[0027] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028] 为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的抑菌可降解的复合纤维的各指标测试方法如下:
[0029] 力学性能:用万能拉力仪测量各实施例所得抑菌可降解的复合纤维与对比例产品的断裂强度以及在温度150℃下放置12h后的断裂强度。
[0030] 抗菌性能:按GB15979采用琼脂平皿扩散法测试各实施例所得抑菌可降解的复合纤维与对比例产品对革兰氏阴性细菌:大肠杆菌的抑菌圈大小,同时测量以相同方式洗涤15次后各实施例所得抑菌可降解的复合纤维与对比例产品对革兰氏阴性细菌:大肠杆菌的抑菌圈大小,其中各试样大小为直径25mm的圆。
[0031] 实施例1
[0032] 一种抑菌可降解的复合纤维,按重量份数计,主要包括:78份改性聚乙烯醇纤维,8份纳米银,6份改性木质素磺酸盐,8份改性马来酸酐,80份氨水。
[0033] 一种抑菌可降解的复合纤维的制备方法,所述抑菌可降解的复合纤维的制备方法主要包括以下制备步骤:
[0034] (1)将聚乙烯醇纤维与水按质量比1:15混合于烧杯中,并向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.3倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后,用浓度为0.2mol/L的硝酸调节烧杯内物料的pH至4.5,再向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.4倍的硝酸铈铵,于温度为65℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性聚乙烯醇纤维坯料,将改性聚乙烯醇纤维坯料用丙酮洗涤3次后,于温度为55℃的条件下干燥至恒重,得改性聚乙烯醇纤维;
[0035] (2)将硝酸银与质量分数为15%的聚乙二醇溶液按质量比1.1:10混合,得硝酸银溶液;将步骤(1)所得改性聚乙烯醇纤维与质量分数为20%的聚乙二醇溶液按质量比1:10混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入改性聚乙烯醇纤维质量5倍的硝酸银溶液,于温度为70℃的条件下搅拌反应4h后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥至恒重,得抑菌聚乙烯醇纤维;
[0036] (3)将步骤(2)所得抑菌聚乙烯醇纤维与改性木质素磺酸盐溶液按质量比1:15混合,于室温条件下静置混合6h后,过滤,得改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料,将改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料于温度为80℃的条件下干燥4h,得改性抑菌聚乙烯醇纤维;
[0037] (4)将步骤(3)所得改性抑菌聚乙烯醇纤维与丙酮按质量比1:10混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.09倍的改性马来酸酐和改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.11倍的三乙烯二胺,于温度为75℃的条件下密闭搅拌反应5h后,旋蒸浓缩,得坯料,将坯料与质量分数为18%的氨水按质量比5:4混合于反应釜中,于温度为65℃的条件下搅拌反应2h后,并向反应釜中加入坯料质量0.05倍的混合引发剂,继续于温度为80℃的条件下搅拌反应3h,过滤,并于温度为80℃的条件下干燥至恒重,得抑菌可降解的复合纤维。
[0038] 作为优化,步骤(1)所述聚乙烯醇纤维选用由干法纺丝制得的聚合度为3100,强度为15.9cN/dtex,杨氏模量为366.2cN/dtex的聚乙烯醇纤维。
[0039] 作为优化,步骤(3)所述改性木质素磺酸盐溶液的制备方法为将间苯三酚与1,6‑二溴己烷按摩尔比1:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入间苯三酚摩尔质量12倍的乙醇,于温度为80℃的条件下搅拌反应9h后,得改性间苯三酚混合物,将改性间苯三酚混合物用石油醚萃取除去1,6‑二溴己烷后,再向改性间苯三酚混合物中加入改性间苯三酚混合物质量0.05倍的碘化钾和改性间苯三酚混合物质量0.15倍的木质素磺酸钠,并调节pH至11,于温度为80℃的条件下搅拌反应5h后,得改性木质素磺酸盐坯料,将改性木质素磺酸盐坯料用截留分子量800的透析袋透析9h后,冷冻干燥,得改性木质素磺酸盐,将改性木质素磺酸盐与水按质量比1:8混合,得改性木质素磺酸盐溶液。
[0040] 作为优化,步骤(4)所述改性马来酸酐的制备方法为将马来酸酐与苯乙烯按摩尔比2:1混合,并加入马来酸酐质量12倍的正庚烷和马来酸酐质量0.2倍的偶氮二异丁腈,于温度为75℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性马来酸酐;步骤(4)所述混合引发剂为将过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比2:1混合,得混合引发剂。
[0041] 实施例2
[0042] 一种抑菌可降解的复合纤维,按重量份数计,主要包括:78份聚乙烯醇纤维,8份纳米银,6份改性木质素磺酸盐,8份改性马来酸酐,80份氨水。
[0043] 一种抑菌可降解的复合纤维的制备方法,所述抑菌可降解的复合纤维的制备方法主要包括以下制备步骤:
[0044] (1)将硝酸银与质量分数为15%的聚乙二醇溶液按质量比1.1:10混合,得硝酸银溶液;将聚乙烯醇纤维与质量分数为20%的聚乙二醇溶液按质量比1:10混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入聚乙烯醇纤维质量5倍的硝酸银溶液,于温度为70℃的条件下搅拌反应4h后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥至恒重,得抑菌聚乙烯醇纤维;
[0045] (2)将步骤(1)所得抑菌聚乙烯醇纤维与改性木质素磺酸盐溶液按质量比1:15混合,于室温条件下静置混合6h后,过滤,得改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料,将改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料于温度为80℃的条件下干燥4h,得改性抑菌聚乙烯醇纤维;
[0046] (3)将步骤(2)所得改性抑菌聚乙烯醇纤维与丙酮按质量比1:10混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.09倍的改性马来酸酐和改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.11倍的三乙烯二胺,于温度为75℃的条件下密闭搅拌反应5h后,旋蒸浓缩,得坯料,将坯料与质量分数为18%的氨水按质量比5:4混合于反应釜中,于温度为65℃的条件下搅拌反应2h后,并向反应釜中加入坯料质量0.05倍的混合引发剂,继续于温度为80℃的条件下搅拌反应3h,过滤,并于温度为80℃的条件下干燥至恒重,得抑菌可降解的复合纤维。
[0047] 作为优化,步骤(1)所述聚乙烯醇纤维选用由干法纺丝制得的聚合度为3100,强度为15.9cN/dtex,杨氏模量为366.2cN/dtex的聚乙烯醇纤维。
[0048] 作为优化,步骤(2)所述改性木质素磺酸盐溶液的制备方法为将间苯三酚与1,6‑二溴己烷按摩尔比1:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入间苯三酚摩尔质量12倍的乙醇,于温度为80℃的条件下搅拌反应9h后,得改性间苯三酚混合物,将改性间苯三酚混合物用石油醚萃取除去1,6‑二溴己烷后,再向改性间苯三酚混合物中加入改性间苯三酚混合物质量0.05倍的碘化钾和改性间苯三酚混合物质量0.15倍的木质素磺酸钠,并调节pH至11,于温度为80℃的条件下搅拌反应5h后,得改性木质素磺酸盐坯料,将改性木质素磺酸盐坯料用截留分子量800的透析袋透析9h后,冷冻干燥,得改性木质素磺酸盐,将改性木质素磺酸盐与水按质量比1:8混合,得改性木质素磺酸盐溶液。
[0049] 作为优化,步骤(3)所述改性马来酸酐的制备方法为将马来酸酐与苯乙烯按摩尔比2:1混合,并加入马来酸酐质量12倍的正庚烷和马来酸酐质量0.2倍的偶氮二异丁腈,于温度为75℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性马来酸酐;步骤(3)所述混合引发剂为将过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比2:1混合,得混合引发剂。
[0050] 实施例3
[0051] 一种抑菌可降解的复合纤维,按重量份数计,主要包括:78份改性聚乙烯醇纤维,8份纳米银,6份木质素磺酸盐,8份改性马来酸酐,80份氨水。
[0052] 一种抑菌可降解的复合纤维的制备方法,所述抑菌可降解的复合纤维的制备方法主要包括以下制备步骤:
[0053] (1)将聚乙烯醇纤维与水按质量比1:15混合于烧杯中,并向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.3倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后,用浓度为0.2mol/L的硝酸调节烧杯内物料的pH至4.5,再向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.4倍的硝酸铈铵,于温度为65℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性聚乙烯醇纤维坯料,将改性聚乙烯醇纤维坯料用丙酮洗涤3次后,于温度为55℃的条件下干燥至恒重,得改性聚乙烯醇纤维;
[0054] (2)将硝酸银与质量分数为15%的聚乙二醇溶液按质量比1.1:10混合,得硝酸银溶液;将步骤(1)所得改性聚乙烯醇纤维与质量分数为20%的聚乙二醇溶液按质量比1:10混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入改性聚乙烯醇纤维质量5倍的硝酸银溶液,于温度为70℃的条件下搅拌反应4h后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥至恒重,得抑菌聚乙烯醇纤维;
[0055] (3)将步骤(2)所得抑菌聚乙烯醇纤维与木质素磺酸盐溶液按质量比1:15混合,于室温条件下静置混合6h后,过滤,得改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料,将改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料于温度为80℃的条件下干燥4h,得改性抑菌聚乙烯醇纤维;
[0056] (4)将步骤(3)所得改性抑菌聚乙烯醇纤维与丙酮按质量比1:10混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.09倍的改性马来酸酐和改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.11倍的三乙烯二胺,于温度为75℃的条件下密闭搅拌反应5h后,旋蒸浓缩,得坯料,将坯料与质量分数为18%的氨水按质量比5:4混合于反应釜中,于温度为65℃的条件下搅拌反应2h后,并向反应釜中加入坯料质量0.05倍的混合引发剂,继续于温度为80℃的条件下搅拌反应3h,过滤,并于温度为80℃的条件下干燥至恒重,得抑菌可降解的复合纤维。
[0057] 作为优化,步骤(1)所述聚乙烯醇纤维选用由干法纺丝制得的聚合度为3100,强度为15.9cN/dtex,杨氏模量为366.2cN/dtex的聚乙烯醇纤维。
[0058] 作为优化,步骤(3)所述木质素磺酸盐溶液的制备方法为将木质素磺酸钠与水按质量比1:8混合,得木质素磺酸盐溶液。
[0059] 作为优化,步骤(4)所述改性马来酸酐的制备方法为将马来酸酐与苯乙烯按摩尔比2:1混合,并加入马来酸酐质量12倍的正庚烷和马来酸酐质量0.2倍的偶氮二异丁腈,于温度为75℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性马来酸酐;步骤(4)所述混合引发剂为将过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比2:1混合,得混合引发剂。
[0060] 实施例4
[0061] 一种抑菌可降解的复合纤维,按重量份数计,主要包括:78份改性聚乙烯醇纤维,8份纳米银,6份改性木质素磺酸盐,8份马来酸酐,80份氨水。
[0062] 一种抑菌可降解的复合纤维的制备方法,所述抑菌可降解的复合纤维的制备方法主要包括以下制备步骤:
[0063] (1)将聚乙烯醇纤维与水按质量比1:15混合于烧杯中,并向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.3倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后,用浓度为0.2mol/L的硝酸调节烧杯内物料的pH至4.5,再向烧杯中加入聚乙烯醇纤维质量0.4倍的硝酸铈铵,于温度为65℃的条件下搅拌反应3h后,过滤,得改性聚乙烯醇纤维坯料,将改性聚乙烯醇纤维坯料用丙酮洗涤3次后,于温度为55℃的条件下干燥至恒重,得改性聚乙烯醇纤维;
[0064] (2)将硝酸银与质量分数为15%的聚乙二醇溶液按质量比1.1:10混合,得硝酸银溶液;将步骤(1)所得改性聚乙烯醇纤维与质量分数为20%的聚乙二醇溶液按质量比1:10混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入改性聚乙烯醇纤维质量5倍的硝酸银溶液,于温度为70℃的条件下搅拌反应4h后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥至恒重,得抑菌聚乙烯醇纤维;
[0065] (3)将步骤(2)所得抑菌聚乙烯醇纤维与改性木质素磺酸盐溶液按质量比1:15混合,于室温条件下静置混合6h后,过滤,得改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料,将改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料于温度为80℃的条件下干燥4h,得改性抑菌聚乙烯醇纤维;
[0066] (4)将步骤(3)所得改性抑菌聚乙烯醇纤维与丙酮按质量比1:10混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.09倍的马来酸酐和改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.11倍的三乙烯二胺,于温度为75℃的条件下密闭搅拌反应5h后,旋蒸浓缩,得坯料,将坯料与质量分数为18%的氨水按质量比5:4混合于反应釜中,于温度为65℃的条件下搅拌反应2h后,并向反应釜中加入坯料质量0.05倍的混合引发剂,继续于温度为80℃的条件下搅拌反应3h,过滤,并于温度为80℃的条件下干燥至恒重,得抑菌可降解的复合纤维。
[0067] 作为优化,步骤(1)所述聚乙烯醇纤维选用由干法纺丝制得的聚合度为3100,强度为15.9cN/dtex,杨氏模量为366.2cN/dtex的聚乙烯醇纤维。
[0068] 作为优化,步骤(3)所述改性木质素磺酸盐溶液的制备方法为将间苯三酚与1,6‑二溴己烷按摩尔比1:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入间苯三酚摩尔质量12倍的乙醇,于温度为80℃的条件下搅拌反应9h后,得改性间苯三酚混合物,将改性间苯三酚混合物用石油醚萃取除去1,6‑二溴己烷后,再向改性间苯三酚混合物中加入改性间苯三酚混合物质量0.05倍的碘化钾和改性间苯三酚混合物质量0.15倍的木质素磺酸钠,并调节pH至11,于温度为80℃的条件下搅拌反应5h后,得改性木质素磺酸盐坯料,将改性木质素磺酸盐坯料用截留分子量800的透析袋透析9h后,冷冻干燥,得改性木质素磺酸盐,将改性木质素磺酸盐与水按质量比1:8混合,得改性木质素磺酸盐溶液。
[0069] 作为优化,步骤(4)所述混合引发剂为将过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比2:1混合,得混合引发剂。
[0070] 对比例
[0071] 一种抑菌可降解的复合纤维,按重量份数计,主要包括:78份聚乙烯醇纤维,8份纳米银,6份木质素磺酸盐,8份马来酸酐,80份氨水。
[0072] 一种抑菌可降解的复合纤维的制备方法,所述抑菌可降解的复合纤维的制备方法主要包括以下制备步骤:
[0073] (1)将硝酸银与质量分数为15%的聚乙二醇溶液按质量比1.1:10混合,得硝酸银溶液;将聚乙烯醇纤维与质量分数为20%的聚乙二醇溶液按质量比1:10混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入聚乙烯醇纤维质量5倍的硝酸银溶液,于温度为70℃的条件下搅拌反应4h后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥至恒重,得抑菌聚乙烯醇纤维;
[0074] (2)将步骤(1)所得抑菌聚乙烯醇纤维与木质素磺酸盐溶液按质量比1:15混合,于室温条件下静置混合6h后,过滤,得改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料,将改性抑菌聚乙烯醇纤维坯料于温度为80℃的条件下干燥4h,得改性抑菌聚乙烯醇纤维;
[0075] (3)将步骤(2)所得改性抑菌聚乙烯醇纤维与丙酮按质量比1:10混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.09倍的马来酸酐和改性抑菌聚乙烯醇纤维质量0.11倍的三乙烯二胺,于温度为75℃的条件下密闭搅拌反应5h后,旋蒸浓缩,得坯料,将坯料与质量分数为18%的氨水按质量比5:4混合于反应釜中,于温度为65℃的条件下搅拌反应2h后,并向反应釜中加入坯料质量0.05倍的混合引发剂,继续于温度为80℃的条件下搅拌反应3h,过滤,并于温度为80℃的条件下干燥至恒重,得抑菌可降解的复合纤维。
[0076] 作为优化,步骤(1)所述聚乙烯醇纤维选用由干法纺丝制得的聚合度为3100,强度为15.9cN/dtex,杨氏模量为366.2cN/dtex的聚乙烯醇纤维。
[0077] 作为优化,步骤(2)所述木质素磺酸盐溶液的制备方法为将木质素磺酸钠与水按质量比1:8混合,得木质素磺酸盐溶液。
[0078] 作为优化,步骤(3)所述混合引发剂为将过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比2:1混合,得混合引发剂。
[0079] 效果例
[0080] 下表1给出了采用本发明实施例1至4与对比例的抑菌可降解的复合纤维的力学性能和抗菌性能的分析结果。
[0081] 表1
[0082]
[0083]
[0084] 从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现,在制备抑菌可降解的复合纤维时使用改性聚乙烯醇纤维,并用改性木质素磺酸盐和改性马来酸酐对改性抑菌聚乙烯醇纤维进行处理,可有效提高产品的力学性能和抗菌性能,且在降解途中仍具备良好的抗菌和力学性能;从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现,当在制备抑菌可降解的复合纤维时不使用改性聚乙烯醇纤维,聚乙烯醇纤维表面无法围绕纳米银形成三维交联网络,从而使得产品在高温条件下快速降解,从而降低产品的性能;从实施例1与实施例3和实施例4的实验数据比较可发现,当在制备抑菌可降解的复合纤维时不使用改性木质素磺酸盐和改性马来酸酐时,改性聚乙烯醇纤维表面的纳米银周围无法形成有效的交联网络,进而洗涤后纳米银快速流失,影响产品的性能。
[0085] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。