一种高性能抗菌纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能抗菌纤维，涉及纺织品领域。该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由15‑20份聚对苯二甲酸丙二酯、20‑40份聚氨酯、0.5‑1.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由10‑17份海藻酸钠、1‑2份壳聚糖、15‑22份溶剂组成。本发明专利技术还公开了该纤维的制备方法。本发明专利技术提供的纤维不仅抗菌性能优异，且具有较佳的力学性能，制备方法简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能抗菌纤维及其制备方法
：本专利技术涉及纺织领域，具体的涉及一种高性能抗菌纤维的制备方法。
技术介绍
：随着科技的进步，人民生活水平的提高，消费者对纺织品的需求已不再是简单的美观耐用，而是需要附加多功能且有益身心的元素，特别是对抗菌、抑菌和杀菌的纺织品需求不断增加。抗菌纤维是混有抗菌剂或经抗菌表面处理的纤维。对抗甲氧苯青霉素的黄色葡萄球菌等具有抗菌杀菌功能，可防感染和传染。抗菌纤维使得抗菌剂能够缓缓溶出，在纤维表面形成抑菌圈，即使表面抗菌剂被洗掉，还会有新的抗菌剂溢出形成新的抑菌圈。目前市场上的抗菌纤维杀菌性能还需进一步改善，且力学性能较差。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高性能抗菌纤维，该不仅抗菌性能优异，且力学性能好。本专利技术的另一个目的是提供该纤维的制备方法，该方法操作简单，制备成本低。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高性能抗菌纤维，该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由15-20份聚对苯二甲酸丙二酯、20-40份聚氨酯、0.5-1.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由10-17份海藻酸钠、1-2份壳聚糖、15-22份溶剂组成。一种高性能抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将六水合硝酸铈、乙酸锆溶于水中制得混合溶液，将乙醇和环己烷混合搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合后转移至搅拌釜内，在55-75℃下搅拌处理30min，然后滴加混合溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌处理1-3h，冷却至室温，滴加氨水搅拌沉淀处理30min，过滤，将沉淀干燥，制得掺铈锆的二氧化硅；(2)将上述制得的掺铈锆的二氧化硅和部分聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯的混合料在高混机中捏合，并由双螺杆挤出机挤出造粒，制得母粒；将制得的母粒和剩余的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯混合，由双螺杆熔融挤出，脱泡；(3)将海藻酸钠、壳聚糖和溶剂混合在40-50℃下搅拌至固体溶胶，冷却至室温，脱泡；(4)将脱泡后的物料分别送入计量泵，经连接导管送入到同轴静电纺丝装置中，静电纺丝，制得抗菌纤维。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，混合溶液中，所述六水合硝酸铈、乙酸锆的浓度为1-5mol/L、2-4mol/L。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，乙酸锆、正硅酸乙酯的摩尔比为(0.12-0.35):1。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，双螺杆熔融挤出的温度为150-220℃。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，制备母粒时采用的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯分别为总聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯质量的20-45％。作为上述技术方案的优选，所述溶剂为水、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种混合。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，静电纺丝时，外层喷丝头内径为1-1.3mm，内层喷丝头内径为0.3-0.5mm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制得的抗菌纤维为核壳结构，外层中添加有掺铈锆的二氧化硅，有效改善了纤维的力学性能和抗菌性能，内层中添加有壳聚糖，制得的纤维蓬松柔软，抗菌性能优异；本专利技术通过在二氧化硅中掺杂铈锆，锆元素的加入有效提高了纤维耐高温和耐磨性能，铈元素的加入，和硅元素相互协同，有效改善了纤维的抗菌性能，且本专利技术公开的纤维制备方法操作简单，对设备要求低。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种高性能抗菌纤维，该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由15份聚对苯二甲酸丙二酯、20份聚氨酯、0.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由10份海藻酸钠、1份壳聚糖、15份溶剂组成；其制备方法包括以下步骤：(1)将六水合硝酸铈、乙酸锆溶于水中制得混合溶液，将乙醇和环己烷混合搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合后转移至搅拌釜内，在55℃下搅拌处理30min，然后滴加混合溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌处理1h，冷却至室温，滴加氨水搅拌沉淀处理30min，过滤，将沉淀干燥，制得掺铈锆的二氧化硅；其中，混合溶液中，所述六水合硝酸铈、乙酸锆的浓度为1mol/L、2mol/L，乙酸锆、正硅酸乙酯的摩尔比为0.12:1；(2)将上述制得的掺铈锆的二氧化硅和部分聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯的混合料在高混机中捏合，并由双螺杆挤出机挤出造粒，制得母粒；将制得的母粒和剩余的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯混合，由双螺杆在150℃下熔融挤出，脱泡；(3)将海藻酸钠、壳聚糖和溶剂混合在40-50℃下搅拌至固体溶胶，冷却至室温，脱泡；(4)将脱泡后的物料分别送入计量泵，经连接导管送入到同轴静电纺丝装置中，静电纺丝，制得抗菌纤维。实施例2一种高性能抗菌纤维，该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由20份聚对苯二甲酸丙二酯、40份聚氨酯、1.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由17份海藻酸钠、2份壳聚糖、22份溶剂组成；其制备方法包括以下步骤：(1)将六水合硝酸铈、乙酸锆溶于水中制得混合溶液，将乙醇和环己烷混合搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合后转移至搅拌釜内，在75℃下搅拌处理30min，然后滴加混合溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌处理3h，冷却至室温，滴加氨水搅拌沉淀处理30min，过滤，将沉淀干燥，制得掺铈锆的二氧化硅；其中，混合溶液中，所述六水合硝酸铈、乙酸锆的浓度为5mol/L、4mol/L，乙酸锆、正硅酸乙酯的摩尔比为0.35:1；(2)将上述制得的掺铈锆的二氧化硅和部分聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯的混合料在高混机中捏合，并由双螺杆挤出机挤出造粒，制得母粒；将制得的母粒和剩余的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯混合，由双螺杆在220℃下熔融挤出，脱泡；(3)将海藻酸钠、壳聚糖和溶剂混合在40-50℃下搅拌至固体溶胶，冷却至室温，脱泡；(4)将脱泡后的物料分别送入计量泵，经连接导管送入到同轴静电纺丝装置中，静电纺丝，制得抗菌纤维。实施例3一种高性能抗菌纤维，该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由16份聚对苯二甲酸丙二酯、25份聚氨酯、0.7份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由11份海藻酸钠、1.2份壳聚糖、16份溶剂组成；其制备方法包括以下步骤：(1)将六水合硝酸铈、乙酸锆溶于水中制得混合溶液，将乙醇和环己烷混合搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合后转移至搅拌釜内，在60℃下搅拌处理30min，然后滴加混合溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌处理1.5h，冷却至室温，滴加氨水搅拌沉淀处理30min，过滤，将沉淀干燥，制得掺铈锆的二氧化硅；其中，混合溶液中，所述六水合硝酸铈、乙酸锆的浓度为2mol/L、2.5mol/L，乙酸锆、正硅酸乙酯的摩尔比为0.15:1；(2)将上述制得的掺铈锆的二氧化硅和部分聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯的混合料在高混机中捏合，并由双螺杆挤出机挤出造粒，制得母粒；将制得的母粒和剩余的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯混合，由双螺杆在160℃下熔融挤出，脱泡；(3)将海藻酸钠、壳聚糖和溶剂混合在40-50℃下搅拌至固体溶胶，冷却至室温，脱泡；(4)将脱泡后的物料分别送入计量泵，经连接导管送入到同轴静电纺丝装置中，静电纺丝，制得抗菌纤维。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能抗菌纤维，其特征在于：该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由15‑20份聚对苯二甲酸丙二酯、20‑40份聚氨酯、0.5‑1.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由10‑17份海藻酸钠、1‑2份壳聚糖、15‑22份溶剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗菌纤维，其特征在于：该纤维为核壳结构，外层的成分以重量份计，由15-20份聚对苯二甲酸丙二酯、20-40份聚氨酯、0.5-1.5份掺铈锆的二氧化硅组成，芯层的成分以重量份计，由10-17份海藻酸钠、1-2份壳聚糖、15-22份溶剂组成。2.如权利要求1所述的一种高性能抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将六水合硝酸铈、乙酸锆溶于水中制得混合溶液，将乙醇和环己烷混合搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合后转移至搅拌釜内，在55-75℃下搅拌处理30min，然后滴加混合溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌处理1-3h，冷却至室温，滴加氨水搅拌沉淀处理30min，过滤，将沉淀干燥，制得掺铈锆的二氧化硅；(2)将上述制得的掺铈锆的二氧化硅和部分聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯的混合料在高混机中捏合，并由双螺杆挤出机挤出造粒，制得母粒；将制得的母粒和剩余的聚对苯二甲酸丙二酯、聚氨酯混合，由双螺杆熔融挤出，脱泡；(3)将海藻酸钠、壳聚糖和溶剂混合在40-50℃下搅拌至固体溶胶，冷却至室温，脱泡；(4)将脱泡后的物料分别送入计量泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继东，
申请(专利权)人：苏州印丝特纺织数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32