离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用。离子液体作为抗菌添加剂在聚酰胺复合纤维中的应用。加入有离子液体的聚酰胺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。本发明的抗菌聚酰胺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】离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织【技术领域】，涉及离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，可通过离子液体利用纺丝技术制备出抗菌的聚酰胺复合纤维膜。
【背景技术】
[0002]在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质。但目前抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质(称为抗菌剂)，从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷、抗菌金属材料等。
[0003]抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂，因无机抗菌剂在塑料成型过程中稳定应用最普遍，但是大多数无机抗菌剂为重金属离子，对人体毒性较大，且会造成环境污染。有机抗菌剂主要品种有香醛、乙基香草醛类化合物、季铵盐类等，但是有机抗菌剂耐温性差，长期使用有溶出、析出现象。
[0004]聚酰胺工程塑料具有很多优点:高熔点、出色的耐热性能以及自熄性；韧性、耐久性、电化学以及其他物理性能都具有出色的指标；优良的耐油性剂、耐化学品性能；优良的耐磨、抗蠕变及耐老化性能。因此尼龙工程塑料广泛应用于工业领域。
[0005]离子液体作为一种有机抗菌剂，具有很好的抗菌性能。而且，尼龙作为极性分子，分子链上含极性酰胺键，与离子液体的相容性好，但目前未见有将离子液体填充到尼龙树脂制得尼龙抗菌材料的研究报道。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供离子液体作为抗菌剂在聚酰胺复合纤维中的应用。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术手段如下:
[0008]步骤⑴.将聚酰胺、离子液体分别在100?110°C下真空干燥48?72h ；
[0009]步骤(2).将干燥后的聚酰胺、干燥后的离子液体按质量比为100:0.1?50加入到甲酸中，在常温下磁力搅拌4?8h，得到均一的静电纺丝前驱体溶液；甲酸与聚酰胺的质量比为100:10?30 ；
[0010]作为优选，甲酸与聚酰胺的质量比为100:20 ；
[0011]作为优选，静电纺丝前驱体的溶液中加入的干燥后聚酰胺与干燥后离子液体的质量比为100:5?40 ;
[0012]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酰胺纳米纤维薄膜；纺丝结束，关闭电源。
[0013]上述方法制备得到的聚酰胺复合纤维膜为共混物，该共混物包括聚酰胺和离子液体；聚酰胺与尚子液体的质量比为100:0.1~50 ;
[0014]作为优选，聚酰胺复合纤维膜中聚酰胺与离子液体的质量比为100:5~40。
[0015]所述的离子液体的阳离子为咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、季铵盐类阳离子、吡咯类阳离子、哌啶类阳离子、季膦盐类阳离子或锍盐类阳离子。
[0016]所述的咪唑类阳离子为二元取代咪唑类阳离子、三元取代咪唑阳离子或四元取代咪唑类阳离子:
[0017]所述的二元取代咪唑类阳离子的结构式如下；
[0018]
【权利要求】
1.离子液体作为抗菌添加剂在聚酰胺复合纤维中的应用。
2.如权利要求1所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的离子液体的阳离子为咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、季铵盐类阳离子、吡咯类阳离子、哌啶类阳离子、季膦盐类阳离子或锍盐类阳离子； 所述的咪唑类阳离子为二元取代咪唑类阳离子、三元取代咪唑阳离子或四元取代咪唑类阳离子: 所述的二元取代咪唑类阳离子的结构式如下；
其中:&、R2为氢原子或Cl~20烷基或烯基，R1, R2不同时为氢原子； 所述的吡啶类阳离子的结构式如下:
其中:R3、R4为氢原子或Cl~20烷基，R3、R4不同时为氢原子； 所述的季铵盐类阳离子的结构式如下:
其中:R5、R6、R7、R8各自独立为Cl~20烷基； 所述的吡咯类阳离子的结构式如下:
其中:R9、R10各自独立为Cl~20烷基； 所述的哌啶类阳离子的结构式如下:
其中:Rn、R12各自独立为Cl~20烷基； 所述的季膦盐类阳离子的结构如下:
其中:R13、R14> R15、R16为Cl~20烷基或烯基，R13> R14、R15> R16不同时为氢原子； 所述的锍盐类阳离子的结构如下:
其中:R17、R18> R19为Cl~20烷基或烯基，R17、R18> R19不同时为氢原子。
3.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的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。
4.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的二元取代咪唑类阳离子为1，3_ 二甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-辛基-3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基-3-甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-乙基咪唑阳离子、1-苄基-3-甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-烯丙基咪唑阳离子、1-十二烷基-3-甲基咪唑阳离子、1-十六烷基-3-甲基咪唑阳离子、1- 二十烷基-3-甲基咪唑阳离子、N-甲基咪唑阳离子、N- 丁基咪唑阳离子或N-十二烷基咪唑阳离子； 所述的三元取代咪唑类阳离子为1，2，3-三甲基咪唑阳离子，1，3，4-三甲基咪唑阳离子，1，3-二丁基-2-甲基咪唑阳离子，1-丁基-3，4-二甲基咪唑阳离子，1-十二烷基-3，4- 二甲基咪唑阳离子，1-十二烷基-2，3- 二甲基咪唑阳离子，1-苄基-3，4- 二甲基咪唑阳离子，1-苄基_2，3- 二甲基咪唑阳离子，1-苄基-3，4-十二烷基咪唑阳离子，1- 丁基-3，4- 二丙基咪唑阳离子，1-十二烷基_3，4- 二丁基咪唑阳离子，1-苄基-3，4-十六烷基咪唑阳离子或1-苄基-2，3- 二丁基咪唑阳离子； 所述的四元取代咪唑类阳离子为1，3，4，5-四甲基咪唑阳离子，1,4, 5-三甲基-3- 丁基咪唑阳离子，1-甲基-3，4，5-三丁基咪唑阳离子，1-甲基-3，4，5-三己基咪唑阳离子或1-甲基-4，5- 二丁基-3-己基咪唑阳离子。
5.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的吡啶类阳离子为1，3_ 二甲基吡啶阳离子、1-丁基-3-甲基吡啶阳离子、1-己基-3-甲基吡啶阳离子、1-戊基-3-甲基吡啶阳离子、1- 丁基-3-乙基吡啶阳离子、1-癸基-3-甲基吡啶阳离子、1，3-二己基吡啶阳离子、1，3-二丁基吡啶阳离子、1-丙基-3- 丁基吡啶阳离子、1-十二烷基-3-甲基吡唳阳尚子、1-十二烷基-3- 丁基吡卩定阳尚子、1-己基-3- 丁基吡唳阳离子、N-甲基吡啶阳离子、N- 丁基吡啶阳离子、N-丙基吡啶阳离子、N-己基吡啶阳离子、N-戊基吡啶阳离子、N-辛基吡啶阳离子、N-癸基吡啶阳离子或N-十二烷基吡啶阳离子。
6.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的季铵盐类阳离子为N，N，N-三(乙基)甲铵阳离子、N，N，N-三(正丁基)甲铵阳离子、N，N，N-三(己基)甲铵阳离子、N-甲基-N-乙基-N，N-二丁基铵阳离子、N，N，N-三(癸基)甲铵阳离子、N-十六烷基-N，N-二乙基甲铵阳离子、N，N，N，N-四(十二烷基)铵阳离子、N，N，N-三(十二烷基)乙铵阳离子、N, N，N-三(十二烷基)正丁基铵阳离子或N，N，N-三(二十烷基)十烷基按阳尚子。
7.如权利要 求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的吡咯类阳离子为N，N-二(甲基)吡咯阳离子、N，N-二(正丁基)吡咯阳离子、N，N-二(乙基)吡咯阳离子、N，N- 二(丙基)吡咯阳离子、N，N- 二(己基)吡咯阳离子、N，N- 二(十二烷基)吡咯阳离子、N-甲基-N-乙基吡咯阳离子、N-丁基-N-甲基吡咯阳离子、N-己基-N-甲基吡咯阳离子、N-癸基-N-甲基吡咯阳离子、N-丙基-N-甲基吡咯阳离子、N，N- 二(十六烷基)吡咯阳离子或N-苄基-N-十二烷基吡咯阳离子。
8.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的哌啶类阳离子为N，N-二(甲基)哌啶阳离子、N，N-二(正丁基)哌啶阳离子、N，N-二(乙基)哌啶阳离子、N，N- 二(丙基)哌啶阳离子、N，N- 二(己基)哌啶阳离子、N，N- 二(十二烷基)哌啶阳离子、N-乙基-N-甲基哌啶阳离子、N- 丁基-N-甲基哌啶阳离子、N-己基-N-甲基哌啶阳离子、N-癸基-N-甲基哌啶阳离子、N-丙基-N-甲基哌啶阳离子、N，N- 二(十六烷基)哌啶阳离子或N-苄基-N-十二烷基哌啶阳离子。
9.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，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)膦阳离子或三(十六烷基)(甲基)膦阳离子。
10.如权利要求2所述的离子液体在聚酰胺复合纤维中的应用，其特征在于:所述的锍盐类阳离子为三乙基锍阳离子，三丙基锍阳离子，三正丁基锍阳离子，三戊基锍阳离子，三正己基锍阳离子，三正癸基锍阳离子，三(正十二烷基)锍阳离子，三(正十六烷基)锍阳离子，二(乙基)甲基锍阳离子，二(丁基)甲基锍阳离子，二(正己基)甲基锍阳离子，二(正辛基)甲基锍阳离子或二(正 十二烷基)甲基锍阳离子。
【文档编号】D01F6/90GK104073900SQ201410293480
【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