一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及纺织纤维领域，尤其涉及一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，包括如下步骤：S1：称取石墨烯料0.5

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织纤维领域，尤其涉及一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种纳米材料，石墨烯材料的尖锐物理边缘可有效切割细菌及病毒表面，破坏细胞壁和膜结构，造成细胞内物质泄漏和代谢紊乱，最终导致细菌及病毒死亡，还可以通过对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取来破坏细胞膜从而杀死细菌。由于石墨烯具有的良好抗菌抑菌、远红外发热、导电导热、抗紫外线防护等特性，在纤维和纺织领域获得广泛的关注和深入的研究。
[0003]粘胶纤维是一种用途较为广泛的纤维素纤维，本身具有良好的力学性能、吸湿性，但是并不具备功能性。石墨烯与人体接触无危害，绿色友好，是制备石墨烯改性粘胶纤维的理想原料，优于目前银离子和季铵盐抗菌纤维。传统的功能性粘胶纤维主要是通过在粘胶纤维中添加助剂或者通过对纤维改性进行实现。最理想的情况是，将石墨烯分散在水中，将其分散到正确的构型中形成高分子复合材料，纤维的性能将进一步提高。
[0004]石墨烯结构为蜂窝片层结构，同时表面性质惰性较强，是一种超疏水的超细粉体，极难分散于水，同时因为极性强，易受范德华力影响而出现团聚现象。陈西安等(针织工业，2020年第10期)用机械剥离法制备的石墨烯与黏胶纺丝液共混制备了不同石墨烯含量的石墨烯改性黏胶长丝，结果显示石墨烯改性黏胶长丝具有良好的抗菌性能，但是石墨烯片径对纺丝过程和纤维性能影响较大。氧化石墨烯也被称为功能化的石墨烯，它的结构与石墨烯大体相同，只是在二维基面上连有一些亲水官能团，使其不需要表面活性剂就能在水中很好的分散。专利文件201210549357.6一种石墨烯共混再生纤维素纤维及其制备方法，利用氧化石墨烯溶液与再生纤维素溶液混合、通过粘胶湿法纺丝工艺制备了较高强度和导电性的纤维。但是粘胶纤维是在强还原剂、强酸、强碱环境下进行生产，氧化石墨烯被还原后在水中的分散性明显变差，因此将氧化石墨烯直接添加到粘胶液中无法达到要求。
[0005]通常可以通过使用分散剂或机械处理使其分散，但前者有毒或降低纤维的性能，后者会引入缺陷。粘胶纤维因其自身的分子构造决定了它的干态、湿态强力比较低，如内部再添加一些填充料，纤维结构受损，从而造成纤维材料的干态、湿态强力更低，难以满足面料制造及使用要求。这种方法制备的粘胶纤维，其功能性不耐水洗，后处理造成的污染较为严重，因此使粘胶纤维应用受到一定限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，避免石墨烯分散不匀、易于团聚，而提供了一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，本专利技术通过对粘胶纤维大分子上羟基的化学反应进行接枝和功能性整理形成高分子复合材料，稳定了纤维结构，提高了纱线强力，避免了分散剂的污染。
[0007]本专利技术的目的是通过如下措施来实现的：一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，
包括如下步骤：
[0008]S1：称取石墨烯料0.5
‑
5份，水95
‑
99.5份，用高速研磨机、高压均质机或微射流均质机制成含石墨烯料浓度为0.5％
‑
5％的石墨烯料分散液；
[0009]S2：将S1中备好的石墨烯料分散液加入粘胶液中，进行搅拌、混合均匀，得石墨烯料粘胶混合液，石墨烯料与粘胶干基的重量比为0.5
‑
1:100；
[0010]S3：将活性氧发生装置产生的超氧阴离子制成纳米气泡与臭氧混合后通过曝气管溶入S2的石墨烯料粘胶混合液中，对石墨烯料粘胶溶液进行处理，得石墨烯料粘胶溶液；
[0011]S4：将S3中的石墨烯料粘胶溶液在真空脱泡机中进行粘胶脱泡，再经300目筛网过滤，得到纺丝液；
[0012]S5：对S4中的纺丝液进行湿法纺丝，通过喷丝头纺丝在凝固浴中成形、牵伸、洗涤、脱硫、上油、烘干、打包得到粘胶纤维。
[0013]上述的一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，所述的石墨烯料为石墨烯。
[0014]上述的一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，所述的石墨烯料为氧化石墨烯。
[0015]上述的一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，所述石墨烯料的尺寸为10nm
‑
1000nm。
[0016]上述的一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，所述S3步骤中的处理时间为40
‑
300s。
[0017]粘胶纤维属纤维素纤维。它是以天然纤维(木纤维、棉短绒)为原料，经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素黄原酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶液，经湿法纺丝而制成。
[0018]本专利技术采用的活性氧发生装置为常规环保处理设备，只要开机就可以产生超氧阴离子并制成纳米气泡，自动实现与臭氧的混合，并且通过曝气管可通入溶液中。
[0019]由于粘胶纤维的强度较低，加入石墨烯或氧化石墨烯后其强度会更低，本专利技术加入活性氧发生装置产生的超氧阴离子制成纳米气泡与臭氧混合后通过曝气管溶入粘胶溶液进行处理就是为了有效克服这一缺陷，提高粘胶纤维的强度，使制得的产品能够满足纺丝的要求。增强的机理为：粘胶纤维是由D
‑
吡喃型葡萄糖基彼此以1,4
‑
β苷键连接而成的一种均一的高分子，纤维素分子除两个端基外，每个葡萄糖基都有三个羟基，活性氧发生装置产生的超氧阴离子制成纳米气泡与臭氧混合产生臭氧阴离子，然后通过曝气管溶入粘胶溶液，臭氧阴离子与水接触瞬间生成羟基自由基
·
OH，羟基自由基
·
OH对石墨烯二维基面及纤维素分子表面进行氧化，形成了亲水官能团，使石墨烯不需要表面活性剂就能在水中很好的分散，减少纤维疵点，并且可以参与纤维素的官能团结合，使石墨烯或氧化石墨烯与粘胶纤维交联成网状结构，既保留粘胶纤维的优良特性，又提高了石墨烯或氧化石墨烯与粘胶纤维之间的结合强度，提升了纤维结构稳定性，避免水洗等情况下石墨烯或氧化石墨烯抗菌活性组分的流失。
[0020]将处理过的石墨烯或氧化石墨烯粘胶溶液进行脱泡、过滤，然后进行湿法纺丝，通过喷丝头纺丝在凝固浴中成形、牵伸、洗涤、脱硫、上油、烘干、打包得到石墨烯或氧化石墨烯粘胶纤维。
[0021]本专利技术的有益效果是：用活性氧发生装置产生的超氧阴离子制成纳米气泡与臭氧混合后通过曝气管溶入粘胶溶液进行处理制备的粘胶纤维：
[0022](1)解决了石墨烯或氧化石墨烯在强还原剂、强酸、强碱环境下易于团聚，纤维疵
点较多的问题,具有优异的抗菌抗病毒性能，耐水洗稳定，触感舒适。本专利技术制备方法环境友好，效率高，分散均匀，纺丝过程稳定，利于大批量连续生产。
[0023](2)石墨烯或氧化石墨烯粘胶纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率≥99％，对甲型流感病毒H1N1的灭活率达到99％，人冠状病毒HCoV
‑
229E(ATCC VR
‑
740)抗病毒活性率99.9％。
[0024](3)所制备的石墨烯或氧化石墨烯粘胶纤维的耐水洗、耐皂洗牢度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗病毒粘胶纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：称取石墨烯料0.5
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5份，水95
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99.5份，用高速研磨机、高压均质机或微射流均质机制成含石墨烯料浓度为0.5％
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5％的石墨烯料分散液；S2：将S1中备好的石墨烯料分散液加入粘胶液中，进行搅拌、混合均匀，得石墨烯料粘胶混合液，石墨烯料与粘胶干基的重量比为0.5
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1:100；S3：将活性氧发生装置产生的超氧阴离子制成纳米气泡与臭氧混合后通过曝气管溶入S2的石墨烯料粘胶混合液中，对石墨烯料粘胶溶液进行处理，得石墨烯料粘胶溶液；S4：将S3中的石墨烯料粘胶溶液在真空脱泡机中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云超，唐玲，张卫星，
申请(专利权)人：河南煜和科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：