本发明属于纺织，尤其涉及一种抗菌纱线及其制备方法。
背景技术：
1、随着科学技术的进步和生活水平的提高，人们对纺织品的需求已不仅仅局限于防寒保暖，而是对纺织品的功能性提出了更高的要求。纺织品的功能性从最基本的保暖功能向抗菌、防螨、保健以及防水透湿等功能方向延伸。纺织品作为贴身的防护材料，纺织品纤维的高分子聚合物结构有利于细菌的附着，且其孔隙结构能吸收人体穿着时产生的汗液油脂等代谢物，为细菌及微生物的生长繁殖提供了有利条件，对人体的安全健康造成了极大的威胁，经过抗菌改性过的纺织品能有效抑制微生物的生长繁殖，阻断细菌在人体与环境中的传播途径，极大限度地降低交叉感染的风险。
2、抗菌功能纱线是指具抑菌或杀菌作用的功能性纺织品，而纤维是纱线前身，不论是将具有抗菌功能的天然纤维直接纺纱抑或是将抗菌材料加入纺丝液中制成的合成纤维都可作为抗菌纱线的纺纱材料。得到纳米纤维的方法有很多种，如：自组装法、相位分离法以及高倍牵伸法、静电纺丝法等，但这些方法中只有静电纺技术是唯一可以量产连续性纳米纤维的方法，且静电纺丝装置简单、操作方便的制备纳米纤维的工艺方法，其加工的纤维直径为50nm-1000nm，可以有效模拟人体细胞外基质中的纤维形态，在生物医学领域得到广泛应用，尤其在药物缓释、组织工程材料等方面，是目前生物医学上的重点和热点，又因其易得、费用低、适用性好，是目前制备纳米纤维最广泛的方式之一。
3、静电纺丝是利用高压电场产生的静电作用力将纺丝溶液牵伸为纤维的一种高聚物成纤技术。静电纺丝可以根据纤维直径、沉积模式和结构、机械性能定制设备，最简单的静电纺丝装置包括一个将聚合物溶液推入毛细管的泵，一个沉积纳米纤维的收集器和一个在毛细血管和收集器之间产生静电场的电源。在静电纺成纤过程中，产生高压静电场，当尖端和金属接收装置之间的电压到达临界值时，溶液形成带电射流，带电射流在空气中飞行时，快速蒸发后失去溶剂，以薄纤维毡的形式沉积在收集装置上，形成纳米纤维网状结构。
4、静电纺丝作为最常见的一种多功能纳米纤维制备工艺，不仅具有操作简单、成本低和功能化等众多优势，而且制备的纳米纤维拥有可控制的纤维直径和厚度、三维多孔结构、良好的连通性、强大的机械强度、良好的柔韧性和易于扩展等特点，赋予其良好的透气性、更高的负载能力、更大的接触面积等性能[6-8]，被广泛应用于过滤、生物医用、传感器、光催化等领域。
5、近年来，静电纺纳米纤维在实现低成本、多附加功能的材料研究方向发挥了重要的作用。纳米纤维在功能性纺织品中的优势逐渐被发掘，被广泛地应用于抗菌纺织品领域。通过不同种类纺丝方法可得到具有结构、性能等存在差距的纳米纤维材料。通过调整纳米纤维的结构和负载的功能材料，得到具有优异抗菌效果的抗菌纺织品。但是静电纺丝纳米纤维呈现出具有密集结构的二维(2d)膜形式，纳米纤维密集填充。一般来说，它们以纳米网状结构使用，存放在收集器上。该结构缺乏可再加工性，随机沉积的纳米纤维膜具有较低的机械强度，限制了其在抗菌纺织品领域中的应用。
6、由传统静电纺技术制得的纳米纤维主要以无序排列的薄膜结构收集得到，存在黏附性差、不稳定、不易于操作和控制、力学性能差等缺点，也限制了其在各个领域的应用。目前市面上抗菌混纺纱线的抗菌性比较依赖抗菌纤维本身的占比，增加抗菌纤维的占比可以有效的增强纱线的抗菌性能，但盲目增加抗菌纤维的占比会使整个纱线的力学性能和服用性能降低。尽管溶液静电纺丝技术制备工艺简单、易于操作、并具有制造多功能纤维产品的能力，但要实现真正的工业应用，还需要面对一些问题，例如纳米纤维的产量增加、纳米纤维层的连续收集等问题，并且二维纳米纤维集合体存在纤维相互纠缠、杂乱排列、没有取向度、呈无规则的网状结构，使得纳米纤维集合体的力学性能相对传统纺织品的力学性能差，并且二次加工困难，这些问题使得纳米纤维在纺织品等领域的应用受到了一定程度的限制。
技术实现思路
1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中纳米纤维纺织工艺存在黏附性差、不稳定、不易于操作和控制、产品力学性能差等问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌纱线及其制备方法，以pla纱线为载体，利用多针头共轭静电纺丝技术均匀涂覆纳米纤维于pla纱线上，既维持了纳米纤维固有的高比表面积的特点，又保留pla纱线本身较好的力学强度特性。同时，针对目前市面上抗菌混纺纱线的抗菌性比较依赖抗菌纤维本身的占比，但是过高的抗菌纤维的占比会影响抗菌纱线的整体性能，纳米纤维纱线仅需添加较低浓度的苯扎溴铵抗菌剂即可达到优秀的抗菌性能。
3、本发明的第一个目的是提供一种抗菌纱线的制备方法，包括以下步骤，
4、s1、将聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体和抗菌剂溶于溶剂，搅拌均匀得到抗菌纺丝液；
5、s2、通过多针头共轭静电纺丝装置将s1所述的抗菌纺丝液制成抗菌纳米纤维包缠在聚乳酸纱线表面，得到所述的抗菌纱线。
6、在本发明的一个实施例中，以多针头共轭静电纺丝装置为发生装置，所述多针头共轭静电纺丝装置包括两个注射器。
7、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述抗菌纺丝液中聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体的质量分数为30％-40％。
8、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述抗菌纺丝液中抗菌剂的质量分数为3％-9％。
9、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述抗菌剂选自苯扎溴铵、tio2、zno、壳聚糖、槲皮素和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种。
10、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、丙酮、三氯甲烷和四氢呋喃中的一种或多种。
11、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述搅拌的温度为30℃-40℃，搅拌的时间为4h-5h。
12、在本发明的一个实施例中，在s2中，所述多针头共轭静电纺丝的工艺参数为：供液速度为0.5ml/h，卷绕收集速度为1.0rpm，针头到接收滚轴的距离为15cm-18cm，喇叭筒转速为200rpm，施加的电压为17kv-18kv。
13、在本发明的一个实施例中，在s2中，所述多针头共轭静电纺丝的环境条件为：温度为21℃-25℃，湿度为35％-45％。
14、在本发明的一个实施例中，在s2中，所述多针头共轭静电纺丝是根据原料的特性选择不同的有机溶剂，有机溶剂和原料配置成抗菌纺丝液，将抗菌纺丝液注入前端喷射驱动装置系统，在高压电场作用下，通过注射泵匀速形成液滴，喷出射流并伸展变形，固化沉积在收集装置上，在静电场作用下形成抗菌纳米纤维的过程。多针头共轭静电纺丝装置简便、易于操作，在实验研究中应用较广。此外，多针头共轭静电纺丝技术能够生产可拉伸形变和具有良好机械性能的纳米纤维。
15、本发明的第二个目的是提供一种所述的方法制备的抗菌纱线。
16、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
17、(1)本发明所述的抗菌纱线是以抗菌纳米纤维为主体，pla纱线为支撑，能够保持纳米纤维的高比表面积的优势，克服了传统静电纺丝工艺制备的纳米纤维膜力学性能较差的弱点，可作为基本加工单位用于编织、机织以及针织等传统纺织技术中进一步用来编织、复合、功能化制成各种材料，实现微观纳米纤维的优异性能向宏观材料的转变，可有效提高纳米材料的力学性能和功能稳定性，增加使用寿命，满足不同组织工程支架材料的不同需求，可广泛应用于生物医用材料领域。
18、(2)本发明所述的抗菌纱线仅需较低浓度的抗菌剂添加，即可达到优秀的抗菌效果。