一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制备抗菌纳米纤维；（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，制得除甲醛复合纤维；（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。本发明专利技术分别制作抗菌纤维和除甲醛纤维，再复合成膜，通过抗菌复合物和硅藻土/多孔碳的协同作用。使得复合纤维膜具有优异抗菌和除甲醛性能，满足多功能纤维膜的需求，进一步拓宽其应用。

Method for preparing antibacterial aldehyde removing composite fiber membrane

The invention discloses a method for preparing antibacterial composite fiber membrane in addition to aldehyde, which comprises the following steps: (1) polymer antibacterial fiber layer were prepared using 80~90 small molecule solvent 10~20 polymer A dissolved in 100~300rpm; stirring adding concentration of 0.01~0.1mol/l antibacterial composite dispersion, the antibacterial the volume of liquid and polymer composite is dispersed in A solution is 8~10:1~2; stirring 30~40min, preparation of nano antibacterial fiber; polymer fiber (2) in addition to formaldehyde film preparation: the 3~8 / diatomite porous carbon and 70~80 polymer B, 0.5~2 antioxidant and 10~15 plasticizer mixed fully prepared in addition to formaldehyde composite fiber; (3) the step (1) and step (2) the prepared fiber layer composite film. The antibacterial fiber and the formaldehyde removing fiber are compounded to form a membrane, and the synergistic action of the antibacterial compound and diatomite / porous carbon is carried out. Therefore, the composite fiber membrane has the advantages of excellent antibacterial and formaldehyde removal performance, and meets the needs of the multifunctional fiber membrane.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了复合纤维膜
，特别是涉及了一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法。
技术介绍
纳米纤维膜具有表面积大，孔隙率高，结构疏松，能够按照需要的功能预先设计组成，模拟细胞外基质，制备方法简单等优点而在很多领域有着巨大的应用潜能，现已在食品、医药、日化等领域有了很广泛的应用。尤其是以天然高聚物为纺丝液制备的纳米纤维膜，除了具有以上特点外，还具有优异的生物相容性，生物可降解性和可再生性等。现有技术制得的载银纳米颗粒/复合纤维膜生物相容性差、制备过程有副产物产生造成纤维膜结构被破坏，使得抗菌纤维膜应用受限。而且由于纳米银呈颗粒状，粒度为纳米级别，往往只能聚集在石墨烯的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响的抗菌效果；另一方面，纳米银与石墨烯无法紧密结合（特别是当纳米银颗粒含量增加时，容易发生团聚现象），在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。同时，现有的纤维膜功能较单一，一种纤维膜无法满足多种需求，往往是通过叠加多种功能的纤维膜材料，但较难达到所预期的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维。溶液静电纺丝参数设置：纺丝距离12cm，电压20KV，供液速率3ml/h。该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。再将经上述处理的3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维。熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为聚合物B熔融温度50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压30kV。（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。复合方法为热压法、胶粘法、混纺法中的一种。小分子溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、甲酸、乙酸、丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多者的混合物。聚合物A为聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚醚砜树脂、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一种或多种。偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或其混合物。聚合物B为聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸脂、聚乙烯、聚丙烯、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜树脂中的一种或多种。抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其混合物。增塑剂为聚酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂或其混合物。所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。在本专利技术中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8gC60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。（2）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。（3）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。（4）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（3）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。（5）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。（6）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm）配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（5）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点，超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120℃下保温15~30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将纳米硅藻土预分散在多孔碳内再与聚合物反应，既提高了硅藻土的分散性也使得聚合物纤维具有抗甲醛的特性；分别先制备负载氧化锌的石墨烯量子点和负载银/二氧化钛的石墨烯量子点，然后表面处理，最后附着在多孔石墨烯上，可以更好地负载并固定银纳米粒子和二氧化钛，防止其团聚，显著提高银纳米粒子和二氧化钛的稳定性，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干；再将经上述处理的3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干；再将经上述处理的3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。2.根据权利要求1所述的抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。3.根据权利要求1所述的抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述复合方法为热压法、胶粘法、混纺法中的一种。4.根据权利要求1所述的抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。5.根据权利要求1所述的抗菌除醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物通过以下方法制得：（1）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；（2）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆庚，
申请(专利权)人：佛山市高明区尚润盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44