【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗抗菌，具体涉及一种在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法和装置。
技术介绍
1、纺织纤维作为隔离人体与外界环境最主要的防护材料，其丰富的松疏多孔结构以及大的比表面积使其极易吸附人体新陈代谢过程中所分泌的大量油脂和汗液等，为微生物的附着、滋生和大量繁殖提供了温床。抗菌纺织因其具有灭杀微生物或抑制其生长繁殖的功能，应用非常广泛，在家用纺织品上可用于口罩、窗帘和床上用品；在服装上，可用于内衣、袜子和运动装备，达到祛味防霉的效果；在军用物品上，可保持制服、帐篷和降落伞等物品的干净，不会因为微生物的生长而分解。因此，开发功能性抗菌纺织品意义重大。
2、zno具有高效广泛的杀菌性、良好的化学稳定性并且不会对人体产生危害，这种无机金属氧化物纳米颗粒因具有较大的比表面积和多种不同形貌使其在抑菌、祛味防霉等方面表现出良好的抗菌性能和防霉效果，且制备简单，成本低，符合目前绿色环保的发展趋势，具有极大的应用及发展潜力。纳米zno对常见的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出较强的抗菌活性。
3、抗菌机理主要有活性氧论(光催化抗菌机理)和金属离子溶出论两种，(1)光催化抗菌机理主要是认为在光照射下zno发生光催化反应所产生的活性氧杀死或抑制细菌的生长繁殖，从而起到一定的抗菌效果；(2)锌离子溶出机理主要是认为当zno纳米材料与细菌接触时，溶液中zn2+缓慢地释放出来，由于其具有氧化还原性，不仅可与有机物官能团如羧基、硫代基和羟基等进行反应，而且可与细菌细胞结合，破坏其结构并进入细胞内破坏电子传输系统的酶和功能蛋白
4、目前zno纳米颗粒涂层织物的方法主要有溶胶-凝胶法[mahltig b,fiedler d,fischer a,et al.antimicrobial coatings on textiles-modification of sol-gellayers with organic and inorganic biocides[j].journal of sol-gel science andtechnology,2010,55(3):269-277.]，水热合成法[balci o,alver u,besen b s,etal.in-situ generation of zno on the textile surfaces by hydrothermal method[j].industria textila,2014,65(2):80-84.]和浸涂法[verbic,a,gorjanc,m,simoncic,b.zinc oxide for functional textile coatings:recent advances[j].coatings,2019,9:550.]。
5、这些技术都存有一些缺点：首先，它们相当复杂，涉及几个阶段，需要耗时或苛刻的织物预处理；其次，为了得到更小的金属氧化物纳米颗粒，使用稳定剂，导致最终产品中存在较多杂质，且氧化锌纳米颗粒在织物上附着力差，容易脱落。
技术实现思路
1、本专利技术zno纳米颗粒涂层织物存在的制备方法复杂，zno纳米颗粒附着力弱的问题，提供一种在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，通过液体介质的声空化效应，将zno纳米颗粒有利附着在织物表面，赋予织物长期稳定的抗菌功能，且方法简单，能实现连续化制备，可直接进行工业化生产。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，包括步骤：
4、步骤1，配置含醋酸锌和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，为溶液a；配置醋酸锌的溶液为溶液b；将溶液a和溶液b置于不同容器内；
5、步骤2，对溶液b超声，并向其中添加氢氧化钠水溶液调节ph为7-8，持续超声；
6、步骤3，使纺织纤维依次连续经过溶液a、干燥箱、溶液b和水洗池，收卷得到所述zno纳米层；纺织纤维经溶液b的时间在1min以上。
7、现有技术中在织物表面制备氧化锌纳米层结构方法复杂，本专利技术中设计了一种更为简单的方法，通过超声波处理将zno纳米颗粒固定在织物表面，制备具有抗菌性能的金属氧化物涂层织物。这种声化学涂层是一种“绿色”化学方法，是一种简单、快速和环保的方法来设计具有抗菌性能的新材料。超声波作用于液体介质时会产生强烈的声空化效应，包括气泡的形成，增长和内爆崩溃的过程，如果金属纳米颗粒存在于这些崩溃气泡附近，则产生的高速微射流将它们投射到织物表面，从而形成稳定的涂层。同时由于高强度的空化加速了传质，而不会破坏纤维，氧化锌存在于溶液相中，涂层的均匀性更高。
8、优选地，步骤2中超声频率为15-30khz，超声功率600 -1000w。
9、进一步优选地，超声频率为20khz，超声功率800w，预先超声5-10min制备出zno纳米颗粒；
10、溶液a中醋酸锌浓度为0.005-0.02mol/l；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量浓度为0.5-3wt％。
11、优选地，溶液a中醋酸锌浓度为0.01mol/l；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量浓度的1wt％。
12、溶液b的溶剂为乙醇和水的混合溶液，乙醇与水的体积比为10:0.5-1。优选乙醇与水为体积比10:1。
13、使用氢氧化钠水溶液调节ph值至7-8，氢氧化钠与醋酸锌的摩尔比为1-1.5:1，优选1.28：1，可根据ph值调节二者的比例。
14、步骤3中纺织纤维经过溶液a的时间为30s-2min；优选1min；
15、步骤3中纺织纤维经过干燥箱的时间为5-10min；干燥箱温度为70-90℃。
16、纺织纤维经溶液b的时间为1-10min，纤维在溶液b中停留时间越长，表面负载的zno纳米层越多，抗菌效果越好，但过长时间反而可能导致纳米层脱落。优选经过溶液b时间为2-5min。
17、所述水洗池设有去离子水，对纤维表面进行清洗，清洗后的纺织纤维收卷。
18、优选地，收卷后的纤维放置于烘箱中干燥或置于干燥环境中，如于50-70℃下干燥15-30min；后续可进一步固化，如在120-140℃烘箱中干燥固化1-5min。
19、所述纺织纤维为无纺布；
20、本专利技术还提供一种在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的装置，包括连续排列的溶液池a、干燥箱、溶液池b和水洗池；
21、所述溶液池a内为含醋酸锌和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液；所述溶液池b内为醋酸锌的溶液，溶液池b内设有超声装置。
22、所述装置的工作原理为：启动溶液池b的超声装置，向其中添加氢氧化钠水溶液，超声5-10min。纺织纤维经牵引进入溶液池a中，使纤维表面涂层吸附硅烷偶联剂和zn2+；通过干燥箱干燥后，再经过溶液池b，氧化锌纳米颗粒在超声作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，步骤2中超声频率为15-30KHZ，超声功率600-1000W；
3.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，溶液A中醋酸锌浓度为0.005-0.02mol/L；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量浓度为0.5-3wt％。
4.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，溶液B的溶剂为乙醇和水的混合溶液，乙醇与水的体积比为10:0.5-1。
5.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，使用氢氧化钠水溶液调节PH值至7-8，氢氧化钠与醋酸锌的摩尔比为1-1.5:1。
6.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，步骤3中纺织纤维经过溶液A停留时间为30s-2min。
7.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方
8.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，水洗收卷后的纺织纤维于50-70℃烘箱中干燥15-30min；再经120-140℃烘箱中干燥固化1-5min。
9.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的方法，其特征在于，纺织纤维经溶液B的时间为1-10min。
10.一种在纺织纤维上连续化制备ZnO纳米层的装置，其特征在于，包括连续排列的溶液池A、干燥箱、溶液池B和水洗池；
...【技术特征摘要】
1.一种在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，其特征在于，步骤2中超声频率为15-30khz，超声功率600-1000w；
3.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，其特征在于，溶液a中醋酸锌浓度为0.005-0.02mol/l；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量浓度为0.5-3wt％。
4.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，其特征在于，溶液b的溶剂为乙醇和水的混合溶液，乙醇与水的体积比为10:0.5-1。
5.根据权利要求1所述的在纺织纤维上连续化制备zno纳米层的方法，其特征在于，使用氢氧化钠水溶液调节ph值至7-8，氢氧化钠与醋酸锌的摩尔比为1-1.5:1。<...
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