一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种ZnNPs‑TCA‑PLA纳米纤维的制备方法及其产品，其包括，称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；加入异氰酸酯和KH‑550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；将PLA加入到疏水改性的乙酸纤维素溶液；加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；冷却后超声分散，取出，得到TCA‑PLA混合纺丝液；称取锌纳米粒子ZnNPs加入到TCA‑PLA混合纺丝液中，再加入表面活性剂，超声分散；将ZnNPs‑TCA‑PLA混合纺丝液静电纺丝，得到ZnNPs‑TCA‑PLA纳米纤维。本发明专利技术能够作为抗菌纤维、纺织纤维、过滤材料。

Preparation of ZnNPs-TCA-PLA nanofibers and their products

The invention discloses a preparation method of ZnNPs TCA PLA nanofibers and its products, which include: dissolving TCA in DMF, stirring to complete dissolution at room temperature, dissolving ODA in DMF, mixing and stirring evenly; adding isocyanate and KH 550 to stir and cool to obtain hydrophobic modified cellulose acetate solution; adding PLA to hydrophobic modified cellulose acetate solution; PEG was added, surfactant was added, stirred after heating; TCA PLA blended spinning solution was obtained by ultrasonic dispersion after cooling, and zinc nanoparticles were added to TCA PLA blended spinning solution, then surfactant was added to ultrasonic dispersion; ZnNPs TCA PLA blended spinning solution was electrospun to obtain ZnNPs TCA PLA nanofibers. The invention can be used as antimicrobial fiber, textile fiber and filter material.

【技术实现步骤摘要】
一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法及其产品
本专利技术属于纳米纤维
，具体涉及一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法及其产品。
技术介绍
纳米纤维是直径在微米或亚微米级的超细纤维。纳米纤维具有直径小、长径比大、比表面积大、孔隙率高、轴向强度高等特点，纳米纤维在生物医学、过滤材料、纺织纤维、只能电子元件等领域都有广泛的应用。随着静电纺丝技术越来越成熟，纳米纤维近年来的研究也取得了突飞猛进的进展。纳米纤维是直径在微米或亚微米级的超细纤维。纳米纤维具有直径小、长径比大、比表面积大、孔隙率高、轴向强度高等特点，纳米纤维在生物医学、过滤材料、纺织纤维、只能电子元件等领域都有广泛的应用。随着静电纺丝技术越来越成熟，纳米纤维近年来的研究也取得了突飞猛进的进展。如何而制备一种多功能、高性能，同时具备优良的力学机械性能、良好的韧性、弹性等还可改善膜材料的高透明度、高光泽度等优点的纳米纤维是本领域有待解决的技术问题。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。作为本专利技术其中一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其包括，称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；加入异氰酸酯和KH-550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；将PLA加入到所述疏水改性的乙酸纤维素溶液；加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；冷却后超声分散，取出，得到TCA-PLA混合纺丝液；称取锌纳米粒子ZnNPs加入到所述TCA-PLA混合纺丝液中，再加入表面活性剂，超声分散，得到ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液；将ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液静电纺丝，得到所述ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；其中，以质量份数计，所述TCA含量为1.5份，所述ODA含量为4份，所述DMF总加入量为500份，所述搅拌均匀，为45℃下磁力搅拌2.5h。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述加入异氰酸酯和KH-550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；其中，以质量份数计，所述异氰酸酯含量为0.5～1份、所述KH-550含量为0.5～1份。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述将PLA加入到疏水改性的乙酸纤维素溶液，其中所述PLA含量为10份作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；其中，所述表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯，以质量份数计，所述脂肪酸聚氧乙烯酯含量为0.5～1份。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；其中，所述加热后搅拌，为60℃下搅拌3h。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述冷却后超声分散，其中，所述超声分散，时间为0.5h，以质量比计，TCA：DMF：ODA：异氰酸酯：KH550：PLA：PEG：脂肪酸聚氧乙烯酯：PVP＝1.5：500：4：1：0.5：10：5：1：2。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述称取锌纳米粒子ZnNPs加入到所述TCA-PLA混合纺丝液中，再加入表面活性剂，超声分散，得到ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液；其中，所述表面活性剂为PVP，所述超声分散，时间为1h。作为本专利技术所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法的一种优选方案：所述将ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液静电纺丝，为将ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液转移至静电纺丝用注射器，设定液体流速0.3mL/h，纺丝电压12kV，室温下连续纺丝4h。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供所述的制备方法制得的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述的制备方法制得的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维，其中：所述ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维具有抗菌活性，作为抗菌纤维，对肺炎克雷伯菌的抗菌率达到92％以上；作为纺织纤维，色牢度达到4～5级；并能够作为过滤材料，对海水或苦咸水进行淡化脱盐、截留悬浮液中的细小颗粒、胶体、细菌及污垢。本专利技术的有益效果：本专利技术通过静电纺丝法制备出ZnNPs-TCA-PLA功能型纳米纤维。先将乙酸纤维素进行疏水改性，以便于疏水性的聚乳酸更好的混溶制备纺丝原液，然后向纺丝液中加入纳米锌粒子，并分散均匀，从而将三者的优良性能结合纺出高性能、多功能的纳米纤维。本专利技术由于采用的静电纺丝技术，纺丝液的主体由乙酸纤维素和聚乳酸构成，乙酸纤维素作为常见的纤维素衍生物，它来源广泛、生物降解性好、是一种绿色环保的高分子材料，是一种典型的纤维素膜材料。聚乳酸具有良好的力学性能和物理性能，可生物降解，对环境无污染，对人体无毒无害，有良好的防潮、防油脂和密闭性。本产品用作过滤材料时，不仅具有一般纤维素膜的选择性高、透水量大、耐氯性能好等优点，同时聚乳酸又为其提供了优良的力学机械性能、良好的韧性、弹性等还可改善膜材料的高透明度、高光泽度等优点。本专利技术具有优良的抗菌作用，锌纳米粒子直径极其微小，由于量子效应、小尺寸效应且具有大的比表面积，可轻易地进入病原体，与菌体中的酶拾取活力，锌离子同时也可与细菌中的氨基、羧基等官能团反应，故本产品用作纺织纤维时，除了用作医用纺织品外，还可用于生产毛巾、床单、帐篷等等对抗菌需求的家用及产业用纺织品。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1：本专利技术ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法：称取一定质量份的TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解；将少量ODA溶解于DMF中；将两种溶液混合，45℃下磁力搅拌2.5h至溶液均匀；再加入少量异氰酸酯和KH-550继续搅拌1h，结束后冷却即可得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；称取一定质量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ZnNPs‑TCA‑PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括，称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；加入异氰酸酯和KH‑550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；将PLA加入到所述疏水改性的乙酸纤维素溶液；加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；冷却后超声分散，取出，得到TCA‑PLA混合纺丝液；称取锌纳米粒子ZnNPs加入到所述TCA‑PLA混合纺丝液中，再加入表面活性剂，超声分散，得到ZnNPs‑TCA‑PLA混合纺丝液；将ZnNPs‑TCA‑PLA混合纺丝液静电纺丝，得到所述ZnNPs‑TCA‑PLA纳米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括，称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；加入异氰酸酯和KH-550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；将PLA加入到所述疏水改性的乙酸纤维素溶液；加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；冷却后超声分散，取出，得到TCA-PLA混合纺丝液；称取锌纳米粒子ZnNPs加入到所述TCA-PLA混合纺丝液中，再加入表面活性剂，超声分散，得到ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液；将ZnNPs-TCA-PLA混合纺丝液静电纺丝，得到所述ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维。2.如权利要求1所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述称取TCA溶解于DMF中，常温下搅拌至完全溶解，将ODA溶解于DMF中，混合，搅拌均匀；其中，以质量份数计，所述TCA含量为1.5份，所述ODA含量为4份，所述DMF总加入量为500份，所述搅拌均匀，为45℃下磁力搅拌2.5h。3.如权利要求1或2所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述加入异氰酸酯和KH-550搅拌，冷却得到疏水改性的乙酸纤维素溶液；其中，以质量份数计，所述异氰酸酯含量为0.5～1份、所述KH-550含量为0.5～1份。4.如权利要求1或2所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述将PLA加入到疏水改性的乙酸纤维素溶液，其中所述PLA含量为10份。5.如权利要求1或2所述的ZnNPs-TCA-PLA纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述加入PEG，再加入表面活性剂，加热后搅拌；其中，所述表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹，郑创，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32