一种长效抗菌再生纤维素纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种长效抗菌再生纤维素纤维，所述长效抗菌纤维素纤维主要由再生竹纤维素与碳纳米管形成的混合液经单向冷冻干燥后制得具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料，然后将银离子通过浸泡法组装到碳纳米管/纤维素复合材料中，再利用水合肼将碳纳米管/纤维素复合材料内部的银离子还原成纳米银颗粒，最终得到本发明专利技术的长效抗菌再生纤维素纤维。所述长效抗菌再生纤维素纤维将纳米银颗粒包覆在其单向定向孔中，银纳米颗粒粒径小、粒径分布均匀，银纳米颗粒在碳纳米管/纤维素复合材料中附着牢固，多次洗涤、揉搓均无银纳米颗粒脱落，具有长效的抗菌性能。

Long acting antibacterial regenerated cellulose fiber

The invention discloses a long-acting antibacterial regenerated cellulose fiber, the long-acting antibacterial cellulose fiber is mainly composed of the mixture of cellulose and regenerated bamboo carbon nanotubes formed by unidirectional freeze drying has a one-way directional hole of carbon nanotube / cellulose composite material, and then through the silver ion immersion method assembled onto carbon nanotubes / cellulose composites then, using hydrazine hydrate to carbon nanotubes / silver ion cellulose composite material inside the reduction of silver nanoparticles, finally obtained the long-acting antibacterial cellulose fiber. The long-acting antibacterial cellulose nano silver particles were coated in the one-way directional hole, silver nanoparticles with small particle size, uniform particle size distribution, silver nanoparticles on carbon nanotube / cellulose composite material attached to the firm, repeated washing, rubbing no silver particles fall off, has antibacterial properties and long-term.

【技术实现步骤摘要】
一种长效抗菌再生纤维素纤维
本专利技术属于服装面料领域，尤其涉及一种长效抗菌纤维素纤维。
技术介绍
再生纤维素纤维(cellulosefiber)是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木、)为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种，被誉为“会呼吸的面料”。再生纤维素纤维面料手感柔顺、光滑凉爽、不易起静电。具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽；舒适贴身，透气吸湿、弹性好；100％纯天然材质，自然生物降解、无添加、无重金属、无有害化学物，对皮肤亲和无刺激。再生纤维素纤维作为制衣面料，克服了人工合成纤维的诸多缺点，具备许多新的功能，但是在纤维再生过程中，其抗菌性能将极大地削弱，尤其是竹浆纤维，再将毛竹织成竹浆的过程中，竹纤维的抗菌性能就被彻底破坏，故其在支撑竹浆纤维后已经丧失了其抗菌性能。最新研究发现，银对液体中的微生物具有吸附作用，微生物被银吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物会迅速死亡。银的杀菌能力不但很强，还对人畜无任何伤害，故现在世界上已有超过半数的航空公司使用银制的滤水器，许多国家的游泳池也用银来净化。在内衣面料中添加纳米银后制成抗菌内衣已有较长的历史，但他们一般都是在人工合成纤维制作过程中加入纳米银粒子，或者是将布匹浸泡在含银溶液中，再让银吸附沉积在布匹表面；前者的缺陷是人工合成纤维不够亲肤，透气性不好，后者的缺陷是沉积在布匹表面的银颗粒不够稳定，多次洗涤易失效。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中再生纤维素纤维无抗菌性以及现有的抗菌服装面料抗菌效果不好、装着不亲肤的缺陷，提供一种长效抗菌再生纤维素纤维。为了达到上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种长效抗菌再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含银离子的盐中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含银离子的盐能充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中；步骤七，将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料晾干，然后浸入水合肼溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使碳纳米管/纤维素复合材料中的银离子被充分还原，然后取出晾干，即得到长效抗菌再生纤维素纤维。作为本专利技术改进的技术方案，步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。作为本专利技术改进的技术方案，步骤二中，所述加热温度为60～80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25％～45％。作为本专利技术改进的技术方案，步骤二中，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液中的一种或两种，其中，所述N-甲基吗啉氧化物或氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为5％～15％。作为本专利技术改进的技术方案，步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为15～30％和1～5％，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为10～25％。作为本专利技术改进的技术方案，步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-20～-40℃，恒定的速度为-0.5～5mm/min。作为本专利技术改进的技术方案，步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-40～-80℃。作为本专利技术改进的技术方案，步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-30～-20℃，真空度为1～10Pa。作为本专利技术改进的技术方案，步骤六中，所述含银离子的浓度为0.05～1mol/L，所述浸泡时间为1～30min，来回晃动速率为1～100cm/s。作为本专利技术改进的技术方案，步骤七中，所述水合肼的浓度为0.03～0.5mol/L，所述浸泡时间为5～60min，来回晃动速率为1～100cm/s，所述水合肼溶液的温度为40～70℃。有益效果：本专利技术通过单向冷冻干燥技术得到了具备单向定向孔结构的碳纳米管/纤维素复合材料，然后利用浸泡法将银颗粒组装到碳纳米管/纤维素复合材料单向定向孔中。由此，银离子均匀地分散附着在碳纳米管/纤维素复合材料的孔壁中，再利用水合肼还原银离子，由于银离子均匀地分散附着在碳纳米管/纤维素复合材料的孔壁中，故制得的银纳米颗粒不易发生团聚，银纳米颗粒的分散性和粒径分布特别均匀，且银纳米颗粒主要分布在碳纳米管/纤维素复合材料内部，经过多次洗涤、揉搓均无银纳米颗粒脱落，具有永久有效的抗菌性能。由于在再生竹纤维素中添加了碳纳米管，故本专利技术的再生纤维素纤维比常规的再生纤维素纤维具有更好的机械性能，更耐揉搓、擦洗，比常规的再生纤维素纤维更经久耐用。在碳纳米管和再生竹纤维素中添加了少量的碳酸胍表面活性剂，使得碳纳米管在再生竹纤维素纤维中的分散性更好，与再生竹纤维素纤维的粘接更牢固。具体实施方式为了使本领域的技术人员更清楚明了地理解本专利技术，现结合具体实施方式，对本专利技术进行详细说明。本专利技术的长效抗菌再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含银离子的盐中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含银离子的盐能充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中；步骤七，将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料晾干，然后浸入水合肼溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使碳纳米管/纤维素复合材料中的银离子被充分还原，然后取出晾干，即得到长效抗菌再生纤维素纤维。长效抗菌再生纤维素纤维具体的制备工艺参数如实施例1-7所示：实施例1步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。步骤二中，所述加热温度为60℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25％，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液，其中N-甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长效抗菌再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含银离子的盐中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含银离子的盐能充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中；步骤七，将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料晾干，然后浸入水合肼溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使碳纳米管/纤维素复合材料中的银离子被充分还原，然后取出晾干，即得到长效抗菌再生纤维素纤维。

【技术特征摘要】
1.一种长效抗菌再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含银离子的盐中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含银离子的盐能充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中；步骤七，将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料晾干，然后浸入水合肼溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使碳纳米管/纤维素复合材料中的银离子被充分还原，然后取出晾干，即得到长效抗菌再生纤维素纤维。2.根据权利要求1所述的长效抗菌再生纤维素纤维，其特征在于：步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。3.根据权利要求1所述的长效抗菌再生纤维素纤维，其特征在于：步骤二中，所述加热温度为60～80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25％～45％。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽蓉，王勇，丁超，
申请(专利权)人：东莞市广信知识产权服务有限公司，东莞华南设计创新院，
类型：发明
国别省市：广东,44