含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用。含磷离子液体作为抗菌添加剂在聚氨酯复合纤维中的应用。加入有含磷离子液体的聚氨酯复合纤维分别对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌表现出非常优异的抑菌和杀菌的特性，聚氨酯纳米复合纤维膜的力学性能优异，其拉伸强度和断裂伸长率较大。本发明的抗菌聚氨酯复合纤维薄膜可以应用在医学、生物、环保、纺织等领域。
【专利说明】含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织【技术领域】，涉及含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，可通过含磷离子液体利用纺丝技术制备出抗菌的聚氨酯复合纤维膜。
【背景技术】
[0002]目前，抗菌产品(包括抗菌织物和抗菌薄膜)因其有效地抗菌和杀菌性引起了人们的广泛关注。一般的，市面上的抗菌产品的抗菌性机理主要是释放-接触性杀菌，其具体原理如下:抗菌产品中所掺杂的抗菌剂在使用过程中会以一定的速度释放出；当病菌或病原体接触到释放出来的抗菌剂分子，其细胞壁和/或细胞膜会遭到破坏。最后影响其细胞内外的渗透压环境以及营养物质的输送，最终导致细胞死亡。
[0003]虽然，这些抗菌产品能够有效地达到抑菌和杀菌效果，但是根据其抗菌机理可知，抗菌剂会随着的抗菌过程的进行其浓度会逐渐变小。当抗菌剂浓度低至抗菌的临界浓度时，其抗菌产品的抗菌性就会大大降低。此外，优异的抗菌性需要高含量的抗菌剂，这往往会造成抗菌产品整体物理性能的下降，例如抗菌产品力学性能的大幅度下降，这在其实际应用过程，诸如污水过滤处理，使用抗菌手术服或者手套等，将受到很大程度的限制。
[0004]聚氨酯因其优异的生物相容性而广泛应用在纺织、医学器材以及电气领域，其抗菌性在这些领域的应用是非常重要的。然而，目前抗菌聚氨酯纤维的制备方法较繁琐，特别是银系抗菌聚氨酯，其往往需要纤维的后处理；除此之外，此类纤维的力学性能较差，这归结于无机银粒子的团聚，从而形成了应力集中点，最终应力无法传递，呈现较小的力学拉伸强度和断裂伸长率。所以，有效抗菌且力学性能优异的聚氨酯纤维的制备对于上述应用领域是非常迫切。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供含磷离子液体作为抗菌剂在聚氨酯复合纤维中的应用。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术手段如下:
[0007]步骤(I).将聚氨酯、含磷离子液体体分别在100?110°C下真空干燥48?72h ；
[0008]步骤(2).将干燥后的聚氨酯、干燥后的含磷离子液体按质量比为100:0.1?50加入到N，N-二甲基甲酰胺中，在常温下磁力搅拌4?8h，得到均一的静电纺丝前驱体溶液；N，N-二甲基甲酰胺与聚氨酯的质量比为100:10?30 ；
[0009]作为优选，N, N- 二甲基甲酰胺与聚氨酯的质量比为100:20 ；
[0010]作为优选，静电纺丝前驱体的溶液中加入的干燥后聚氨酯与干燥后含磷离子液体的质量比为100:5?40 ;
[0011]步骤(3).先将2?4毫升配制好的静电纺丝前躯体溶液吸入5毫升医用注射器针筒中，将高压电源正极连在纺丝不锈钢针头上，负极接铝箔，铝箔放在不锈钢针头水平方向处10?15厘米处作为收集板，提供15?16千伏电压即可在铝箔上收集到聚氨酯纳米纤维薄膜；纺丝结束，关闭电源。
[0012]上述方法制备得到的聚氨酯复合纤维膜为共混物，该共混物包括聚氨酯、含磷离子液体；聚氨酯与含磷离子液体的质量比为100:0.1~50 ;
[0013]作为优选，聚氨酯复合纤维膜中聚氨酯与含磷离子液体的质量比为100:5~40。
[0014]所述的含磷离子液体的阳离子为季膦盐类阳离子，结构如下所示:
[0015]
【权利要求】
1.含磷离子液体作为抗菌添加剂在聚氨酯复合纤维中的应用。
2.如权利要求1所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的聚氨酯复合纤维由聚氨酯与含磷离子液体按照质量比为100:0.1~50共混而成。
3.如权利要求2所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的聚氨酯与含磷离子液体的质量比为100:5~40。
4.如权利要求1或2所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的聚氨酯复合纤维的制备过程包括以下步骤: 步骤(1).将聚氨酯、含磷离子液体分别在100~110°C下真空干燥48~72h ； 步骤(2).将干燥后的聚氨酯、含磷离子液体加入到N，N-二甲基甲酰胺中，在常温下磁力搅拌4~8h，得到均一的静电纺丝前驱体溶液；N，N-二甲基甲酰胺与聚氨酯的质量比为100:10~30 ;加入的干燥后聚氨酯与干燥后含磷离子液体的质量比为100:0.1~50 ; 步骤(3).先将2~4毫升配制好的静电纺丝前躯体溶液吸入5毫升医用注射器针筒中，将高压电源正极连在纺丝不锈钢针头上，负极接铝箔，铝箔放在不锈钢针头水平方向处10~15厘米处作为收集板，提供15~16千伏电压即可在铝箔上收集到聚氨酯纳米纤维薄膜；纺丝结束，关闭电源。
5.如权利要求4所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:步骤(2)N，N-二甲基甲酰胺与聚氨酯的质量比为100:20o
6.如权利要求4所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:步骤(2)静电纺丝前驱体的溶液中加入的干燥后聚氨酯与含磷离子液体的质量比为100:5~40。
7.如权利要求1或2或3或4或6所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的含磷离子液体的阳离子为季膦盐类阳离子，结构如下所示:14
R2.其中R4各自独立为Cl~20烷基。
8.如权利要求1或2或3或4或6所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的含磷离子液体的阴离子为氟离子，氯离子，溴离子，硫酸根，硫酸氢根，碳酸根，磷酸根，甲苯磺酸根，磷酸二氢根，磷酸二乙酯基，磷酸氢二根，硝酸根，甲基硫酸根，甲基磺酸根，氯铝酸根，六氟磷酸根，四氟硼酸根，三氟甲基磺酸根，硫氰酸根，乙酸根，双(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸根，双(丙二酸根合)硼酸根，硼酸根，双氰胺基，氯铝酸根，双(草酸根合)硼酸根，双(三氟甲基)亚胺基，双(三氟甲烷磺酰)亚胺基，双(邻苯二甲酸根合)硼酸根，溴氯酸根，癸基苯磺酸根，二氯铜酸根，双(五氟乙基)次膦酸根，双(水杨酸根合)硼酸根，双(三氟甲烷磺酰基)甲烷基，(十二烷基)苯磺酸根，二乙基膦酸根，硫酸乙酯基，磺酸乙酯基，四氰基硼酸根，四(硫酸氢根合)硼酸根，四(甲基硫酸根合)硼酸根，三(五氟乙基)三氟磷酸根或三氟乙酸根。
9.如权利要求7所述的含磷离子液体在聚氨酯复合纤维中的应用，其特征在于:所述的季膦盐类阳离子为三乙基(甲基)膦阳离子，三正丁基(甲基)膦阳离子，三丙基(甲基)膦阳离子，三正己基(甲基)膦阳离子，三正辛基(甲基)膦阳离子，三正十二烷基(甲基)膦阳离子，二己基(乙基)(甲基)膦阳离子，二正丁基(乙基)(甲基)膦阳离子，三(十烷基)(甲基)膦阳离子，二(十六烷基)二(乙基)膦阳离子，四(正丁基)膦阳离子，四(正己基)膦阳离子，四(十六烷基)膦阳离子，四(十二烷基)膦阳离子，三(十烷基)(乙基)膦阳离子，三(十烷基)(正丁基)膦阳离子，三(十六烷基)(甲基)膦阳离子或四(正二十 烷基)膦阳离子。
【文档编号】D01F6/94GK104073975SQ201410293334
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】李勇进, 邢晨阳, 管纪鹏 申请人:杭州师范大学