一种基于聚多巴胺/纳米银抗菌纺织品的制备方法与流程

文档序号:19429537发布日期:2019-12-17 16:15阅读:217来源:国知局

本发明属于纺织领域,具体涉及一种基于聚多巴胺/纳米银抗菌纺织品的制备方法。



背景技术:

纺织纤维固有的特性使其在服用过程中容易滋生细菌,对人体造成一定的危害。随着人们健康意识的与日俱增,对纺织品进行抗菌整理势在必行。常见的抗菌整理剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂三大类。其中无机抗菌剂具有抗菌性能广、安全性高、热稳定性好、微生物抗药性小等优点。但无机抗菌剂与纺织品结合牢度差,使用受到限制。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于聚多巴胺/纳米银抗菌纺织品的制备方法,该方法所得抗菌纺织品不仅抗菌性能优异,而且耐水洗。

实现上述目的的技术方案是:首先将纳米二氧化钛浸轧到纺织品上,然后利用其光催化活性引发多巴胺聚合,利用聚多巴胺能牢固粘附在各种有机、无机材料表面的特性,提高纳米二氧化钛与纺织品的结合牢度;再利用聚多巴胺的还原性以及分子结构中羟基、氨基对ag+的螯合作用,借助紫外光将吸附到纺织品上的ag+原位还原。

本发明提供的一种基于聚多巴胺/纳米银抗菌纺织品的制备方法,包括以下步骤:

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为2%-5%的醋酸溶液中,待其完全溶解后,加入纳米tio2,超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率80%-100%,再浸轧质量分数为5%-10%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80-85℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,两浸两轧,轧余率90%-100%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3-5次后,50-60℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.3-1.0mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3-5次后,室温晾干,即可。

步骤(1)中所述的壳聚糖/tio2整理液中,壳聚糖分子量为1.0-2.0×105,脱乙酰度为85-95%,壳聚糖浓度为1.5g/l-2.5g/l;tio2粒径为50-100nm,tio2浓度为5.0g/l-10.0g/l。

步骤(3)中所述的多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.5-1.0g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7-8。

步骤(3)中所述的紫外辐照条件为,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间30-60min。

步骤(4)中所述的紫外辐照条件为,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间30-45min。

由上述技术方案可知:本发明首先采用壳聚糖/tio2整理液对纺织品进行预处理,壳聚糖的成膜性可提高纳米tio2与纺织品的结合牢度,同时可赋予纺织品一定的抗菌活性;然后通过紫外辐照聚合将聚多巴胺处理到纺织品上,再利用聚多巴胺的还原性,将吸附到纺织品上的ag+原位还原;聚多巴胺优异的粘附性可将纳米粒子牢固粘附在纺织品上。

本发明有益效果在于:

(1)利用聚多巴胺优异的粘附性将具有抗菌活性的壳聚糖、纳米tio2、银粒子牢固粘附在纺织品上。

(2)采用紫外辐照实现多巴胺在纺织品上的聚合以及ag+在纺织品上的原位还原,操作简单,绿色环保。

具体实施方式

下面结合具体的实施例,进一步详细地描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.0×105,脱乙酰度为85%,壳聚糖浓度为1.5g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为50nm,tio2浓度为5.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率80%,再浸轧质量分数为5%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.5g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7;两浸两轧,轧余率90%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3次后,50℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.3mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

比较例1-1(未添加壳聚糖)

(1)将纳米tio2超声分散在去离子水中,tio2粒径为50nm,tio2浓度为5.0g/l;配制tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧tio2整理液,两浸两轧,轧余率80%,再浸轧质量分数为5%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.5g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7;两浸两轧,轧余率90%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3次后,50℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.3mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

比较例1-2(未经聚多巴胺处理)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.0×105,脱乙酰度为85%,壳聚糖浓度为1.5g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为50nm,tio2浓度为5.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率80%,再浸轧质量分数为5%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.3mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

比较例1-3(未经纳米银处理)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.0×105,脱乙酰度为85%,壳聚糖浓度为1.5g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为50nm,tio2浓度为5.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率80%,再浸轧质量分数为5%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.5g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7;两浸两轧,轧余率90%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3次后,50℃真空干燥,即可。

比较例1-4(未添加纳米tio2)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.0×105,脱乙酰度为85%,壳聚糖浓度为1.5g/l;配制壳聚糖整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖整理液,两浸两轧,轧余率80%,再浸轧质量分数为5%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,80℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.5g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7;两浸两轧,轧余率90%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3次后,50℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.3mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间30min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

实施例2

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为5%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为2.0×105,脱乙酰度为95%,壳聚糖浓度为2.5g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为100nm,tio2浓度为10.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率100%,再浸轧质量分数为10%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,85℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为1.0g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至8;两浸两轧,轧余率100%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间60min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗5次后,60℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为1.0mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间45min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗5次后,室温晾干,即可。

比较例2(未经聚多巴胺处理)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为5%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为2.0×105,脱乙酰度为95%,壳聚糖浓度为2.5g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为100nm,tio2浓度为10.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率100%,再浸轧质量分数为10%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,85℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为1.0mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间45min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗5次后,室温晾干,即可。

实施例3

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为3%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.5×105,脱乙酰度为90%,壳聚糖浓度为2.0g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为80nm,tio2浓度为8.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率90%,再浸轧质量分数为8%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,82℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.8g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7.5;两浸两轧,轧余率95%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间45min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗4次后,55℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.5mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间40min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗4次后,室温晾干,即可。

比较例3(未经聚多巴胺处理)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为3%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.5×105,脱乙酰度为90%,壳聚糖浓度为2.0g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为80nm,tio2浓度为8.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率90%,再浸轧质量分数为8%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,82℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.5mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间40min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗4次后,室温晾干,即可。

实施例4

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为4%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.2×105,脱乙酰度为88%,壳聚糖浓度为1.8g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为70nm,tio2浓度为7.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率85%,再浸轧质量分数为7%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,83℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸轧多巴胺缓冲溶液,多巴胺缓冲溶液由盐酸多巴胺、盐酸、三羟甲基氨基甲烷配制而成,溶液现配现用;其中,盐酸多巴胺的浓度为0.7g/l,采用三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺溶液ph至7.8;两浸两轧,轧余率92%;然后将织物密封在充满氧气的石英反应器中,打开紫外光源进行紫外辐照,紫外光波长260nm,功率7.5w,紫外辐照时间40min,辐照结束后,用蒸馏水漂洗3次后,53℃真空干燥,备用;

(4)将经步骤(3)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.8mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间42min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

比较例4(未经聚多巴胺处理)

(1)将壳聚糖溶解在质量分数为4%的醋酸溶液中,其中,壳聚糖分子量为1.2×105,脱乙酰度为88%,壳聚糖浓度为1.8g/l;待其完全溶解后,加入纳米tio2,tio2粒径为70nm,tio2浓度为7.0g/l;超声分散,配制壳聚糖/tio2整理液;

(2)将经退浆、煮练、漂白前处理的纤维素纤维织物浸轧壳聚糖/tio2整理液,两浸两轧,轧余率85%,再浸轧质量分数为7%naoh溶液,两浸两轧,轧余率100%,83℃烘干后,备用;

(3)将经步骤(2)处理的纤维素纤维织物浸入浓度为0.8mmol/lagno3溶液中,同时开启紫外光辐照agno3溶液,紫外光波长365nm,功率6w,紫外辐照时间42min,辐照结束后,将织物从溶液中取出,用蒸馏水漂洗3次后,室温晾干,即可。

实施例5

20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分:吸收法》测定整理织物的抗菌性能。抗菌性能测试:按照gb/t

耐水洗性测试:染色织物抗菌效果耐水洗性测试按照gb/t12490-1990中的试验条件a1m进行洗涤,采用ece标准洗涤剂,清洗结束作为5次洗涤(相当于5次洗涤的具体操作条件和步骤:40℃,150ml溶液,钢珠10粒,洗45min,洗涤后取出试样,在40℃,100ml水中清洗2次,每次1min)。达到规定的洗涤次数后,用水充分洗涤样品,晾干。

表1织物抗菌性能测试

从上表可以看出,本发明所得织物对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌均有很好的抗菌效果。比较例1-2,2,3,4中,由于织物未经聚多巴胺处理,使得吸附到纤维素纤维上的ag+量较少,原位还原后,织物上的纳米ag的量也少,从而导致织物的抗菌性能较差;又由于没有聚多巴胺的粘附作用,使得抗菌效果的耐水洗性能较差。比较例1-1中,由于没有壳聚糖的协调作用,织物的抗菌效果略有降低。比较例1-3中,织物未经纳米ag处理,因此,织物抗菌性能最差。比较例1-4中,由于织物预处理时未添加纳米tio2,在后续紫外光还原ag+过程中,导致其还原不充分,从而导致最终抗菌效果也不理想。

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