一种抗菌阻燃粘胶纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于阻燃纤维材料领域，公开了一种抗菌阻燃粘胶纤维及其制备方法与应用。所述的抗菌阻燃粘胶纤维的制备方法为：以表面带正电的壳聚糖为交联剂，将带负电的具有二维网状结构的羟基磷灰石包覆在粘胶纤维表面，利用羟基磷灰石热稳定和催化特性改善粘胶纤维的耐热性能，利用甲壳素的抗菌作用提高粘胶纤维的抗菌效果，从而制备抗菌阻燃粘胶纤维。所述抗菌阻燃粘胶纤维不仅具有良好的阻燃型，且纤维强力相比传统粘胶纤维有了很大的提高，抗菌性能得到极大改善，可以应用到耐高温、抗菌的纺织制品及生物医学材料中。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌阻燃粘胶纤维及其制备方法与应用
本专利技术属于阻燃粘胶纤维领域，具体涉及一种抗菌阻燃粘胶纤维及其制备方法与应用。
技术介绍
随着社会的发展、科技的进步和人们生活水平的提高，人们对粘胶纤维材料的抗菌阻燃性能越来越重视。粘胶纤维又叫冰丝、真丝棉，是人造纤维中的一个主要品种，具有良好的吸湿性，易于染色，不易起静电，可纺性好，但是传统的粘胶纤维不具有阻燃和抗菌性能。阻燃粘胶纤维制备目前主要有接枝共聚、机械混合以及涂层吸附三种。涂层吸附是借助于粘合剂的作用下将阻燃剂吸附于粘胶纤维表面，工艺简单，效果显著。壳聚糖在自然界中广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳以及藻类、菌类的细胞壁之中，是一种来源丰富、带正电荷的具有多种生物活性的天然高分子生物聚合物。壳聚糖呈白色或淡黄色半透明状固体，略有珍珠光泽，分子中氨基与质子结合使自身带正电荷，因此，壳聚糖是天然多糖中少见的带正电荷的高分子物质。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，其资源丰富、天然无毒、无抗原性、生物相容性好。羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机组成成分，不仅具有良好的生物相容性，广泛应用骨替代材料、整形和整容外科、齿科、层析纯化、补钙剂等。羟基磷灰石优良的热稳定性和催化特性有望成为新的阻燃材料。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种层叠组装的抗菌阻燃粘胶纤维。本专利技术的另一目的在于提供上述一种层叠组装的抗菌阻燃粘胶纤维的制备方法。本专利技术的再一目的在于上述一种抗菌阻燃粘胶纤维的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种抗菌阻燃粘胶纤维，该抗菌阻燃粘胶纤维是通过以壳聚糖作为胶黏剂，将羟基磷灰石包覆在粘胶纤维表面所得到，其中的羟基磷灰石是具有二维网状结构的羟基磷灰石。一种抗菌阻燃粘胶纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)制备二维网状结构的羟基磷灰石：将钙源、磷源和水按质量比1：(10～25)：(50～100)在反应釜中反应一段时间后用水洗涤至中性，制备具有二维网状结构的纳米羟基磷灰石材料；(2)将粘胶纤维(市售)先在丙酮中浸渍处理，去除表层油渍，然后浸渍于壳聚糖溶液中一段时间后取出，完成第1层沉积；待室温晾干后，再浸渍于使用步骤(1)制得的纳米羟基磷灰石材料配制的羟基磷灰石溶液中，完成第2层沉积，此时完成第1次沉积(完成2层沉积记为完成1次沉积，下同)；交替进行数次浸渍沉积操作，水洗干燥后得到抗菌阻燃粘胶纤维。优选的，步骤(1)中所述钙源为硝酸钙、氯化钙、葡萄糖酸钙、碳酸氢钙和溴化钙等钙盐中的至少一种。优选的，步骤(1)所述的磷源为磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等磷酸盐中的至少一种。优选的，步骤(1)所述的反应釜中的反应条件为温度100～300℃下反应1～48h。优选的，步骤(2)所述的壳聚糖溶液的质量分数为0.1～20％。优选的，步骤(2)所述的壳聚糖溶液的pH为5～6.5。优选的，步骤(2)所述的在壳聚糖溶液中浸渍操作是在室温条件下进行的，浸渍时间为5～60min。优选的，步骤(2)所述的羟基磷灰石溶液的质量分数为0.1～20％。优选的，步骤(2)所述的在羟基磷灰石溶液中浸渍操作是在室温条件下进行的，浸渍时间为5～60min。优选的，步骤(2)所述的交替浸渍沉积次数为1～20次。优选的，步骤(2)所述的干燥条件为40～105℃下干燥1～12h。上述的一种抗菌阻燃粘胶纤维不仅具有良好的阻燃性，且纤维强力相比传统粘胶纤维有了很大的提高，抗菌性能得到极大改善，可以应用到耐高温、抗菌的纺织制品及生物医学材料中。本专利技术利用羟基磷灰石良好的热稳定性和催化性能改善粘胶纤维的耐热性能，利用壳聚糖的抗菌活性提高粘胶纤维的抗菌性能。另外，本专利技术中羟基磷灰石具有独特的二维纳米网状结构，可以实现羟基磷灰石在粘胶纤维表面的包覆和牢固结合。利用带正电的壳聚糖作为胶黏剂，将带负电的羟基磷灰石和粘胶纤维复合在一起，制备具有抗菌和阻燃效果的粘胶纤维。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术所述的抗菌阻燃粘胶纤维利用羟基磷灰石良好的热稳定性和催化性能改善粘胶纤维的耐热性能，添加壳具有抗菌活性的壳聚糖提高粘胶纤维的抗菌性能。另外，本专利技术中制备的羟基磷灰石具有独特的二维纳米网状结构，可以实现纳米羟基磷灰石在粘胶纤维表面的包覆和牢固结合。利用带正电的壳聚糖作为胶黏剂，将带负电的羟基磷灰石和粘胶纤维复合在一起，形成强烈的氢键网络、静电力和范德华力，提高粘胶纤维的拉伸强度，从而制备具有抗菌和阻燃效果的粘胶纤维。附图说明图1为一种抗菌阻燃粘胶纤维的结构示意图。图2为一种抗菌阻燃粘胶纤维的制备过程示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。以下实施例中，拉伸测试和抗菌测试方法如下：单丝纤维拉伸测试按照GB/T31290-2014进行，将单纤维样品裁剪成10cm长，用LLY-06ED型电子单纤维强力仪进行实验，测五次求出平均值。抗菌性能采用震荡烧瓶法测试纤维对大肠杆菌的抗菌效果，通过平板计数法统计纤维在大肠杆菌混合液中浸渍震荡前后的大肠杆菌降低数量计算抗菌率，计算公式如下：对大肠杆菌的抗菌率＝(Q1-Q2)/Q1×100％Q1和Q2分别表示抗菌纤维添加入大肠杆菌溶液震荡前后的大肠杆菌数量。实施例中实验操作时候的室温是25±1℃。实施例1一种抗菌阻燃粘胶纤维，其制备方法如下：(1)将氯化钙、磷酸氢钠和水按照质量比为1:10:50放于反应釜中，在温度100℃下反应48h，到达时间后用水洗涤至中性，得到具有二维网状结构的纳米羟基磷灰石材料，并将其配成质量分数为0.1％的纳米羟基磷灰石溶液。(2)配制质量分数为10％的壳聚糖溶液，调节壳聚糖溶液的pH为6.5。(3)将粘胶纤维放于丙酮溶液中去除纤维表层的油渍后，用清水洗净阴干。(4)取1g步骤(3)中丙酮处理过的粘胶纤维放于步骤(2)中配制的壳聚糖溶液中，室温条件下50r/min搅拌60min，完成第一层沉积，然后取出阴干后放于步骤(1)中得到的纳米羟基磷灰石溶液中，室温条件下100r/min搅拌30min，完成第二层沉积，此时记为第一次沉积完毕(1层壳聚糖沉积和1层羟基磷灰石沉积记为一次沉，下同)。(5)按照步骤(4)的方法交替进行1次浸渍沉积操作，然后用清水洗至中性，40℃下干燥12h后得到抗菌阻燃粘胶纤维。对实施例制备的抗菌阻燃粘胶纤维进行强力测试和抗菌测试，测试结果表明抗菌阻燃粘胶纤维比普通粘胶纤维(即步骤(3)所述的粘结纤维原料)的拉伸强力和抗菌率分别增加14.6％和18.5％。实施例2一种抗菌阻燃粘胶纤维，其制备方法如下：(1)将硝酸钙、磷酸二氢钾和水按照质量比为1:20:100放于反应釜中，在温度200℃下反应24h，到达时间后用水洗涤至中性，得到具有二维网状结构的纳米羟基磷灰石材料，并将其配成质量分数为10％的纳米羟基磷灰石溶液。(2)配制质量分数为0.1％的壳聚糖溶液，调节壳聚糖溶液的pH为5.5。(3)将粘胶纤维放于丙酮溶液中去除纤维表层的油渍后，用清水洗净阴干。(4)取1g步骤(3)中丙酮处理过的粘胶纤维放于步骤(2)中配制的壳聚糖溶液中，室温条件下100r/min搅拌5min，完成第一层沉积，然后取出阴干后放于步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌阻燃粘胶纤维，其特征在于，该抗菌阻燃粘胶纤维，该抗菌阻燃粘胶纤维是通过以壳聚糖作为胶黏剂，将羟基磷灰石包覆在粘胶纤维表面所得到，其中的羟基磷灰石是具有二维网状结构的羟基磷灰石。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌阻燃粘胶纤维，其特征在于，该抗菌阻燃粘胶纤维，该抗菌阻燃粘胶纤维是通过以壳聚糖作为胶黏剂，将羟基磷灰石包覆在粘胶纤维表面所得到，其中的羟基磷灰石是具有二维网状结构的羟基磷灰石。2.一种抗菌阻燃粘胶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备二维网状结构的羟基磷灰石：将钙源、磷源和水按质量比1：(10～25)：(50～100)在反应釜中反应一段时间后用水洗涤至中性，制备具有二维网状结构的纳米羟基磷灰石材料；(2)将粘胶纤维先在丙酮中浸渍处理，去除表层油渍，然后浸渍于壳聚糖溶液中一段时间后取出，完成第1层沉积；待室温晾干后，再浸渍于使用步骤(1)制得的纳米羟基磷灰石材料配制的羟基磷灰石溶液中，完成第2层沉积，此时完成第1次沉积；交替进行数次浸渍沉积操作，水洗干燥后得到抗菌阻燃粘胶纤维。3.根据权利要求2所述的一种抗菌阻燃粘胶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钙源为硝酸钙、氯化钙、葡萄糖酸钙、碳酸氢钙和溴化钙中的至少一种；步骤(1)所述磷源为磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的至少一种。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金鹏，王斌，陈克复，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44