本申请涉及聚酯纤维技术领域，尤其涉及一种具有抗菌负离子功能的聚酯纤维。
背景技术：
聚酯是大分子主链中各链节通过酯基相连的，以聚对苯二甲基乙二醇酯(pet)为代表，聚酯纤维是开发最早、产量最大的聚酯产品，聚酯纤维是由二元酸和二元醇经酯化和缩聚反应而制得的一种高分子聚合物，是一种常见的纤维，其具有坚韧性、耐磨性、电绝缘性、耐化学药品性等，属于一种高分子化合物。实践发现，普通的聚酯纤维难以满足人们的生活需要，在保持聚酯纤维原有优势的基础上，将其功能化成为开发的重点。在实现聚酯纤维功能化的过程中，通过添加具有远红外发射功能、负离子发射功能的无机粉料是一种常用的技术，如专利申请2011110289921中，将电气石粉、海泡石、珍珠粉添加到聚酯熔体中进行熔融纺丝，制得具有保健功能的聚酯纤维。但是直接将无机粉体加入到聚酯纤维中，由于粉体表面比表面积较大，粉体之间作用力相互吸引，极易形成团聚体，阻碍了粉体的分散，导致聚酯纤维中无机粉体的作用发挥不明显，改性效果不显著。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种具有抗菌负离子功能的聚酯纤维，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种具有抗菌负离子功能的聚酯纤维，所述聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到；所述抗菌剂包括：纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和zno/znco2o4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和zno/znco2o4中空球。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的抗菌剂和负离子发射剂中均包括分散剂zno/znco2o4中空球，其具有空心结构，能够很容易的吸附纳米级添加剂并负载，并且，煅烧过程也能够促进这种结合，从而有效防止了添加剂在聚酯纤维中的团聚，起到了意料不到的技术效果。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种具有抗菌负离子功能的聚酯纤维，具体的，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，本申请得到的聚酯纤维中，包括5-10％的抗菌剂、3-8％的负离子发射剂，余量为聚酯。
通过对抗菌剂和负离子发射剂进行改性，本申请得到的聚酯纤维具有良好的抗菌性能和负离子发射性能；该抗菌剂包括：纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和分散剂；该负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和分散剂。
现有技术中，关于聚酯纤维功能性的实现，通常是在聚酯纤维纺丝过程中添加功能性粒子，比如抗菌性粒子、负离子粒子等，以使得聚酯纤维具有相应的功能。然而，由于纳米颗粒的表面活性和自由能较高，将其直接添加到聚酯纤维中时，会出现严重的团聚现象，严重影响添加剂功能的发挥，进而导致聚酯纤维改性效果不明显。而本申请实施方式中，该抗菌剂和负离子发射剂中包括分散剂，该分散剂能够作为添加剂的载体，并且，由于该分散剂的粒径较大，通过超声等手段能够在聚酯纤维中均匀分散，进而实现添加剂的均匀分散，解决团聚的缺陷，取得了意料不到的有益效果。
具体的，本申请的技术方案将zno/znco2o4中空球创造性的作为分散剂，该zno/znco2o4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该zno/znco2o4中空球是由zno和znco2o4纳米颗粒组装而成，其中，zno和znco2o4纳米颗粒的粒径为70nm，zno和znco2o4纳米颗粒摩尔比为2:5。
该分散剂zno/znco2o4中空球为一种二元金属氧化物，二元金属氧化物是一种重要的功能材料，其在超级电容器、催化、锂离子电池、化学传感器等领域具有广泛应用；然而，现有技术中，还没有将其用作功能性填料添加到聚酯纤维中，本申请的技术方案，该抗菌剂和负离子发射剂中均包括分散剂zno/znco2o4中空球，其具有空心结构，能够很容易的吸附纳米级添加剂并负载，并且，煅烧过程也能够促进这种结合，从而有效防止了添加剂在聚酯纤维中的团聚，起到了意料不到的技术效果。
如下涉及本技术方案的抗菌剂：
本申请的抗菌剂包括：纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和zno/znco2o4中空球；
其中，该纳米ag-zn-cuo多刺颗粒粒径为200nm，其为ag和zn掺杂的纳米cuo多刺颗粒，ag和zn的掺杂质量分别为6％、3％。
无机抗菌剂具有优异的抗菌活性，现已被广泛用于食品保鲜、安全化妆品、医疗器械、水处理等领域。氧化铜纳米结构是一种半导体纳米材料，其在气敏传感器、磁存储介质、太阳能转换、半导体、光学、高温超导等领域具有广泛应用，氧化铜作为一种重要的工业材料，制备其新颖结构的纳米氧化物可以获得具有孔结构和高比表面积的新材料，然而，本领域中，还没有将上述掺杂氧化铜纳米材料作为抗菌剂添加到聚酯纤维中的技术方案，本发明技术方案中，通过将纳米ag-zn-cuo多刺颗粒与zno/znco2o4中空球混合、煅烧，得到抗菌剂，然后再将其加入聚酯纤维中，在上述混合、煅烧过程中，该纳米ag-zn-cuo多刺颗粒能够与zno/znco2o4中空球结合，共同起到抗菌效果，煅烧过程同时增加了复合材料的抗菌性能，起到了意料不到的技术效果。
一种优选实施方式为，该抗菌剂中，所述纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和zno/znco2o4中空球的质量份数分别为：6份、11份。
如下涉及本技术方案的负离子发射剂：
所述远红外发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和zno/znco2o4中空球；
其中，所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。
硅藻土是一种轻质多孔的白色水成岩，其主要化学成分含有硅、铝和铁等氧化物，具有良好的吸附性和化学惰性，同时具有良好的负离子特性。电气石同样是一种能够释放负离子的天然矿石，其被广泛用于环境保护、日常生活等许多领域，将电气石矿物超细粉加入纤维中，该纤维与人体接触后，能在皮肤表面产生无数微弱电流，刺激血液循环，调整自律神经，形成负离子效应。
本申请技术方案中，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒与zno/znco2o4中空球混合、煅烧，得到负离子发射剂，由于上述物质形貌匹配，该负离子发射剂具有良好的负离子发射性能，取得了良好的技术效果。
一种优选实施方式为，该负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和zno/znco2o4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份。
下面结合实施例对本发明做出进一步说明。
实施例1
一种具有抗菌和负离子功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。
在含量方面，该聚酯纤维中，包括5％的抗菌剂、3％的负离子发射剂，余量为聚酯。
该抗菌剂包括：纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和zno/znco2o4中空球；
其中，该纳米ag-zn-cuo多刺颗粒粒径为200nm，其为ag和zn掺杂的纳米cuo多刺颗粒，ag和zn的掺杂质量分别为6％、3％。
该负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和zno/znco2o4中空球；
其中，所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。
其中，该zno/znco2o4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该zno/znco2o4中空球是由zno和znco2o4纳米颗粒组装而成，其中，zno和znco2o4纳米颗粒的粒径为70nm，zno和znco2o4纳米颗粒摩尔比为2:5。
该抗菌剂中，所述纳米ag-zn-cuo多刺颗粒和zno/znco2o4中空球的质量份数分别为：6份、11份；该负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和zno/znco2o4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份。
如下为所述聚酯纤维的制备过程：
步骤1、制备分散剂zno/znco2o4中空球
首先，按照乙醇和乙二醇的体积比为1:4，配置乙醇和乙二醇的混合溶剂40ml，将2mmol的六水合硝酸锌和2mmol的六水合硝酸钴溶解在混合溶剂中，经磁力搅拌5h后得到透明溶液，然后，将该透明溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜密封后再恒温烘箱中170℃保持20h，自然冷却，将反应生成的沉淀用去离子水和乙醇离心清洗5次，然后再90℃干燥箱中烘干12h，将干燥的样品置于820℃的马弗炉中煅烧100min，得到zno/znco2o4中空球；
步骤2、制备纳米ag-zn-cuo多刺颗粒
取10ml蒸馏水倒入烧杯中，将0.15g的乙酸铜溶解在蒸馏水中，不断搅拌，再加入乙酸锌，然后加入90ml的乙醇，继续搅拌2h，然后超声15min，超声频率为1500w；再加入质量浓度为28％的氨水调节反应体系的ph值为7.9，然后继续超声1h，超声频率为800w，反应后，高速离心收集沉淀，其中高速转速为15000r/min，将沉淀用蒸馏水和乙醇分别清洗3次，然后再80℃真空干燥3h，得到zn-cuo颗粒；
然后，将二丁酸二辛酯磺酸钠溶于异辛烷油相中，配得物质的量浓度为0.1mol/l的二丁酸二辛酯磺酸钠溶液，将其分出两份a、b，每份体积均为5ml；
称取10g上述zn-cuo颗粒，将其与agno3分散于水溶液中，常温下磁力搅拌5h，得到zn-cuo颗粒与agno3的水溶液c；
将1ml的水溶液c加入到a中，得到微乳液e；在b中加入1ml抗坏血酸溶液，得到微乳液f；将微乳液e、微乳液f分别搅拌30min，然后将微乳液f缓慢滴加到微乳液e中，滴加完毕后，继续搅拌1h至反应完全，最后将混合溶液用乙醇洗涤，然后离心分离、真空干燥得到纳米ag-zn-cuo多刺颗粒；
步骤3、制备抗菌剂
按照质量比例，将纳米ag-zn-cuo多刺颗粒、zno/znco2o4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到抗菌浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于500℃煅烧3h，研磨成粉，即得抗菌剂；
步骤4、制备负离子发射剂
按照质量比例，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒、zno/znco2o4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到负离子浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于420℃煅烧4h，研磨成粉，即得负离子发射剂；
步骤5、制备聚酯母粒
首先，将抗菌剂、负离子发射剂和乙二醇混合，搅拌后在室温下超声5h，得到混合液；然后将混合液与精对苯二甲酸、催化助剂进行酯化，聚合，得到聚酯母粒；其中，酯化温度为270℃，压力280kpa，酯化率达到大于96.5％时进行缩聚反应，缩聚温度为290℃，抽真空至20mpa，缩聚至特性粘度为0.74分升/克时，出料，切料；
步骤6、制备聚酯预取向丝
将聚酯母粒熔融，然后送入过滤器进行过滤，经计量后，进入喷丝组件，再将喷出的丝束进行冷却、上油，经导辊后卷绕成预取向丝，其中，纺丝温度为273℃，纺丝速度为3500m/min；
步骤7、制备聚酯功能纤维
聚酯预取向丝经一辊、热箱、二辊、假捻器、卷绕后可制备成聚酯纤维，其中，牵伸速度为500m/min，牵伸比为3.1，一辊温度为90℃，二辊温度为140℃。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌atcc6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌atcc10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：y＝(wt－qt)/wt×100％,其中，y为试样的抑菌率，wt为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，qt为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到99％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4436个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，一种具有抗菌和负离子功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，该聚酯纤维中，包括6％的抗菌剂、3％的负离子发射剂，余量为聚酯。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌atcc6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌atcc10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：y＝(wt－qt)/wt×100％,其中，y为试样的抑菌率，wt为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，qt为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到97％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4433个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例中，一种具有抗菌和负离子功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，该聚酯纤维中，包括5％的抗菌剂、5％的负离子发射剂，余量为聚酯。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌atcc6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌atcc10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：y＝(wt－qt)/wt×100％,其中，y为试样的抑菌率，wt为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，qt为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到99％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4179个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
实施例4
在实施例1的基础上，本实施例中，一种具有抗菌和负离子功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，该聚酯纤维中，包括7％的抗菌剂、6％的负离子发射剂，余量为聚酯。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌atcc6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌atcc10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：y＝(wt－qt)/wt×100％,其中，y为试样的抑菌率，wt为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，qt为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到95％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4057个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
实施例5
在实施例1的基础上，本实施例中，一种具有抗菌和负离子功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，该聚酯纤维中，包括10％的抗菌剂、8％的负离子发射剂，余量为聚酯。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌atcc6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌atcc10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：y＝(wt－qt)/wt×100％,其中，y为试样的抑菌率，wt为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，qt为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到93％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4514个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。