本发明专利技术公开了一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用，包括硝酸银溶液加入到胺化环糊精溶液中，调节反应溶液的pH，反应结束后多次洗涤和离心，得到胺化环糊精纳米银超分子组装结构，其与聚丙烯腈、聚乙烯醇一起配制复合纺丝溶液进行静电纺丝，得到复合纳米纤维膜；用二元醛对复合纳米纤维膜接枝交联，结束后真空烘干，得到具有交联结构的高吸湿抗菌复合纳米纤维膜。本发明专利技术通过胺化环糊精包裹银纳米粒子，由二元醛制备具有交联结构的复合纳米纤维膜，不仅解决游离的纳米银粒子易流失问题，同时提升纤维的吸湿性、抗菌性、着色性及力学性能，满足市场对高吸湿抗菌型功能纤维的需求，特别是功能纺织品领域。特别是功能纺织品领域。特别是功能纺织品领域。
【技术实现步骤摘要】
一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及纳米纤维膜
，特别是一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着社会科技的发展和生活水平的不断提高，人们对纺织品的消费追求已不再仅是实用性和耐用性，而是更关注于舒适、环保。聚丙烯腈是由85％以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物，聚丙烯腈纤维又称腈纶，有人造羊毛的美誉，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域，但聚丙烯腈存在大量强极性腈基，导致其分子链间相互作用强、吸水性吸湿性能较差、静电作用强，严重限制其广泛的应用。
[0003]采用多羟基化合物对聚丙烯腈进行复合改性，对于聚丙烯腈纤维的功能化具有重要意义。聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性聚合物，由于含有丰富的羟基，PVA复合的纤维有望具有良好的亲水性、可纺性和机械性能。现有技术中，由于聚乙烯醇在水中易膨胀，稳定性不够，所以常利用交联等方法对其改性，使其具有较好的机械性能。
[0004]纳米级的银粒子由于具有极高的表面能、极大的化学活性，其吸附细菌、病毒的能力大大提高，抗菌活性也大大增强，作为一种广谱抗菌剂一直得到广泛关注。环糊精分子结构外缘含有丰富的羟基，在金属纳米粒子的合成过程中，可以吸附在金属表面，从而有效地稳定金属纳米粒子，同时也提升了金属纳米粒子的生物相容性。天然环糊精存在水溶解性和反应活性不足的问题，会使其在实际应用中受到一定限制，在环糊精大环基本骨架保持不变的情况下使用化学方法将氨基引入环糊精分子得到的胺化环糊精具有更好的应用前景。同时，环糊精具有疏水性空腔，可以通过主客体包合的方式吸附染料，达到提高纤维着色性的作用。
[0005]静电纺丝技术是一种操作简单、成本低廉的高分子聚合物纳米纤维的制备技术。其基本原理就是在几十千伏电场作用下，针头处的液滴克服表面张力会由球形变为圆锥形，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，在接收器上形成纳米纤维物质。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜与传统方法制备的纤维相比，具有更大的孔隙率与比表面积，能够更广泛应用于各个领域，具有良好的发展前景。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的是提供一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，通过引入胺化环糊精包裹的纳米银粒子，并由二元醛制备具有交联结构的复合纳米纤维膜，所得纤维膜具有吸水性强、吸附染料即着色性好、力学性能出众且抗菌性能优异等功能，解决传统聚丙烯腈纤维吸水性差、功能单一的问题，满足人们对抗菌方面的要求，而且原料来源丰富，工艺简单可控，绿色环保。
[0007]本专利技术的第二目的是提供前述制备方法得到的高吸湿抗菌复合纳米纤维膜，其具有吸水性强、吸附染料即着色性好、力学性能出众且抗菌性能优异等功能。
[0008]本专利技术的第三目的是提供前述高吸湿抗菌复合纳米纤维膜在功能纺织品上的应用。
[0009]为了达到上述专利技术目的，采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将硝酸银溶液加入到胺化环糊精溶液中，用氢氧化钠溶液调节反应溶液的pH，控制反应温度、pH和搅拌时间，反应结束后多次洗涤和离心，得到胺化环糊精纳米银超分子组装结构；
[0012](2)采用非质子极性溶剂，将步骤(1)所得胺化环糊精纳米银超分子组装结构与聚丙烯腈、聚乙烯醇一起配制复合纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，制备得到复合纳米纤维膜；
[0013](3)在酸性溶液中，采用二元醛对步骤(2)所得复合纳米纤维膜进行接枝交联，反应结束后真空烘干，得到具有交联结构的高吸湿抗菌复合纳米纤维膜。
[0014]优选地，步骤(1)中，所述胺化环糊精是环糊精先由4
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甲基苯磺酰氯试剂磺酰化，再经过胺化试剂处理后得到，其中胺化试剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种；所述环糊精选自α
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环糊精、β
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环糊精和γ
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环糊精中的一种。
[0015]优选地，步骤(1)中，所述硝酸银溶液的浓度为0.05～5mmol/L，更优选为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L、0.5mmol/L、0.6mmol/L、0.7mmol/L、0.8mmol/L、0.9mmol/L、1mmol/L中的一种；所述胺化环糊精溶液的浓度为0.5～10mmol/L，更优选为1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L中的一种。
[0016]优选地，步骤(1)中，反应温度为20～100℃，选自50℃、55℃、60℃、65℃、70℃中的一种。
[0017]优选地，步骤(1)中，反应时间为0.5h～10h，选自2h、3h、4h、5h、6h中的一种。
[0018]优选地，步骤(1)中，反应溶液的pH为3～14，选自5、6、7、8、9、10、11、12中的一种。
[0019]优选地，步骤(1)中，搅拌速度为30～300r/min，选自80r/min、100r/min、120r/min、140r/min、160r/min中的一种。
[0020]优选地，步骤(1)中，离心速率为3000～15000rpm，选自5000rpm、6000rpm、7000rpm、8000rpm、9000rpm、10000rpm中的一种。
[0021]优选地，步骤(1)中，离心时间为10～60min，选自15min、20min、25min、30min、35min、40min中的一种。
[0022]优选地，步骤(2)中，所述非质子极性溶剂选自N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。
[0023]优选地，步骤(2)中，所述聚丙烯腈的重均分子量为5～20w；更优选为8w、9w、10w、11w、12w、13w、14w、15w中的一个。
[0024]优选地，步骤(2)中，所述聚乙烯醇的重均分子量为3～15w；更为优选地为5w、6w、7w、8w、9w、10w、11w、12w中的一个。
[0025]优选地，步骤(2)中，按质量计所述复合纺丝液中聚丙烯腈浓度为5％～40％。
[0026]优选地，步骤(2)中，按质量计所述聚乙烯醇与聚丙烯腈的质量比为1：10～1：1；更优选为3：10、4：10、5：10、6：10、7：10、8：10中的一个。
[0027]优选地，步骤(2)中，按质量计所述胺化环糊精纳米银与聚丙烯腈的质量比为1：50～1：10；更优选为1：25、1：24、1：23：1：22、1：21、1：20中的一个。
[0028]优选地，步骤(2)中，纺丝液搅拌温度为20～60℃；搅拌时间为6～24h；搅拌速度为200～800r/min。
[0029]优选地，步骤(2)中，静电纺丝工艺的电压为10～50kV，纤维接收距离为10～35cm，纺丝液的流出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高吸湿抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硝酸银溶液加入到胺化环糊精溶液中，用氢氧化钠溶液调节反应溶液的pH，控制反应温度为20～100℃、pH为3～14、搅拌速率为30～300r/min和反应时间为0.5～10h，反应结束后多次洗涤和离心，离心速率为3000～15000rpm，离心时间为10～60min，得到胺化环糊精纳米银超分子组装结构，其中：所述胺化环糊精是环糊精先由4
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甲基苯磺酰氯试剂磺酰化，再经过胺化试剂处理后得到；所述硝酸银溶液的浓度为0.05～5mmol/L，所述胺化环糊精溶液的浓度为0.5～10mmol/L；(2)采用非质子极性溶剂，将步骤(1)所得胺化环糊精纳米银超分子组装结构与聚丙烯腈、聚乙烯醇一起配制复合纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，制备得到复合纳米纤维膜；(3)在酸性溶液中，采用二元醛对步骤(2)所得复合纳米纤维膜进行接枝交联，反应结束后真空烘干，得到具有交联结构的高吸湿抗菌复合纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述高吸湿抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述胺化试剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种；所述环糊精选自α
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环糊精、β
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环糊精和γ
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环糊精中的一种；所述硝酸银溶液的浓度为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L、0.5mmol/L、0.6mmol/L、0.7mmol/L、0.8mmol/L、0.9mmol/L、1mmol/L中的一种；所述胺化环糊精溶液的浓度为1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L中的一种。3.根据权利要求1所述高吸湿抗菌复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度选自50℃、55℃、60℃、65℃、70℃中的一种；反应时间选自2h、3h、4h、5h、6h中的一种；反应溶液的pH选自5、6、7、8、9、10、11、12中的一种；搅拌速度选自80r/min、100r/min、120r/min、140r/min、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，奚桢浩，徐益升，刘开振，马坤，赵振杰，夏宗梅，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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