抗菌再生纖維素纖維及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種抗菌再生纖維素纖維及其制備方法，本發(fā)明專利技術(shù)的抗菌再生纖維素纖維由纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶液經(jīng)凝固再生紡絲而得；所述抗菌再生纖維素纖維含有0.1～5wt％的非水溶性胍鹽聚合物。本發(fā)明專利技術(shù)的制備方法為：將纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶解于溶劑中形成紡絲液，經(jīng)濕法紡絲或干噴濕紡，制得抗菌再生纖維素纖維；所述濕法紡絲或干噴濕紡的凝固浴為長鏈上烷基碳的個數(shù)為12～18的長鏈烷基鈉鹽、溶劑、水的混合溶液。本發(fā)明專利技術(shù)的操作簡單，制備條件溫和，所制得的抗菌纖維素纖維含有非水溶性胍鹽聚合物，因而耐洗滌性優(yōu)異，具有抗菌效果持久、無毒舒適等優(yōu)異的特點，對開發(fā)抗菌效果顯著、成本低、效果持久且環(huán)境友好的纖維素纖維具有重要的意義。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬抗菌纖維制備
，涉及一種抗菌再生纖維素纖維及其制備方法，特別是涉及一種含有非水溶性胍鹽聚合物的抗菌再生纖維素纖維及其制備方法。
技術(shù)介紹
舒適性和功能性越來越成為紡織用纖維發(fā)展的重要方向。而纖維素纖維以其天然可再生的資源優(yōu)勢和優(yōu)良的吸濕性、穿著舒適性，在貼身衣物、床飾品等方面具有不可替代的優(yōu)勢；然而纖維素纖維的親水性結(jié)構(gòu)決定了其相比于合成纖維如滌綸、尼龍等更易遭受細菌的侵擾，嚴重影響了其穿著的衛(wèi)生性，給消費者帶來了潛在的危害，甚至引起一系列的疾病。因此，纖維素纖維的抗菌功能化顯得尤為重要。目前纖維素纖維的抗菌功能化方法主要分為表面涂覆、化學(xué)接枝、共混添加三大類。表面涂覆操作較為簡便省時，但是單純的物理吸附作用并不能保證產(chǎn)品在使用過程中的牢固度，經(jīng)過多次洗滌之后往往很大一部分脫落；接枝方法將抗菌添加劑與纖維素纖維以共價鍵結(jié)合，大大提升了耐洗滌性，但是接枝率較低、處理工序復(fù)雜、耗能較大也是明顯的缺點，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用；為提高纖維素纖維抗菌效果的持久性，紡前添加法成為抗菌再生纖維素纖維開發(fā)的主要方向。而在紡絲液中添加合適的抗菌劑顯得尤為關(guān)鍵。結(jié)合纖維素的溶解工藝和濕法紡絲或干噴濕紡纖維成型過程，并且考慮到最終產(chǎn)品應(yīng)用過程中的持久抗菌效力，對抗菌添加劑提出了嚴苛的要求：抗菌效果好、不與溶劑發(fā)生反應(yīng)、尺寸小或者能溶于溶劑、不引起明顯的纖維物理性能下降、抗流失性能好。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種抗菌再生纖維素纖維及其制備方法，特別是提供一種含有非水溶性胍鹽聚合物的抗菌再生纖維素纖維及其制備方法。胍鹽聚合物是目前公認的比較安全高效的廣譜抗菌劑，它具有低毒、高效、安全、環(huán)保等特點，因而廣泛應(yīng)用于紡織品、醫(yī)療、農(nóng)產(chǎn)品防護、食品和日用品等方面。將胍鹽聚合物直接添加到纖維素紡絲液中，制備再生纖維素纖維，是一條可行的道路。但是大多數(shù)胍鹽聚合物本身為水溶性，在含有大量水的凝固浴中流失嚴重，纖維成品在日常使用中的洗滌也會對其含量造成很大的損失，這嚴重限制了其實用價值。本專利技術(shù)的抗菌再生纖維素纖維，由纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶液經(jīng)凝固再生紡絲而得；所述抗菌再生纖維素纖維含有0.1～5wt％的非水溶性胍鹽聚合物。作為優(yōu)選的技術(shù)方案：如上所述的抗菌再生纖維素纖維單絲纖度為0.8～5.1dtex，斷裂強度為1.5～4.3cN/dtex，對大腸桿菌的最低抗菌率為95.6％，對金黃色葡萄球菌的最低抗菌率為97.3％，經(jīng)過50次家庭洗滌程序后，仍能對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別保持在80％以上的抗菌率。如上所述的抗菌再生纖維素纖維，所述凝固再生紡絲為濕法紡絲或干噴濕紡。如上所述的抗菌再生纖維素纖維，所述非水溶性胍鹽聚合物為以下聚合物中的一種以上，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，m＝1～20，n＝3～30。本專利技術(shù)還提供了抗菌再生纖維素纖維的制備方法：將纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶解于溶劑中形成紡絲液，經(jīng)濕法紡絲或干噴濕紡，制得抗菌再生纖維素纖維；所述濕法紡絲或干噴濕紡的凝固浴為長鏈上烷基碳的個數(shù)為12～18的長鏈烷基鈉鹽、溶劑、水的混合溶液。本專利技術(shù)的方法，得到均一的紡絲液后，將紡絲液經(jīng)過脫泡和過濾，然后加壓擠出并經(jīng)過或不經(jīng)過空氣段，然后進入凝固浴，經(jīng)水洗、牽伸和定型后得到所述抗菌再生纖維素纖維。如上所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，所述可溶性胍鹽聚合物為聚六亞甲基胍鹽酸鹽和聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽中的任意一種，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：聚六亞甲基胍鹽酸鹽：聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽：其中n＝3～30。如上所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，所述凝固浴中長鏈烷基鈉鹽的含量為0.5～10wt％，溶劑的含量為0～50wt％，其余為水。如上所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，長鏈上烷基碳的個數(shù)為12～18的長鏈烷基鈉鹽為十八酸鈉十六酸鈉十四酸鈉十二烷基苯磺酸鈉(直鏈)十二烷基苯磺酸鈉(支鏈)十二烷基硫酸鈉十二烷基磺酸鈉或十二烷基聚氧乙醚硫酸鈉中的一種以上，其中m＝1～20。如上所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，所述纖維素的聚合度為200～1600；非水溶性胍鹽聚合物為抗菌再生纖維素纖維的0.1～5wt％；所述纖維素在紡絲液中的質(zhì)量分數(shù)為5～30wt％；所述溶解的溫度為50～120℃，溶解時間10～240min。如上所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，所述溶劑為N-甲基嗎啉-N-氧化物水溶液(N-甲基嗎啉-N-氧化物濃度為40～92wt％)、氯化鋰/N,N-二甲基乙酰胺(氯化鋰含量5～12wt％)、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽或1-乙基-3-甲基咪唑甲酸鹽中的一種以上。本專利技術(shù)的胍鹽聚合物在凝固浴中成型時發(fā)生的反應(yīng)見如下過程：RNa為長鏈烷基鈉鹽。在凝固過程中，纖維中含有的可溶性胍鹽聚合物與凝固浴中的長鏈烷基鈉鹽反應(yīng)轉(zhuǎn)變成非水溶性抗菌劑，分布于纖維的表面及內(nèi)部。有益效果：1.由于本專利技術(shù)采用的是胍鹽聚合物作為初始的抗菌添加劑，胍鹽聚合物是高效廣譜的抗菌劑，能抑制細菌、真菌的繁殖，在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用；2.由于本專利技術(shù)所采用的胍鹽聚合物可以溶于所用的溶劑中，所以紡絲液是均勻的，紡絲時不會堵塞噴絲孔，也不會引起纖維的力學(xué)性能下降；3.由于本專利技術(shù)是在凝固浴中將水溶性的胍鹽聚合物轉(zhuǎn)化成非水溶性抗菌劑，而這一轉(zhuǎn)化過程直接發(fā)生在初生纖維表面及內(nèi)部，最終的抗菌纖維產(chǎn)品的耐洗性大大提高；4.由于本專利技術(shù)采用的胍鹽聚合物可以溶于諸多溶劑中，適用于多種溶劑體系的聚合物溶液，對于需要采用凝固浴的干噴濕紡工藝濕法紡絲或工藝都可以進行非水溶性抗菌劑的生成反應(yīng)；5.本專利技術(shù)中所提供的非水溶性抗菌劑經(jīng)實驗證明具有很好的抗菌效果，在0.1wt％的添加含量下即可達到90％以上的抑菌率，可以用于多種紡織品織物的抗菌功能化。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本專利技術(shù)作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本專利技術(shù)的抗菌再生纖維素纖維，由纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶液經(jīng)凝固再生紡絲而得；所述抗菌再生纖維素纖維含有0.1～5wt％的非水溶性胍鹽聚合物。所述的抗菌再生纖維素纖維單絲纖度為0.8～5.1dtex，斷裂強度為1.5～4.3cN/dtex，對大腸桿菌的最低抗菌率為95.6％，對金黃色葡萄球菌的最低抗菌率為97.3％；經(jīng)過50次家庭洗滌程序后，仍能對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別保持在80％以上的抗菌率。所述凝固再生紡絲為濕法紡絲或干噴濕紡，具體的工藝參數(shù)如下表所示：所述的抗菌再生纖維素纖維，所述非水溶性胍鹽聚合物為以下聚合物中的一種以上，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，m＝1～20，n＝3～30。實施例1一種抗菌再生纖維素纖維的制備方法，其特征是：在80℃條件下，將聚合度為200的纖維素、聚六亞甲基胍鹽酸鹽與濃度為40wt％的N-甲基嗎啉-N-氧化物水溶液混合攪拌，溶脹后真空脫水，在30min內(nèi)溶解形成紡絲液，紡絲液中纖維素的濃度為5wt％，聚六亞甲基胍鹽酸鹽的結(jié)構(gòu)式如下：將紡絲液經(jīng)過脫泡和過濾處理后，經(jīng)直徑為0.1mm的噴絲孔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
抗菌再生纖維素纖維，其特征是：由纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶液經(jīng)凝固再生紡絲而得；所述抗菌再生纖維素纖維含有0.1～5wt％的非水溶性胍鹽聚合物。

【技術(shù)特征摘要】
1.抗菌再生纖維素纖維，其特征是：由纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶液經(jīng)凝固再生紡絲而得；所述抗菌再生纖維素纖維含有0.1～5wt％的非水溶性胍鹽聚合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌再生纖維素纖維，其特征在于，所述抗菌再生纖維素纖維單絲纖度為0.8～5.1dtex，斷裂強度為1.5～4.3cN/dtex；對大腸桿菌的最低抗菌率為95.6％，對金黃色葡萄球菌的最低抗菌率為97.3％，經(jīng)過50次家庭洗滌程序后，仍能對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別保持80％以上的抗菌率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌再生纖維素纖維，其特征在于，所述凝固再生紡絲為濕法紡絲或干噴濕紡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌再生纖維素纖維，其特征在于，所述非水溶性胍鹽聚合物為以下聚合物中的一種以上，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，m＝1～20，n＝3～30。5.抗菌再生纖維素纖維的制備方法，其特征是：將纖維素與可溶性胍鹽聚合物溶解于溶劑中形成紡絲液，經(jīng)濕法紡絲或干噴濕紡，制得抗菌再生纖維素纖維；所述濕法紡絲或干噴濕紡的凝固浴為長鏈上烷基碳的個數(shù)為12～18的長鏈烷基鈉鹽、溶劑和水的混合溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述可溶性胍鹽聚合物為聚六亞甲基胍...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張玉梅，曹長林，吳開建，靳宏，王東興，王樂軍，杜樹新，劉怡寧，
申請(專利權(quán))人：恒天纖維集團有限公司，東華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11