本發(fā)明屬于聚酯纖維制備，涉及一種抗菌除毒改性聚酯纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、抗菌除毒改性聚酯纖維是通過在聚酯纖維的制備過程中添加抗菌除毒劑或進(jìn)行特殊處理，使纖維具備抑制或殺滅細(xì)菌、病毒等有害微生物的能力。

2、抗菌除毒改性聚酯纖維在紡織、醫(yī)療、衛(wèi)生保健等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在紡織品領(lǐng)域，它可用于制作抗菌除臭的內(nèi)衣、襪子、運動服等；在醫(yī)療領(lǐng)域，它可用于制作手術(shù)衣、手術(shù)罩、口罩、醫(yī)用綁帶等，以減少交叉感染的風(fēng)險。

3、這類纖維不僅保留了聚酯纖維原有的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性、吸水性、快干性等優(yōu)良特性，還顯著增強(qiáng)了其衛(wèi)生保健功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌除毒改性聚酯纖維及其制備方法，具有除毒抗菌性能好的特點。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種抗菌除毒改性聚酯纖維的制備方法，所述抗菌除毒改性聚酯纖維制備方法流程為：

4、s1：將氧化石墨烯溶解于去離子水中，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30~50%的氧化石墨烯溶液，再向石墨烯溶液中加入3~5wt%六水硝酸鋅，以150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2h，得到混合溶液a；

5、s2：將戊唑醇和雙十八烷基二甲基氯化銨按質(zhì)量比2：1混合，分散于乙醇溶液中，以150~180r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，攪拌的同時從室溫緩慢升溫至40℃，攪拌時長為1~2h，得到混合溶液b；

6、s3：將聚氨酯加熱至170~190℃，以200r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌時長為0.5~1h，將熔融狀態(tài)的聚氨酯和去離子水按體積比2：1混合，制得聚氨酯溶液，同時以5℃/min降溫至40℃，在40℃下以150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌0.5h；

7、s4：向40℃的聚氨酯溶液中加入混合溶液a、混合溶液b，其中聚氨酯溶液，混合溶液a，混合溶液b的體積比為2：1：1，再加入1wt%分散劑和0.5wt%硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3~4h，得到混合溶液c；

8、s5：向聚酯纖維通入水蒸氣進(jìn)行熱處理，再通入臭氧進(jìn)行殺菌處理，殺菌處理后再通入70℃氮氣吹掃4~6h，得到干燥的聚酯纖維；

9、s6：將干燥處理后的聚酯纖維浸泡入混合溶液c中，加熱至45~55℃，超聲3~4h，取出后，使用激光干燥法對聚酯纖維進(jìn)行干燥，得到所述抗菌除毒改性聚酯纖維。

10、進(jìn)一步的，所述s2中乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60~80%。

11、進(jìn)一步的，所述s2中緩慢升溫速率為2℃/min。

12、進(jìn)一步的，所述s4中分散劑為聚乙二醇，其數(shù)均分子量為2000~4000。

13、進(jìn)一步的，所述s4中硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

14、進(jìn)一步的，所述s5中水蒸氣熱處理的參數(shù)為處理時長為0.5~2h，處理溫度為200~300℃，水蒸氣通入的量為1.5~2kg/h。

15、進(jìn)一步的，所述s5中臭氧通入的流速為20m/s，吹掃時長為1h。

16、進(jìn)一步的，所述s5中氮氣的通入流速為15m/s。

17、進(jìn)一步的，所述s6中激光干燥法的參數(shù)為激光功率300w，溫度50℃，照射時長30min。

18、氧化石墨烯具有良好的抗菌性能，而六水硝酸鋅可作為抗菌劑的增效劑或提供其他功能。將它們?nèi)芙庠谌ルx子水中，可以確保它們在后續(xù)步驟中的均勻分布；聚氨酯在加熱至熔融狀態(tài)后，可以與去離子水混合形成穩(wěn)定的溶液。這種溶液在后續(xù)步驟中可以作為涂層基材，將抗菌劑牢固地附著在聚酯纖維上；將所有抗菌成分和聚氨酯溶液混合在一起，可以確保它們在聚酯纖維上的均勻分布。聚氨酯作為涂層基材，可以將抗菌劑牢固地附著在纖維上，提高其耐久性和抗菌效果；

19、通過通入水蒸氣進(jìn)行熱處理，可以去除聚酯纖維表面的雜質(zhì)和油污。通入臭氧進(jìn)行殺菌處理，可以進(jìn)一步殺滅纖維上的細(xì)菌和病毒。最后通入氮氣吹掃，可以去除殘留的臭氧和水分，得到干燥的聚酯纖維。

20、將干燥處理后的聚酯纖維浸泡入混合溶液c中，可以使抗菌除毒改性劑均勻地附著在纖維上。加熱和超聲處理可以促進(jìn)改性劑向纖維內(nèi)部的滲透和固定。最后使用激光干燥法，可以迅速去除纖維表面的水分，同時進(jìn)一步固定改性劑，得到具有顯著抗菌和除毒效果的改性聚酯纖維。

21、在本發(fā)明中結(jié)合使用氧化石墨烯、六水硝酸鋅、戊唑醇和雙十八烷基二甲基氯化銨，使制得的改性聚酯纖維有更好的抗菌和除毒效果。

22、氧化石墨烯具有鋒利的邊緣和平面，能夠刺穿細(xì)菌細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)菌死亡；氧化石墨烯的大比表面積和豐富的官能團(tuán)使其能夠與細(xì)菌細(xì)胞表面的多個位點相互作用，從而增強(qiáng)抗菌效果。

23、鋅離子是六水硝酸鋅釋放的主要抗菌成分，它能夠與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的多種酶結(jié)合，抑制其活性，從而干擾細(xì)菌的正常生理功能，此外，鋅離子還能夠破壞細(xì)菌dna的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，進(jìn)一步抑制細(xì)菌的生長和繁殖。

24、氧化石墨烯通過其鋒利的邊緣刺穿細(xì)菌細(xì)胞膜，造成物理破壞；而六水硝酸鋅釋放的鋅離子則能夠進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，抑制酶的活性，干擾dna復(fù)制等過程，造成化學(xué)抑制。兩者結(jié)合，從內(nèi)外兩方面共同作用于細(xì)菌，增強(qiáng)了抗菌效果；氧化石墨烯的大比表面積和豐富的官能團(tuán)可能有助于鋅離子更好地吸附在其表面，進(jìn)而促進(jìn)鋅離子向細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的滲透，提高鋅離子的利用率和抗菌效率。

25、戊唑醇是一種廣譜殺菌劑，能夠抑制病原菌麥角甾醇的生物合成，破壞病菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到殺菌效果，并且戊唑醇還能夠通過破壞病毒粒子的結(jié)構(gòu)或干擾其復(fù)制過程來實現(xiàn)除毒效果。

26、氧化石墨烯通過物理破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，戊唑醇則通過抑制病原菌的生物合成過程，兩者結(jié)合形成了多重殺菌機(jī)制，能夠更有效地殺滅細(xì)菌；戊唑醇有助于穩(wěn)定氧化石墨烯在溶液中的分散狀態(tài)，防止其團(tuán)聚，從而保持其良好的抗菌活性。

27、作為一種表面活性劑，雙十八烷基二甲基氯化銨能夠降低水的表面張力，使抗菌成分更容易滲透到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，它還可能通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性來增強(qiáng)抗菌效果。

28、雙十八烷基二甲基氯化銨作為表面活性劑，能夠降低水的表面張力，促進(jìn)戊唑醇等抗菌成分在細(xì)菌細(xì)胞表面的吸附和滲透，提高抗菌成分的利用率和抗菌效果，戊唑醇具有廣譜殺菌性，而雙十八烷基二甲基氯化銨可能通過其抗菌作用或增強(qiáng)其他抗菌成分的作用范圍，進(jìn)一步提高整體的廣譜抗菌性能。

29、氧化石墨烯、六水硝酸鋅、戊唑醇和雙十八烷基二甲基氯化銨各自具有不同的抗菌機(jī)制和靶點，它們共同作用時能夠形成多層次、多靶點的抗菌網(wǎng)絡(luò)，顯著提高抗菌除毒效果；聚氨酯作為涂層基材，能夠?qū)⒖咕煞掷喂痰馗街诰埘ダw維上，防止其在使用過程中脫落或失活，從而保持長期的抗菌除毒效果，同時，聚氨酯的加入還可能提高纖維的物理性能和耐久性。

30、水蒸氣熱處理可以軟化聚酯纖維，提高其吸濕性，有助于后續(xù)的抗菌除毒改性處理。同時，水蒸氣還可以幫助去除纖維表面的部分雜質(zhì)和油污，為后續(xù)的殺菌處理創(chuàng)造更好的條件；臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，具有廣譜殺菌作用。向聚酯纖維通入臭氧可以有效地殺滅纖維表面的細(xì)菌和病毒，進(jìn)一步提高纖維的衛(wèi)生性能。臭氧能夠破壞微生物的細(xì)胞膜和dna，從而達(dá)到殺菌的效果；在殺菌處理后，通入70℃的氮氣進(jìn)行吹掃，主要起到干燥和去除殘留氣體的作用。氮氣是惰性氣體，不會與聚酯纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時其吹掃作用可以帶走纖維表面的水分和殘留的臭氧，使纖維迅速干燥，并防止殘留氣體對纖維性能的影響。此外，70℃的溫度也有助于加速纖維的干燥過程。

31、本發(fā)明的有益效果：

32、（1）在制備抗菌除毒改性聚酯纖維的過程中，氧化石墨烯、六水硝酸鋅、戊唑醇和雙十八烷基二甲基氯化銨等物質(zhì)通過協(xié)同作用顯著增強(qiáng)了整體的抗菌除毒性能，這種協(xié)同作用不僅體現(xiàn)在不同抗菌成分之間的互補(bǔ)和增強(qiáng)上，還體現(xiàn)在它們與聚氨酯等基材之間的相互作用上，這種多層次、多靶點的抗菌網(wǎng)絡(luò)為制備高性能抗菌除毒材料提供了有力支持；

33、（2）水蒸氣、臭氧和氮氣的處理在制備抗菌除毒改性聚酯纖維的過程中分別起到了軟化纖維、殺菌和干燥去除殘留氣體的作用，這些步驟共同確保了改性聚酯纖維具有良好的抗菌除毒性能和穩(wěn)定的物理性能。