[发明专利]一种原位聚合制备抗菌聚酰胺纤维的方法

说明书

本发明公开一种原位聚合制备抗菌聚酰胺纤维的方法，属于改性聚酰胺材料技术领域。本发明采用Zr(HPO₄)₂负载聚糠醇包裹抗菌纳米金属粉微球，通过将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与金属粉高速球磨制备分散性良好的纳米金属粉，然后再与糠醇发生聚合反应，制备聚糠醇包裹抗菌纳米金属粉微球，避免了纳米金属粉的团聚，有机聚糠醇的羟基与Zr(HPO₄)₂的P‑OH之间氢键相互作用，实现抗菌纳米金属粉的负载，所述金属粉为铜粉、锌粉、镍粉、铜锌合金粉或铜铁合金粉。聚糠醇可与聚酰胺获得良好的相容性，制备得到的抗菌聚酰胺纤维材料具有良好的抗菌性、热稳定性和纤维强度。

技术领域

本发明涉及改性聚酰胺材料技术领域，更具体的说是涉及一种原位聚合制备抗菌聚酰胺纤维的方法。

背景技术

聚酰胺高分子产品在生产生活中的使用频率高、应用广，但其产品本身的抑菌功能弱，容易滋生细菌等微生物，影响人体健康。因此，亟需改良聚酰胺产品的抗菌性能。近年来，国内外对聚酰胺纤维的抗菌性研究中，主要通过添加少量抗菌剂的方法获得抗菌性能，抗菌剂一般分为这几类：无机型、有机型和天然型。其中，研究较多的是无机型抗菌剂，无机型抗菌剂是以金属(如Ag、Cu、Zn等)离子为抗菌剂，以磷酸盐、膨润土等多孔无机非金属材料为载体制得，这些无机的抗菌剂用于制备抗菌聚酰胺纤维，常存在与聚酰胺相容性差、抗菌粉体在聚合物中的分散困难、抗菌粉体负载量少、抗菌效果不理想等问题。

磷酸氢锆是一种新型多功能介孔材料，是一类具有类似磷酸锆(α-ZrP)层状结构特征的多功能材料,具有较高的热稳定性和较强的耐酸碱性，层间具有大量的P-OH基团，可以与其他官能团作用，实现修饰改性。

目前已有采用介孔磷酸氢锆或磷酸锆负载抗菌纳米金属粉制备具有抗菌效果的研究。专利CN1640263A提供了一种层状磷酸锆载银粉末的制备方法，CN105386147A公开了一种介孔磷酸锆负载纳米银抗菌聚酰胺纤维的制备方法，将Ag@介孔磷酸锆抗菌粉体和聚酰胺反应单体的原料加入到聚酰胺反应器中进行原位聚合制备介孔磷酸锆-纳米银抗菌复合材料，CN105332083A提供了一种介孔磷酸锆负载纳米氧化铜抗菌聚酰胺纤维的制备方法。虽然其抗菌效果显著，但其抗菌剂往往在聚合物中分散性差，易团聚，且相容性不好，生产工艺复杂、成本高。现有专利大多采用金属离子与磷酸锆进行离子交换的方法实现抗菌金属的负载，如CN105332085B一种介孔磷酸锆负载纳米银抗菌纤维及其制备方法，采用银@介孔磷酸锆溶胶前驱体等与聚酯原位聚合，通过离子交换的方式实现银的负载，聚合过程中与二元醇在聚合热的作用下原位氧化还原生成纳米银，很少采用对金属粉末改性负载的报道。赖登旺等提供了Zr(HPO₄)₂浇铸尼龙6的制备方法，采用原位聚合法制备磷酸氢锆/浇铸尼龙6(Zr(HPO₄)₂/MCPA6)，得到抗冲击强度和热稳定性增加的复合材料(高分子材料科学与工程.2019,35(5)：150-156.)，但受尼龙6与Zr(HPO₄)₂的相容性局限，磷酸氢锆的添加量只能在1.5％才有效果。

本发明采用Zr(HPO₄)₂负载有机聚糠醇包裹抗菌纳米金属粉微球，通过对金属粉末的改性修饰再与磷酸氢锆相互作用，实现纳米金属粉的高负载，获得与聚酰胺良好的相容性，所得抗菌聚酰胺纤维的抗菌性良好，纤维的强度和热稳定性强。这在已有文献中尚未见报道。

发明内容