一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法及抗菌纺织品技术

本发明专利技术涉及一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，该制备方法的步骤为，S1、将含有环氧基团的有机单体与硫脲通过接枝共聚反应接枝到纺织品基材表面；S2、通过对纳米氧化锌颗粒进行表面化学修饰引入氨基；S3、将经氨基修饰的纳米氧化锌颗粒涂覆在带有环氧基团的纺织品基材表面，环氧基团与氨基进行开环加成反应，使得纳米氧化锌颗粒牢牢固定在纺织品基材表面，得到纳米颗粒抗菌纺织品。克服了粘合剂和通过吸附固定纳米粒子的缺点，利用辐射接枝与开环聚合的方法，将纳米颗粒用共价键固定在纺织品上，从而保持了纺织品持久的抗菌性能同时提高了耐水洗性能，不需要任何前处理，辐射接枝过程纳米粒子和有机单体用量极少，保持了纤维的原始性能。

A preparation method of nano-particle anti-bacterial textiles and anti-bacterial textiles

The invention relates to a preparation method of nano-particle antimicrobial textiles. The steps of the preparation method are as follows: S1, grafting organic monomers containing epoxy group and thiourea onto the surface of textile substrates by graft copolymerization; S2, introducing amino group into nano-zinc oxide particles by surface chemical modification; S3, coating nano-zinc oxide particles modified by amino group on the surface with epoxy group. On the surface of textile substrates, epoxy group reacts with amino group by ring-opening addition, which makes nano-zinc oxide particles firmly fixed on the surface of textile substrates, and nano-anti-bacterial textiles are obtained. Overcoming the shortcomings of adhesives and fixing nanoparticles by adsorption, nanoparticles were fixed on textiles by covalent bonds through radiation grafting and ring-opening polymerization, thus maintaining the durable antimicrobial properties of textiles and improving the washing resistance without any pretreatment. The dosage of nanoparticles and organic monomers in radiation grafting process was very small and the original fibers were maintained. Performance.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法及抗菌纺织品
本专利技术涉及纺织品的抗菌处理
，尤其是涉及一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法及抗菌纺织品。
技术介绍
纺织品伴随着人类生活的众多领域，是人类生活的关键组成部分之一，因此人类生活中的各类病原体和细菌以及微生物都会通过纺织品，这一直接的人类接触体进行传播。为了防止各类细菌和病原体通过纺织品传播对人体造成危害，世界各国的人民采取了一系列的措施来提高公共卫生健康与疾病预防的体系。其中通过在源头纺织品上阻止细菌的传播是关键有效的方法之一。在纺织品上构建能够阻止细菌和病原体传播的方法主要包括对纺织品的改性，因为原始的纺织品不具备阻止细菌和病原体传播的功能，而且致病菌会在纺织品纤维上生长和繁殖，从而加速了疾病的扩散和传播。目前在纺织品上构建抗菌体系主要是对纺织品进行抗菌剂的整合，比如把含有抗菌官能团的有机分子和纳米金属粒子(纳米银)以及金属盐(铜盐、银盐等)结合到纺织品上进行抗菌，由于金属粒子和盐具有优异的破坏细胞膜的作用，从而导致细菌和病原体的死亡，达到抗菌的目的。但是传统的结合方法主要利用的是物理吸附和化学吸附的作用将功能分子和集团吸附在纺织品上，这样会导致抗菌纺织品的耐用性变差，多次使用后抗菌性能会显著下降，而且抗菌整合需要前处理，比如需要对纤维纺织品进行表面改性提高特定的性能从而方便或有利于后续的整合抗菌剂，这样很多前处理势必会影响纤维本身的性能比如机械性能以及耐用性。而且部分抗菌基团选择性较差，具有一定的细胞毒性，对人体与人体接触的皮肤会造成排斥等生理反应甚至威胁人类健康。因此构建对人类安全的抗菌体系纺织品，以及实现抗菌纺织品的持久耐用性同时实现具有高效原始性能保持的抗菌纺织品是至关重要的。目前，在纳米粒子抗菌剂中，纳米级的氧化锌粒子以优异的抗菌性能受到越来越多的关注。它对大肠杆菌、沙门菌等致病细菌强烈的灭杀和抑制作用显示出了纳米级抗菌剂的良好性能。比如通过电化学研究表明氧化锌纳米粒子与细菌细胞膜之间的直接相互作用会导致大肠杆菌细胞膜的破裂，从而导致大肠杆菌死亡。目前纳米级氧化锌粒子主要被加入到印染溶液或者化学纤维的纺丝液中，通过物理化学吸附作用附着在纺织品表面，或者使用一定的粘合剂进行固定。但是这些方法都会影响纤维的性能，而且导致纳米粒子的抗菌性能在水洗后会显著下降。因此开发性能优越的纳米级氧化锌抗菌纺织品，实现高效抗菌选择性地、工艺过程制备简单有效的、耐水洗的纳米氧化性抗菌织物对抗菌织物的应用研究具有极其重要的价值和意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法及抗菌纺织品，克服现有的纳米氧化性抗菌织物的制备方法中复杂的工艺和抗菌织物耐洗涤效果差的缺点。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，该制备方法的步骤为，S1、将含有环氧基团的有机单体与硫脲通过接枝共聚反应接枝到纺织品基材表面，备用；S2、通过对纳米氧化锌颗粒进行表面化学修饰引入氨基，备用；S3、将步骤S2得到的经氨基修饰的纳米氧化锌颗粒涂覆在步骤S1得到带有环氧基团的纺织品基材表面，环氧基团与氨基进行开环加成反应，使得纳米氧化锌颗粒牢牢固定在纺织品基材表面，得到纳米颗粒抗菌纺织品。进一步具体的，所述的纺织品基材由天然纤维与合成高分子纤维中的一种或者两种混合织造而成。进一步具体的，所述的天然纤维包括植物棉纤维、麻纤维、毛纤维中的一种或多种混合；所述的合成高分子纤维包括聚醚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙酯、聚酰胺中的一种或多种混合。进一步具体的，在步骤S1中所述的接枝聚合反应的聚合方式为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合及乳液聚合中的一种。进一步具体的，在步骤S1中所述的接枝聚合反应由化学引发剂、紫外光、辐射、等离子体中的一种进行引发。进一步具体的，在步骤S1中所述的含有环氧基团的有机单体的化学结构为单体分子中同时含有环氧基团和碳碳双键。进一步具体的，在步骤S1中所述的含有环氧基团的有机单体包括丙烯酸缩水甘油酯(GAA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、4-羟丁基丙烯酸缩水甘油酯(4-HB)中的一种或多种混合。进一步具体的，在步骤S2中所述的表面化学修饰为采用含有氨基的硅烷偶联剂与纳米氧化锌表面的羟基进行反应，从而将氨基引入到纳米氧化锌表面。进一步具体的，在步骤S3中所述的开环加成反应的PH值控制在7～14。进一步具体的，在步骤S3中所述的开环加成反应中经氨基修饰的纳米氧化锌颗粒与带有环氧基团的纺织品基材的重量比控制在0.05％～10％。一种采用上述制备方法制得的抗菌纺织品。采用上述方法在制备纳米颗粒抗菌纺织品的过程中有以下优点：1、在制备过程中，不需要其他的有机化学试剂，而且纺织品不需要任何前处理，极大地降低了成本。2、在制备过程中，不需要其他复杂的反应设备和仪器，只需要本领域常规的仪器设备，而且处理过程简单易行，简化了传统抗菌织物的制备方法和流程，极大地降低了所需要的成本，为实现工业化应用提供了便利。3、本方法制备的抗菌纺织品具有广谱抑制和杀灭细菌的优点，而且由于纳米颗粒被通过共价键牢固地固定在纺织品纤维上，可以防止纳米颗粒掉落到环境中，所以抗菌纺织品的耐洗涤效果非常之良好。4、在制备过程中，所需要的纳米颗粒和有机单体的用量非常少，而且利用效率非常高，损失的纳米颗粒和有机单体不到百分之五，创新的优点在于本专利技术所使用的纳米颗粒的粒径小于50纳米，对沙门氏菌具有优良的抑制和杀灭作用。5、在接支共聚反应中引入硫脲后，硫脲会与环氧基团在纺织品表面发生“晶道聚合”，从而使环氧基团高效地、有序地在纺织品表面聚合，并且晶道聚合反应能显著地改善氨基与环氧基团反应时的位阻，从而得到一种强广谱抗菌、持久抗菌耐力的纺织品。6、克服了目前粘合剂和通过吸附固定纳米粒子的缺点，利用辐射接枝与开环聚合的方法，将纳米颗粒用共价键固定在纺织品上，从而保持了纺织品持久的抗菌性能同时提高了耐水洗性能。而且本专利技术提供的方法操作简单易行，纤维不需要任何前处理，辐射接枝过程纳米粒子和单体用量极少，这极大的保持了纤维的原始性能。具体实施方式下面进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的说明及实施例范围之内。一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，该制备方法的步骤为，S1、将含有环氧基团的有机单体与硫脲通过接枝共聚反应接枝到纺织品基材表面，备用；在此步骤中纺织品基材可以是织造布或者是非织造布；其中纺织品基材可以是天然纤维或者是合成高分子纤维织造而成，也可以是天然纤维及合成高分子纤维混合织造而成；在天然纤维的选择中实施较佳的有植物棉纤维、麻纤维及毛纤维，其中采用一种或者多种混合均可；在合成高分子纤维的选择中实施较佳的有聚醚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙酯及聚酰胺，其中采用一种或者多种混合均可；而在接支共聚反应中可以采用化学引发剂引发、紫外光引发、辐射引发、等离子体引发，其聚合方式主要是本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合；其中，含有环氧基团的有机单体的化学结构特征为单体分子中同时含有环氧基团和碳碳双键，这种有机单体包括丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，其特征在于，该制备方法的步骤为，S1、将含有环氧基团的有机单体与硫脲通过接枝共聚反应接枝到纺织品基材表面，备用；S2、通过对纳米氧化锌颗粒进行表面化学修饰引入氨基，备用；S3、将步骤S2得到的经氨基修饰的纳米氧化锌颗粒涂覆在步骤S1得到带有环氧基团的纺织品基材表面，环氧基团与氨基进行开环加成反应，使得纳米氧化锌颗粒牢牢固定在纺织品基材表面，得到纳米颗粒抗菌纺织品。

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，其特征在于，该制备方法的步骤为，S1、将含有环氧基团的有机单体与硫脲通过接枝共聚反应接枝到纺织品基材表面，备用；S2、通过对纳米氧化锌颗粒进行表面化学修饰引入氨基，备用；S3、将步骤S2得到的经氨基修饰的纳米氧化锌颗粒涂覆在步骤S1得到带有环氧基团的纺织品基材表面，环氧基团与氨基进行开环加成反应，使得纳米氧化锌颗粒牢牢固定在纺织品基材表面，得到纳米颗粒抗菌纺织品。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，其特征在于，所述的纺织品基材由天然纤维与合成高分子纤维中的一种或者两种混合织造而成。3.根据权利要求2所述的纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，其特征在于，所述的天然纤维包括植物棉纤维、麻纤维、毛纤维中的一种或多种混合；所述的合成高分子纤维包括聚醚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙酯、聚酰胺中的一种或多种混合。4.根据权利要求1所述的纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，其特征在于，在步骤S1中所述的接枝聚合反应的聚合方式为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合及乳液聚合中的一种。5.根据权利要求1所述的纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川红，李景烨，罗洪文，虞鸣，王自强，丁小军，梁伟扬，季左，封玉龙，
申请(专利权)人：中广核达胜加速器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32