h,降温至70-80℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌2-4h,加入乙醇溶液搅拌5-15min,搅拌温度为80-90℃,过滤,洗涤,干燥得到超支化改性纳米纤维。
[0010] 优选地,S1中,棉纤维、碱性果胶酶、月桂醇油醇的质量比为20-40:1-2:0.1-0.5。
[0011] 优选地,S1中,硫酸溶液的质量分数为60-70%。
[0012] 优选地,S1中,加入碱性果胶酶、月桂醇油醇后,搅拌时间为2-4h,搅拌温度为30-40℃。
[0013] 优选地,S1中,将析出所得沉淀采用质量分数为50-60%乙醇水溶液洗涤2-4次。
[0014] 优选地,S2中,氢氧化钠溶液中浸泡2-4h,浸泡温度为2-6℃。
[0015] 优选地,S3中,甲醇水溶液质量分数为6-10%,γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲醇水溶液、溅射纳米纤维的质量比为1-3:40-60:20-30。
[0016] 优选地,S4中,琥珀酸酐、乙二醇胺、接枝纳米纤维、对甲基苯磺酸的质量比为2-4:50-80:30-38:1-2。
[0017] 优选地,S4中,干燥的温度为60-80℃,干燥时间为1-2h。
[0018] 一种超支化改性纳米纤维,采用上述超支化改性纳米纤维的制备方法制得。
[0019] 本发明的技术效果如下所示:
[0020] 本发明通过在纳米棉纤维表面通过磁控溅射一层柔性纳米材料,不仅结合强度极高,而且经氢氧化钠溶液浸泡后纳米纤维溶胀,在保持结合强度的前提下,柔性纳米材料随着溶胀的棉纤维进行分散,分散均匀程度极高;
[0021] 而分散均匀的纳米级别的粒子又会促使纤维的表面积与表面能均迅速增强,从而促使材料表面具有极好的化学活性和催化活性,因此在不使用有机溶剂的前提下在其表面进行结合,因此首先通过在其表面接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷,再引入胺基作为成核剂,接枝琥珀酸酐、乙二醇胺,形成的超支化聚合物再在表面季铵化,结合强度极高,不仅有效克服了目前难以形成持久抗菌功能的缺陷,而且表面能极高,可有效提高与其他纤维间的浸润性,混纺效果好,从而提高纺织材料的整体性能,同时本发明全过程中避免使用有机溶剂,环境友好。

实施方案

[0022] 下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0023] 实施例1
[0024] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0025] S1、将20kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制60min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤2次,再次浸没至水中,加入2kg碱性果胶酶、0.1kg月桂醇油醇,40℃搅拌2h,过滤,清水洗涤4次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制4h,加入乙醇至乙醇质量分数为70%,将析出所得沉淀采用质量分数为50%乙醇水溶液洗涤4次,过滤,清水洗涤2次,60℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0026] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.2Pa,功率为100W,气体流量40sccm,溅射时间为2min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中2h,浸泡温度为6℃,过滤,清水洗涤2次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0027] S3、将3kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到40kg质量分数为10%的甲醇水溶液中,加入20kg溅射纳米纤维,60℃搅拌1h,搅拌速度为200r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤2次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0028] S4、将4kg琥珀酸酐、50kg乙二醇胺混合均匀,加入38kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1kg对甲基苯磺酸,110℃搅拌4h,降温至80℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌2h,加入乙醇溶液搅拌15min,搅拌温度为80℃,过滤,清水洗涤4次,60℃干燥2h,得到超支化改性纳米纤维。
[0029] 实施例2
[0030] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0031] S1、将40kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制50min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤4次,再次浸没至水中,加入1kg碱性果胶酶、0.5kg月桂醇油醇,30℃搅拌4h,过滤,清水洗涤2次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制6h,加入乙醇至乙醇质量分数为60%,将析出所得沉淀采用质量分数为60%乙醇水溶液洗涤2次,过滤,清水洗涤4次,50℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0032] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为2Pa,功率为80W,气体流量60sccm,溅射时间为1min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中4h,浸泡温度为2℃,过滤,清水洗涤4次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0033] S3、将1kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到60kg质量分数为6%的甲醇水溶液中,加入30kg溅射纳米纤维,50℃搅拌2h,搅拌速度为100r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤4次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0034] S4、将2kg琥珀酸酐、80kg乙二醇胺混合均匀,加入30kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入2kg对甲基苯磺酸,100℃搅拌6h,降温至70℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌4h,加入乙醇溶液搅拌5min,搅拌温度为90℃,过滤,清水洗涤2次,80℃干燥1h,得到超支化改性纳米纤维。
[0035] 实施例3
[0036] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0037] S1、将25kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制58min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.2kg碱性果胶酶、0.4kg月桂醇油醇,33℃搅拌3.5h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制4.5h,加入乙醇至乙醇质量分数为68%,将析出所得沉淀采用质量分数为52%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,58℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0038] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.4Pa,功率为95W,气体流量45sccm,溅射时间为1.8min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中2.5h,浸泡温度为5℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0039] S3、将1.5kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到55kg质量分数为7%的甲醇水溶液中,加入28kg溅射纳米纤维,52℃搅拌1.7h,搅拌速度为120r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0040] S4、将3.5kg琥珀酸酐、60kg乙二醇胺混合均匀,加入36kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1.3kg对甲基苯磺酸,108℃搅拌4.5h,降温至77℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌2.5h,加入乙醇溶液搅拌12min,搅拌温度为82℃,过滤,清水洗涤3次,75℃干燥1h,得到超支化改性纳米纤维。
[0041] 实施例4
[0042] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0043] S1、将35kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制52min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.8kg碱性果胶酶、0.2kg月桂醇油醇,37℃搅拌2.5h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制5.5h,加入乙醇至乙醇质量分数为62%,将析出所得沉淀采用质量分数为58%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,52℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0044] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.8Pa,功率为85W,气体流量55sccm,溅射时间为1.2min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中3.5h,浸泡温度为3℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0045] S3、将2.5kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到45kg质量分数为9%的甲醇水溶液中,加入22kg溅射纳米纤维,58℃搅拌1.3h,搅拌速度为180r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0046] S4、将2.5kg琥珀酸酐、70kg乙二醇胺混合均匀,加入32kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1.7kg对甲基苯磺酸,102℃搅拌5.5h,降温至73℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌3.5h,加入乙醇溶液搅拌8min,搅拌温度为88℃,过滤,清水洗涤3次,65℃干燥2h,得到超支化改性纳米纤维。
[0047] 实施例5
[0048] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0049] S1、将30kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制55min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.5kg碱性果胶酶、0.3kg月桂醇油醇,35℃搅拌3h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制5h,加入乙醇至乙醇质量分数为65%,将析出所得沉淀采用质量分数为55%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,55℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0050] S2、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.6Pa,功率为90W,气体流量50sccm,溅射时间为1.5min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中3h,浸泡温度为4℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0051] S3、将2kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到50kg质量分数为8%的甲醇水溶液中,加入25kg溅射纳米纤维,55℃搅拌1.5h,搅拌速度为150r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0052] S4、将3kg琥珀酸酐、65kg乙二醇胺混合均匀,加入34kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1.5kg对甲基苯磺酸,105℃搅拌5h,降温至75℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌3h,加入乙醇溶液搅拌10min,搅拌温度为85℃,过滤,清水洗涤3次,70℃干燥1.5h,得到超支化改性纳米纤维。
[0053] 对比例1
[0054] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0055] a、将棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.6Pa,功率为90W,气体流量50sccm,溅射时间为1.5min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中3h,浸泡温度为4℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0056] b、将2kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到50kg质量分数为8%的甲醇水溶液中,加入25kg溅射纳米纤维,55℃搅拌1.5h,搅拌速度为150r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0057] c、将3kg琥珀酸酐、65kg乙二醇胺混合均匀,加入34kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1.5kg对甲基苯磺酸,105℃搅拌5h,降温至75℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌3h,加入乙醇溶液搅拌10min,搅拌温度为85℃,过滤,清水洗涤3次,70℃干燥1.5h,得到超支化改性纳米纤维。
[0058] 对比例2
[0059] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0060] a、将30kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制55min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.5kg碱性果胶酶、0.3kg月桂醇油醇,35℃搅拌3h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制5h,加入乙醇至乙醇质量分数为65%,将析出所得沉淀采用质量分数为55%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,55℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0061] b、将2kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到50kg质量分数为8%的甲醇水溶液中,加入25kg预处理纳米棉纤维,55℃搅拌1.5h,搅拌速度为150r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到接枝纳米纤维;
[0062] c、将3kg琥珀酸酐、65kg乙二醇胺混合均匀,加入34kg接枝纳米纤维,搅拌状态下加入1.5kg对甲基苯磺酸,105℃搅拌5h,降温至75℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌3h,加入乙醇溶液搅拌10min,搅拌温度为85℃,过滤,清水洗涤3次,70℃干燥1.5h,得到超支化改性纳米纤维。
[0063] 对比例3
[0064] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0065] a、将30kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制55min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.5kg碱性果胶酶、0.3kg月桂醇油醇,35℃搅拌3h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制5h,加入乙醇至乙醇质量分数为65%,将析出所得沉淀采用质量分数为55%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,55℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0066] b、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.6Pa,功率为90W,气体流量50sccm,溅射时间为1.5min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中3h,浸泡温度为4℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0067] c、将3kg琥珀酸酐、65kg乙二醇胺混合均匀,加入34kg溅射纳米纤维,搅拌状态下加入1.5kg对甲基苯磺酸,105℃搅拌5h,降温至75℃,搅拌状态下逐滴加入环氧氯丙烷,继续搅拌3h,加入乙醇溶液搅拌10min,搅拌温度为85℃,过滤,清水洗涤3次,70℃干燥1.5h,得到超支化改性纳米纤维。
[0068] 对比例4
[0069] 一种超支化改性纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0070] a、将30kg棉纤维浸没至常压沸水中煮制55min,趁热过滤,降至室温,清水洗涤3次,再次浸没至水中,加入1.5kg碱性果胶酶、0.3kg月桂醇油醇,35℃搅拌3h,过滤,清水洗涤3次,干燥,浸没至硫酸溶液中,常压煮制5h,加入乙醇至乙醇质量分数为65%,将析出所得沉淀采用质量分数为55%乙醇水溶液洗涤3次,过滤,清水洗涤3次,55℃干燥得到预处理纳米棉纤维;
[0071] b、将预处理纳米棉纤维送入磁控溅射装置室内,将反应室抽真空,充入高纯氩气作为反应气,采用99.99%金属铜作为溅射靶材,调节压强为1.6Pa,功率为90W,气体流量50sccm,溅射时间为1.5min;然后取出,浸没至氢氧化钠溶液中3h,浸泡温度为4℃,过滤,清水洗涤3次,干燥得到溅射纳米纤维;
[0072] c、将2kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到50kg质量分数为8%的甲醇水溶液中,加入25kg溅射纳米纤维,55℃搅拌1.5h,搅拌速度为150r/min,过滤后采用乙醇水溶液洗涤3次,干燥得到超支化改性纳米纤维。
[0073] 将实施例5和对比例1-4所得超支化改性纳米纤维进行抗菌性能测试,具体如下:将浓度为105-106cfu/mL的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌悬着在pH=7的磷酸盐缓冲液中,采用“吸收法”测定季铵盐卤胺抗菌棉纤维材料的抗菌性。接触时间分别为5、15和30min,然后将载有细菌液的抗菌棉纤维材料加入到无菌的含有pH=7磷酸盐缓冲液的试管中涡旋洗脱,将试管中接触纤维样品的溶液进行一系列稀释并置于营养琼脂平皿,在37℃条件下培养20-24h,进行平皿计数以确定存活细菌的存在。
[0074] 其结果如下:
[0075]
[0076]
[0077] 其中金黄色葡萄球菌浓度为3.10×105cfu/mL,大肠杆菌浓度为1.82×105cfu/mL。
[0078] 接着将实施例5和对比例1-4所得超支化改性纳米纤维进行20次清水洗涤,再按上述抗菌性能测试,接触时间为10min;其结果如下:
[0079]   抗菌率(金黄色葡萄球菌),% 抗菌率(大肠杆菌),%实施例5 98 95
对比例1 79 76
对比例2 68 64
对比例3 40 41
对比例4 35 33
[0080] 上述结果证实:本发明所得超支化改性纳米纤维具有良好的抗菌性能,而且耐洗涤,抗菌时间长久。
[0081] 本发明通过在纳米棉纤维表面通过磁控溅射一层柔性纳米材料,不仅结合强度极高,而且经氢氧化钠溶液浸泡后纳米纤维溶胀,在保持结合强度的前提下,柔性纳米材料随着溶胀的棉纤维进行分散,分散均匀程度极高;而分散均匀的纳米级别的粒子又会促使纤维的表面积与表面能均迅速增强,从而促使材料表面具有极好的化学活性和催化活性,因此在不使用有机溶剂的前提下在其表面进行结合,因此首先通过在其表面接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷,再引入胺基作为成核剂,接枝琥珀酸酐、乙二醇胺,形成的超支化聚合物再在表面季铵化,结合强度极高,不仅有效克服了目前难以形成持久抗菌功能的缺陷,而且表面能极高,可有效提高与其他纤维间的浸润性,混纺效果好,从而提高纺织材料的整体性能,同时本发明全过程中避免使用有机溶剂,环境友好。
[0082] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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