專利名稱：一種金屬絡(luò)合型抗菌纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法，特別是采用含多官能團(tuán)聚丙烯腈纖維絡(luò)合金屬的方法制備金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。
背景技術(shù)：
自古就知過渡金屬離子Ag+、Cu2+、Zn2+等是很好的抗菌消臭劑，在早期用于化纖共混紡絲的抗菌、消臭劑一般均為含金屬離子的復(fù)合物。金屬及其化合物具有抗菌消臭作用，主要是憑借其釋放出微量金屬離子的效應(yīng)。這樣就使得纖維的抗菌效果不能保持很好的耐久性，同時(shí)重金屬離子對人體的生態(tài)毒性問題已引起人們的重視，它主要是通過在纖維表面上逐漸溶出造成的。如何既提高纖維的抗菌效率又達(dá)到安全、持久的目的，一直是研究的重點(diǎn)。名稱為“一種廣譜抗菌纖維的制備方法”(申請?zhí)?0117568)的發(fā)明專利申請公開了一種含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維的制備方法，為廣譜抗菌纖維提供了一種新的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法，使得其具有更為高效、廣譜的抗菌效果，同時(shí)通過在纖維上構(gòu)成一定的接觸式結(jié)構(gòu)和控制釋放，極大的提高了金屬離子在纖維抗菌消臭性能中的安全性和持久性。
本發(fā)明采用含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維對不同金屬離子絡(luò)合的方法，制備一類金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。首先是根據(jù)“一種廣譜抗菌纖維的制備方法”(申請?zhí)?0117568)所提供的含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維的制備方法，將聚丙烯腈纖維用水合肼水溶液浸漬處理，再將浸漬纖維置于密閉反應(yīng)器中恒溫焙烘，然后用無離子水洗至中性，再用無水乙醇洗滌后在60℃恒溫真空烘干，制得含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維。本發(fā)明的具體特征是將含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡0.5～1小時(shí)，固液比為1∶20～1∶100(W/V)；將濃度為1×10-4～1×10-2的不同金屬鹽的無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應(yīng)24～72小時(shí)；再依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到本發(fā)明的目標(biāo)產(chǎn)物—一類新型的金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。
在上述方法中，所用的金屬鹽可以是Ag、Cu、Zn、Fe等金屬鹽。所用金屬鹽的無水乙醇溶液的濃度最好是1×10-3～1×10-2。
上述方法制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維，其抗菌性能的測定評價(jià)可采用改良振蕩瓶法來進(jìn)行(姜文俠，合成纖維，1999，28(4)，23～25；J.S.Park，J.H.Kim，Y.C.Nho，O.H.Kwon，J.Appl.Polym.Sci，1998，69，2213～2220)。
改良振蕩瓶法即將一定量經(jīng)滅菌后的待測纖維加入盛有已知菌濃的試驗(yàn)菌培養(yǎng)液的三角瓶中，試驗(yàn)菌培養(yǎng)液中試驗(yàn)菌的濃度可用稀釋平板法(37℃，培養(yǎng)48小時(shí))測定。為使待測纖維和試驗(yàn)菌充分接觸，在37℃，120rpm搖床上振蕩培養(yǎng)0～24小時(shí)。最后再以稀釋平板法測定振蕩后三角瓶中的活菌濃度?？咕δ芾w維的抗菌性能可用細(xì)菌減少率來評價(jià)表示細(xì)菌減少率(％)＝[(B-A)/B]×100％，式中A-振蕩培養(yǎng)后三角瓶中的菌濃；B-振蕩前，也是在加入待測纖維前三角瓶中的菌濃。
本發(fā)明所制備的Ag、Cu、Zn、Fe等金屬絡(luò)合型抗菌功能纖維，經(jīng)用改良振蕩瓶法測定表明其具有廣譜的抗菌效果，對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、霉菌等均有不同程度的殺滅和抑制其生長的作用。金屬絡(luò)合型抗菌功能纖維的抗菌性能的大小與金屬種類有關(guān)，排序應(yīng)為Ag＞Cu＞Zn＞Fe。Ag、Cu、Zn等金屬絡(luò)合型抗菌功能纖維對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等多種細(xì)菌的抗菌減少率均在90％以上，按FZ/T01021-92標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到優(yōu)異水平(該項(xiàng)測試委托廣東省微生物研究所測定)。而在相同條件下，F(xiàn)e金屬絡(luò)合型抗菌功能纖維對不同菌類只具有一定的抑制其生長的作用。由于是采用金屬絡(luò)合的方法來制備這類新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維，所有抗菌基團(tuán)是以化學(xué)鍵牢固地結(jié)合在纖維表面上，故具有安全和持久的抗菌效果。
本發(fā)明制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維，是利用含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維上的含氮、含氧、雜環(huán)等多官能團(tuán)和不同的金屬離子絡(luò)合。這些多官能團(tuán)和金屬配位鍵的生成，具有疊加協(xié)同作用，可大大地提高對不同種類細(xì)菌的抗菌活性、選擇性、安全性和持久性。抗菌性能測試結(jié)果證實(shí)，本發(fā)明制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維具有對細(xì)菌廣譜的殺滅和抑制其生長作用、在短時(shí)間內(nèi)即可殺滅細(xì)菌和抑制細(xì)菌的生長、抗菌效率高等特點(diǎn)。本發(fā)明制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維的抗菌性能主要決定于其多官能團(tuán)的生成和金屬離子的選擇。
本發(fā)明制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維，其最終產(chǎn)品可根據(jù)用戶的需求制成多種規(guī)格的長絲、短纖維和非織造布等產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于服用、裝飾、醫(yī)療護(hù)理、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。隨著科技進(jìn)步和人民生活水平的提高，以及衛(wèi)生保健和環(huán)境意識的增強(qiáng)，人們不僅對具有抗菌功能的纖維的需求量大大增加，而且對廣譜性、安全性和耐久性等方面提出了更高的要求。而本發(fā)明制備的新型金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維正是滿足了高效、廣譜、安全、耐久及適用性廣的要求，故本發(fā)明具有重要的社會意義和應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
將上述合成的含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡1小時(shí)，固液比W/V為1∶40；將濃度為1×10-3～1×10-2的醋酸銀無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應(yīng)24小時(shí)；依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到金屬銀絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。
按改良振蕩瓶法，分別測定其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌在作用6小時(shí)和24小時(shí)后的抗菌性能，測試結(jié)果如下

實(shí)施例2將實(shí)施例1中的醋酸銀改用醋酸銅，其他條件不變，其抗菌性能測試結(jié)果如下

實(shí)施例3將實(shí)施例1中醋酸銀改用醋酸鋅，其他條件不變，其抗菌性能測試結(jié)果如下

實(shí)施例4將實(shí)施例1中醋酸銀改用硫酸亞鐵，其他條件不變，其抗菌性能測試結(jié)果如下

實(shí)施例5將聚丙烯腈纖維用15％的水合肼水溶液浸漬24小時(shí)，固液比為1∶50(W/V)，再將擠至軋液率為400～500的浸漬纖維置于密閉反應(yīng)器中，在無張力狀態(tài)下，120～130℃恒溫焙烘2小時(shí)，然后用無離子水洗至中性，再用無水乙醇洗滌后在60℃恒溫真空烘干。將經(jīng)上述處理后的纖維和5％的NaOH水溶液以1∶40(W/V)固液比混和，60℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3小時(shí)，抽濾后的纖維再依次用無離子水、0.1～2.0mol/l的稀鹽酸、無離子水洗至中性，再用無水乙醇浸泡洗滌，然后在50～60℃恒溫真空干燥。
將上述合成的含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡1小時(shí)，固液比為1∶40(W/V)。將濃度為1×10-3～1×10-2的醋酸銀無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應(yīng)24小時(shí)。再依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到金屬銀絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。
按改良振蕩瓶法，分別測定其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌在作用6小時(shí)和24小時(shí)后的抗菌性能，測試結(jié)果如下

實(shí)施例6將實(shí)施例5中的醋酸銀改用醋酸銅，其他條件不變，其抗菌性能測試結(jié)果如下

實(shí)施例7將實(shí)施例5中的醋酸銀改用醋酸鋅，其他條件不變，其抗菌性能測試結(jié)果如下

實(shí)施例8將實(shí)施例5中的醋酸銀改用醋酸鐵，其他條件不變，抗菌性能測試結(jié)果如下

權(quán)利要求
1.一種金屬絡(luò)合型抗菌纖維的制備方法，其特征是將含多官能團(tuán)聚丙烯腈纖維用無水乙醇浸泡0.5～1小時(shí)，固液比W/V為1∶20～1∶100；將濃度為1×10-4～1×10-2的不同金屬鹽的無水乙醇液加入其中，在攪拌下回流反應(yīng)24～72小時(shí)，取出纖維，依次用無水乙醇、無離子水洗滌、無水乙醇浸泡洗滌，然后在50～60℃恒溫真空干燥得到所需的金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用金屬鹽為Ag、Cu、Zn、Fe的金屬鹽。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所用金屬鹽的無水乙醇溶液的濃度為1×10-3～1×10-2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法,包括含多官能團(tuán)聚丙烯腈纖維的制備和同金屬離子的絡(luò)合兩步主要過程。通過控制含多官能團(tuán)聚丙烯腈功能纖維的合成條件,來合理搭配功能纖維表面產(chǎn)生多官能團(tuán)的種類和數(shù)量,以利于進(jìn)一步和不同金屬離子的絡(luò)合。通過在纖維上構(gòu)成一定的接觸式結(jié)構(gòu)和控制釋放,使得金屬離子在與纖維原有的抗菌能力產(chǎn)生疊加協(xié)同作用,具有更為高效、廣譜的抗菌效果同時(shí),極大的提高了金屬離子在纖維抗菌消臭性能中的安全性和持久性。
文檔編號D06M13/184GK1349016SQ0112994
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月23日
發(fā)明者曾漢民, 蕭耀南 申請人:中山大學(xué)