一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法

技术领域

本发明涉及医疗抗菌材料技术领域，尤其涉及一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法。

背景技术

纤维素纤维的制品在服装、床上用品、洗浴用品及多个产业用领域有广泛的应用。纤维素纤维属于生物质，具有良好的亲水性、生物相容性，同时也特别容易附着和繁殖细菌。随着消费者健康意识的提高，人们对抗菌、杀病毒纺织品的需求越来越多，还要求其具有优异的耐久性。多年来，由于纤维素制品在日常生活中的广泛应用，纤维素纤维的耐久抗菌是国际国内市场需求的热点。

纳米ZnO是当前拥有广泛应用前景的多功能无机材料。由于纳米ZnO颗粒非常小，其比表面积非常大，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使纳米ZnO具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质，在磁、光、电、催化等方面具有一般ZnO所无法比拟的特殊性能和用途。将纤维素纤维和纳米ZnO结合起来，就会同时具有吸附与抑菌功能，如此便可克服纤维素纤维不能抑菌的劣势，扩大纤维素应用范围。

文献《微波原位生成纳米ZnO整理棉织物实验研究》，纺织导报，2013，09报告了一种微波制备负载纳米ZnO的方法，需要把棉织物微波炉中，微波设备需要密封，限制了大量生产的可能，保护剂对棉吸附作用弱，造成牢度较低。专利一种具有抗菌性能的ZnO纺织布复合材料的制备方法，CN104775298A制备了纳米ZnO负载的织物，该发明没有使用必要的保护剂，需要微波和超声波的辅助下才可以进行，同时也存在着牢度差的问题。目前尚未有文献报告超声波能量反应制备纳米ZnO负载棉织物的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法，能够赋予纤维素抗菌的功能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、纤维素纤维的预处理；将纤维素纤维或者织物浸渍到聚阳离子溶液中，浴比1:30，聚阳离子浓度为3-10(o.w.f),浸渍温度为40-90℃，浸渍时间为5-20min；

步骤2、经聚阳离子改性后的纤维素纤维或者织物浸渍到Zn

步骤3、采用超声波发射器处理浸渍后的纤维素纤维或者织物，超声波频率为20-60kHz，超声时间为5-10min。

优选地，在步骤1中，纤维素纤维包括棉、黏胶、莫代尔、莱赛尔或麻纤维。

优选地，在步骤1中，聚阳离子为环氧氯烷，仲胺、叔胺聚合后的阳离子化合物。

优选地，在步骤2中，锌离子水溶液为硝酸锌、硫酸锌或醋酸锌水溶液。

优选地，在步骤2中，电负性高聚物为等电点在6以下的端基羧基高聚物、端羧基高聚物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明制得的负载纳米ZnO纤维素纤维及织物不易板结，具有良好的蓬松性，纳米ZnO分散性好，且制得的纤维具有良好的抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可以达到99％以上。

附图说明

图1为本发明实施例1中棉纤维负载ZnO电镜图；

图2为本发明实施例2中黏胶纤维负载ZnO电镜图；

图3为本发明棉纤维与ZnO负载后棉纤维抑菌图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、选用2g棉纤维浸渍到聚阳离子溶液中，浴比1:30，聚阳离子用量为3o.w.f,浸渍温度为80℃，浸渍时间为20min，得到聚阳离子改性黏棉纤维。聚阳离子溶液的制备方法为：以环氧氯丙烷与二甲胺进行反应，加入三乙烯四胺，反应4h得到聚合物；

步骤2、将聚阳离子改性后的纤维素纤维或者织物浸渍到Zn

步骤3、采用超声波发射器处理浸渍后的黏胶非织造布，超声波频率为40kHz，超声时间为5min，得到ZnO负载的抗菌黏胶非织造布。

本实施例中，经聚阳离子改性后纤维素纤维表面呈正电性，对电负性的化合物具有良好的亲和力。聚阳离子化合物和羟基羧基化合物的作用下对纳米材料起到包覆和分散作用，借助超声波能量可以实现纳米ZnO负载在纤维表面。

实施例2：

一种改性纳米ZnO抗菌纤维素纤维及织物的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、选用60g/m

步骤2、经聚阳离子改性后的纤维素纤维或者织物浸渍到Zn

步骤3、采用超声波发射器处理浸渍后的黏胶非织造布，超声波频率为40kHz，超声时间为5min，得到ZnO负载的抗菌黏胶非织造布。

实施例3：

对实施例1-2中制备的负载纳米ZnO纤维素纤维进行电镜观察和抑菌实验。

如图1-2所示：实施例1-2制备的负载纳米ZnO纤维素纤维的结构没有实质性差别，如图1所示，可以看出，纳米ZnO均匀负载在纤维上(纳米ZnO含量为2.5mg/g)。

抑菌实验步骤：参照GB T 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价方法对实施例1-2中制备的载纳米ZnO纤维素纤维的抑菌效果进行测定，结果如图3所示。

实施例1-2中制备的负载纳米ZnO纤维素纤维的抗菌性能没有实质性差别，如表1所示，抑菌率＝(对照菌落数-处理菌落数)/对照菌落数*100％，可以看出，原样长满细菌，处理样品菌落数小于20，纳米ZnO负载纤维素纤维抑菌率大于99％。

表1为不同添加剂作用下ZnO负载量和耐水洗性的影响

由表1可以得出，制备过程中，需要聚阳离子和电负性化合物共同作用下，ZnO才能负载到纤维上，并具有优异的抗拒性及耐久牢度。

综上所述，本发明制得的负载纳米ZnO纤维素纤维及织物不易板结，具有良好的蓬松性，纳米ZnO分散性好，且制得的纤维具有良好的抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可以达到99％以上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。