一种汉麻抗菌纤维材料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及抗菌材料及纤维改性技术领域；本发明专利技术提供了一种汉麻抗菌纤维材料及其应用，其中，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。本发明专利技术将季铵抗菌功能基团共价接枝在汉麻纤维骨架结构中，使汉麻抗菌纤维含季铵抗菌功能基团，具有优良的抗菌性能，对人体无毒害，抗菌持久，性能稳定。进一步地，所述汉麻抗菌纤维材料的制备方法工艺简单、操作简便，易于控制，且对环境友好。同时，反应得到的纤维没有刺鼻的胺味等，仍具有良好的形态和机械强度，能应用于各种抗菌功能纺织品的开发及工业、民用水的杀菌消毒。

【技术实现步骤摘要】
一种汉麻抗菌纤维材料及其应用
本专利技术涉及抗菌材料及纤维改性
，尤其涉及一种汉麻抗菌纤维材料及其应用。
技术介绍
抗菌纤维作为重要的功能纤维材料，具有防止细菌滋生、阻断疾病传播、保持人体清洁卫生和防止纺织品变质变色等作用，特别是对于作战、执勤、消防和救灾等情况下的人员健康安全具有不可替代的重要作用。目前，抗菌纤维的制备方法主要有共混纺丝、静电纺丝、后整理技术、化学改性等。汉麻纤维中本身含有一定的抗菌成分，其使汉麻具有一定的抗菌防霉性能。我国是世界上最早种植汉麻(Hemp)的国家，产量约占世界总产量的1/3，居世界第一。汉麻纤维中含大量纤维素，纤维素大分子是由β-D葡萄糖残基以1,4-苷键联结而成，每个葡萄糖残基环中都有三个活泼的羟基。汉麻纤维中还含有果胶质、半纤维素等非纤维物质(统称“胶质”)，获得可用的纤维通常先要将其与这些胶质分离(称为“脱胶”)。汉麻纤维是人类最早用于纺织的纤维之一，具有优良吸湿、散湿、透气功能，具有传热导热速度快，面料质地轻、强力大，静电少，穿着凉爽挺括等优点。在众多麻纤维中，汉麻纤维最细软且末端呈钝圆状态，使汉麻纤维类纺织品没有尖锐刺痒感，已逐步受到人们的青睐。然而，用于纺织的汉麻纤维在脱胶过程中有大部分抗菌成分的流失，造成梳理后汉麻纤维的抗菌性降低甚至丧失，难以满足人类的抗菌需求。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种汉麻抗菌纤维材料及其应用，本申请提供的汉麻抗菌纤维材料具有优异的抗菌效果，并且抗菌持久，安全环保。本申请提供一种汉麻抗菌纤维材料，其中，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。优选地，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基氯化铵基的三乙烯四胺基团。优选地，所述汉麻抗菌纤维材料中，C元素含量为40～50％，O元素含量为30～40％，H元素含量为5～10％，N元素含量为2～5％。优选地，所述汉麻抗菌纤维材料按照以下步骤制得：(1)将汉麻原纤维与碱反应，得到碱化麻纤；(2)将所述碱化麻纤用氧化剂氧化，得到氧化麻纤；(3)将所述氧化麻纤与三乙烯四胺反应，得到胺化麻纤；(4)将所述胺化麻纤与环氧丙基三甲基卤化铵反应，得到含季铵抗菌功能基团的汉麻抗菌纤维材料。优选地，所述汉麻原纤维的支数为1500～1600Nm，强度为15～16CN/tex。优选地，所述步骤(1)具体为：将汉麻原纤维以浴比1:20～100浸泡在碱溶液中反应，反应温度为10～30℃，反应时间为30～120min，得到碱化麻纤。优选地，所述步骤(2)具体为：将所述碱化麻纤以浴比1：20～100浸泡在10～40g/L高碘酸盐溶液中避光反应，反应温度为20～70℃，反应时间为30～240min，得到氧化麻纤。优选地，所述步骤(3)具体为：将所述氧化麻纤以浴比1：20～100浸泡在质量浓度20～100％的三乙烯四胺溶液中反应，反应温度为40～110℃，反应时间为30～360min，得到胺化麻纤。优选地，所述步骤(4)具体为：将所述胺化麻纤以浴比1：20～100浸泡在环氧丙基三甲氧基卤化铵溶液中反应，环氧丙基三甲基卤化铵溶液质量浓度为2％～30％，反应温度为40～90℃，反应时间为15～360min，得到含季铵抗菌功能基团的汉麻抗菌纤维材料。本专利技术提供如上文所述的汉麻抗菌纤维材料在制备抗菌功能纺织品中的应用。与现有技术相比，本申请提供一种汉麻抗菌纤维材料，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。本专利技术将季铵基抗菌功能基团共价接枝在汉麻纤维骨架结构中，使汉麻抗菌纤维含季铵抗菌功能基团，具有优良的抗菌性能，对人体无毒害，抗菌持久，性能稳定。进一步地，所述汉麻抗菌纤维材料的制备方法工艺简单、操作简便，易于控制，且对环境友好。同时，反应得到的纤维没有刺鼻的胺味等，仍具有良好的形态和机械强度，能应用于各种抗菌功能纺织品的开发及工业、民用水的杀菌消毒。附图说明图1为实施例1提供的改性前后的汉麻纤维的实物照片；图2为实施例1中汉麻原纤维1000×的SEM照片；图3为实施例1中汉麻原纤维5000×的SEM照片；图4为实施例1中季铵化汉麻纤维1000×的SEM照片；图5为实施例1中季铵化汉麻纤维5000×的SEM照片；图6为实施例1中改性前后的汉麻纤维的红外光谱图。具体实施方式下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种汉麻抗菌纤维材料，其中，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。本申请提供的汉麻抗菌纤维材料具有优异的抗菌效果，并且抗菌持久，安全环保，可达到高效、快速、持久的抗菌目的，并能广泛应用于各种抗菌功能纺织品的开发及工业、民用水的杀菌消毒。本专利技术提供的汉麻抗菌纤维材料具有汉麻基础纤维结构，在汉麻纤维骨架结构中，也就是在汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团。所述的季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵的三乙烯四胺基团，优选为共价连接有羟基丙基三甲基氯化铵基的三乙烯四胺基团。在本专利技术的一些实施例中，季铵抗菌功能基团共价接枝的汉麻抗菌纤维材料的分子结构为：在本申请的实施例中，式1中两端带弯折线的代表汉麻纤维主链，其结构中含有丰富的羟基，羟基可作为活性基团发生一系列化学反应，如：氧化、酯化、醚化、吸湿、溶胀、交联、接枝反应等。在所述的汉麻纤维主链的羟基位置，可经氧化后与三乙烯四胺的胺基共价连接；而三乙烯四胺中的胺基和/或亚胺基位置，可与环氧丙基三甲基卤化胺反应接枝。本专利技术对所述季铵抗菌功能基团中的季铵基团含量并无特殊限制；所述汉麻纤维主链上可含有或不含有未接枝反应的基团。从元素角度来说，本专利技术实施例所述汉麻抗菌纤维材料主要包含碳(C)元素、氧(O)元素、氢(H)元素和氮(N)元素。在本专利技术的一些实施例中，通过元素分析，所述汉麻抗菌纤维材料中，C元素含量为40～50％，O元素含量为30～40％，H元素含量为5～10％，N元素含量为2～5％；具体可为：C44.64％，O39.00％，H6.38％，N2.40％。此外，所述汉麻抗菌纤维材料仍为纤维状态，可称为季铵化汉麻纤维、季铵盐改性汉麻纤维；其外观一般呈浅黄色或土黄色，脱除了胶质，纤维没有刺鼻的胺味等，仍具有良好的形态和机械强度。本专利技术使抗菌功能基团在分子层面上以化学键方式牢固接枝到纤维的微观结构中，所述的汉麻抗菌纤维材料性能稳定、抗菌效果优异、安全环保。在本专利技术的实施例中，所述汉麻抗菌纤维材料按照以下步骤制得：(1)将汉麻原纤维与碱反应，得到碱化麻纤；(2)将所述碱化麻纤用氧化剂氧化，得到氧化麻纤；(3)将所述氧化麻纤与三乙烯四胺反应，得到胺化麻纤；(4)将所述胺化麻纤与环氧丙基三甲基卤化铵反应，得到含季铵抗菌功能基团的汉麻抗菌纤维材料。本专利技术实施例中所述汉麻抗菌纤维材料的制备方法工艺简单、操作简便，易于控制，且对环境友好。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。

【技术特征摘要】
1.一种汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，汉麻纤维大分子链上接枝有季铵抗菌功能基团，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基卤化铵基的三乙烯四胺基团。2.根据权利要求1所述的汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，所述季铵抗菌功能基团为共价连接有羟基丙基三甲基氯化铵基的三乙烯四胺基团。3.根据权利要求2所述的汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，所述汉麻抗菌纤维材料中，C元素含量为40～50％，O元素含量为30～40％，H元素含量为5～10％，N元素含量为2～5％。4.根据权利要求1所述的汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，所述汉麻抗菌纤维材料按照以下步骤制得：(1)将汉麻原纤维与碱反应，得到碱化麻纤；(2)将所述碱化麻纤用氧化剂氧化，得到氧化麻纤；(3)将所述氧化麻纤与三乙烯四胺反应，得到胺化麻纤；(4)将所述胺化麻纤与环氧丙基三甲基卤化铵反应，得到含季铵抗菌功能基团的汉麻抗菌纤维材料。5.根据权利要求4所述的汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，所述汉麻原纤维的支数为1500～1600Nm，强度为15～16CN/tex。6.根据权利要求5所述的汉麻抗菌纤维材料，其特征在于，所述步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：常丽，李德芳，赵立宁，段文杰，陈安国，李建军，张翠萍，
申请(专利权)人：中国农业科学院麻类研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43