[发明专利]一种纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维及其制备方法

说明书

一种纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维及其制备方法，该表面抗菌纤维是通过将改性的纳米碳晶固载到纯棉纤维面料得到；改性的纳米碳晶是将纳米碳晶先经羟基化和硅烷化处理后再经季铵盐改性和氯化处理得到。本发明以纯棉纤维为基体材料，制备出具有优良耐洗性的纳米碳晶抗菌织物，该抗菌纤维杀菌率高，稳定性好。

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及到一种纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维及其制备方法。

背景技术

纯棉纤维面料因具有良好的生物降解性、价格低廉、较高的机械性能以及穿着舒适等优点，受到人们的亲睐，成为与人体接触最多的一种纤维材料。然而在与人体皮肤接触的过程中，一些对人体有害的细菌会以人的皮屑、汗液和其它分泌物为营养源快速繁殖，并产生有刺激气味的代谢产物，甚至会传播疾病，威胁着人类的健康和发展。因此，开发具有抗菌、除臭等保健功能的纺织品面料受到纺织界的高度重视。

目前，常用的天然抗菌剂抗菌性能较差，而有机抗菌剂耐热性差、稳定性低，无机抗菌剂虽稳定性好，但是除银以外其他的常用抗菌剂抗菌性能较低。报道将纳米银涂覆于季铵盐上得到复合抗菌材料表现出很强的杀菌性能，然而，银本身对人体有所伤害，因此，研发新型复合抗菌材料是抗菌除臭发展的必然趋势。纳米碳晶由于其抗菌性能优越且安全无毒，有望解决上述问题。但纳米碳晶严重的团聚现象导致的较差分散性，限制了纳米碳晶的进一步开发利用。尽管现有技术中对纳米碳晶的改性方法很多，但适用于本发明体系中纳米碳晶与纯棉纤维体系的并不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维，同时提供其制备方法是本发明的又一发明目的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维，该表面抗菌纤维是通过将改性的纳米碳晶固载到纯棉纤维基体得到；改性的纳米碳晶是将纳米碳晶先经羟基化和硅烷化处理后再经季铵盐改性和氯化处理得到。

所述改性纳米碳晶的固载量为纯棉纤维基体重量的0.9-1.5％。

所述纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：

1)纯棉纤维预处理：先将纯棉纤维用蒸馏水煮沸半小时以去除附于纤维上易于溶于水的杂质，并置于烘箱烘干；

2)配制200-250mL乙醇和水体积比为1︰1的溶液，加入改性纳米碳晶5-10g，磁力搅拌器1000-1500rpm下高速搅拌20-30min形成悬浊液，再加入冰乙酸调节溶液的pH为5.0-5.5；

3)加入预处理后的纯棉纤维，70-80℃下反应20-30min，反应完毕后，控制带液率为140-150％，80-85℃下烘干10-15min，然后在120-125℃下烘干10-15min，即得纳米碳晶纯棉表面抗菌纤维。

所述改性纳米碳晶由以下步骤制得：

a)纳米碳晶羟基化和硅烷化处理：取2-10g纳米碳晶加入到250mL的去离子水中，置于500mL烧杯中，直接加入20-25g FeSO₄·7H₂O，超声处理30-40min，待FeSO₄·7H₂O充分溶解，烧杯置于冰浴-超声环境中，再加入30-40mL浓硫酸，滴加30-40mL双氧水(30v/v％)，静置1-2h后，依次补加2-3mL浓硫酸和1-3mL H₂O₂，循环补加5-6次，直到体系的颜色由绿黄色变为淡黄色，再到颜色变深，最后在50-60℃下真空干燥，得到羟基化的纳米碳晶；