提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝方法。
【背景技术】
[0002] 在众多领域中，新型纳米材料的合成与应用，始终是学者和工程师关注的焦点。纳 米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等基 本性质。同时，纳米材料在力学、光学、电学、化学、热学和生物医学等多方面也显露出独特 的性能和十分巨大的应用潜力。在众多纳米材料中，纳米铜离子表现出广谱抑菌性能，可W 有效地抑制细菌、真菌、霉菌和藻类的生长和繁殖。植物纤维可W作为增强纤维用于制备各 种纤维增强树脂基复合材料，但由于其力学性能较低，目前主要用于非结构性构件和汽车 内饰等领域。植物纤维由于表面极性及内部的多孔结构，易吸收环境水分，导致植物纤维复 合材料的吸水吸湿性较强，进而利于细菌和霉菌的滋生与繁殖，降低植物纤维复合材料的 耐久性能和使用寿命。
【发明内容】
[0003]基于W上不足之处，本发明公开一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜 离子接枝方法。本方法将具有抑菌性能的纳米铜离子接枝到植物纤维的表面，同时大幅度 提高植物纤维的力学性能及其湿热耐久性能，并制备具有抑菌功能的高性能植物纤维复合 材料。
[0004]本发明所采用的技术如下：
[0005] -种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝方法，将连续亚麻纤维 束在超声作用下进行纤维表面阳离子化处理，然后在超声作用下表面经纳米铜离子凝胶处 理；最后经蒸馈水清洗、烘干和收卷。
[0006]本发明还具有如下技术特征：
[0007] 1、所述的连续亚麻纤维束为未经漂白处理的连续亚麻纤维粗纱，介于8~24支之 间，抢度小于等于15。
[0008] 2、进行纤维表面阳离子化处理所采用的处理介质为3-氯-2-哲丙基=甲基氯化 锭、氨氧化钢和蒸馈水的混合溶液，各组分的质量比为20~30 : 3~5 : 80~120。
[0009] 3、进行连续亚麻纤维束表面阳离子化处理和表面经纳米铜离子凝胶处理的超声 功率为200~1500W，作用时间为1~10分钟，温度为25~80°C。
[0010]4、所述的纳米铜离子凝胶由氯化铜、聚己締醇、抗坏血酸、棚氨化钢和蒸馈水组 成，各组分的质量比为；〇. 15~0.35 : 0.3~0.8 : 4~10 : 0.33~1.32 : 50。
[0011] 5、处理完的连续亚麻纤维束通过蒸馈水超声清洗，清洗时间为0. 5~5分钟，蒸馈 水温度为25~80 °C。
[0012] 6、连续亚麻纤维通过80~110°C烘干炉，烘干时间为5~30分钟，最后收卷。
[0013] 7、所述的纳米铜离子凝胶的制备方法如下；将聚己締醇溶解于蒸馈水中，在常温 下持续揽拌30分钟；然后，加入氯化铜和抗坏血酸，并逐滴加入棚氨化钢；最后，在常温下 揽拌30分钟。
[0014] 8、按如上所述方法制备的一种表面接枝纳米铜离子的连续亚麻纤维束，其分子结 构，如下：
[0015]
【主权项】
1. 一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝方法，其特征在于：将连 续亚麻纤维束在超声作用下进行纤维表面阳离子化处理，然后在超声作用下表面经纳米铜 离子凝胶处理；最后经蒸馏水清洗、烘干和收卷。
2. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：所述的连续亚麻纤维束为未经漂白处理的连续亚麻纤维粗纱，介于8~ 24支之间，捻度小于等于15。
3. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：进行纤维表面阳离子化处理所采用的处理介质为3-氯-2-羟丙基三甲 基氯化铵、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液，各组分的质量比为20~30 : 3~5 : 80~120。
4. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：进行连续亚麻纤维束表面阳离子化处理和表面经纳米铜离子凝胶处理 的超声功率为200~1500W，作用时间为1~10分钟，温度为25~80°C。
5. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：所述的纳米铜离子凝胶由氯化铜、聚乙烯醇、抗坏血酸、硼氢化钠和蒸馏 水组成，各组分的质量比为：0.15~0.35 : 0.3~0.8 : 4~10 : 0.33~1.32 : 50。
6. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：处理完的连续亚麻纤维束通过蒸馏水超声清洗，清洗时间为0. 5~5分 钟，蒸馏水温度为25~80 °C。
7. 根据权利要求1所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于：连续亚麻纤维通过80~IKTC烘干炉，烘干时间为5~30分钟，最后收 卷。
8. 根据权利要求5所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝 方法，其特征在于，所述的纳米铜离子凝胶的制备方法如下：将聚乙烯醇溶解于蒸馏水中， 在常温下持续搅拌30分钟；然后，加入氯化铜和抗坏血酸，并加入硼氢化钠；最后，在常温 下搅拌30分钟。
9. 根据权利要求1-8任一项所述的一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜 离子接枝方法制备的一种表面接枝纳米铜离子的连续亚麻纤维束，其特征在于，连续亚麻 纤维束分子结构，如下：
10. 根据权利要求9所述的一种表面接枝纳米铜离子的连续亚麻纤维束，其特征在于： 纳米铜离子与连续亚麻纤维束的质量之比为〇. 1~5. 0 : 100。
【专利摘要】本发明公开了一种提高亚麻纤维束耐霉菌与力学性能的表面铜离子接枝方法，将连续亚麻纤维束首先在超声作用下经3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、氢氧化钠与水的混合溶液中处理；然后浸入到纳米铜离子凝胶中，反应一定时间后，经蒸馏水超声清洗，最后对处理过的连续亚麻纤维束进行烘干、收卷。其中，纳米铜离子凝胶是将聚乙烯醇、抗坏血酸、硼氢化钠和蒸馏水以一定比例混配，然后加入氯化铜，在常温下反应制备。经表面处理后的亚麻纤维束拉伸强度得到大幅度提升，并且可以有效地抑制黑曲霉等环境霉菌在亚麻纤维表面的生长和繁殖，具有明显的抑菌效果。
【IPC分类】D06M10-08, C23C20-04, D06M10-06
【公开号】CN104727135
【申请号】CN201510104804
【发明人】咸贵军, 王宏光
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月4日