一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品及其制备方法，包括以下步骤：蚕丝制品浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后加入铜盐酸溶液，浸泡后进行还原剂还原处理，最后经过清洗、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品；本发明专利技术能提高蚕丝纤维及其织物的广谱抗菌性能的同时，避免对人体的危害，也避免对环境的污染。本发明专利技术的制备方法简单、易于批量化生产，且所得抗菌蚕丝纤维制品具有优良的抗菌性，且抗菌性能持久。

Antibacterial silk product with nano copper and preparation method thereof

The invention discloses a nano copper antibacterial silk product and a preparation method, including the following steps: the silk products are immersed in the buffer solution containing Monascus, then the copper hydrochloric acid solution is added, the reducing agent is reduced after soaking, and the nano copper antibacterial silk products are obtained by cleaning and drying. Ming can improve the broad-spectrum antibacterial properties of silk fiber and its fabrics while avoiding the harm to the human body and avoiding environmental pollution. The preparation method of the invention is simple and easy to batch produce, and the obtained antibacterial silk fiber product has excellent antibacterial property, and the antibacterial property is durable.

【技术实现步骤摘要】
一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品及其制备方法
本专利技术涉及一种抗菌天然高分子纤维，具体涉及一种带有纳米铜的抗菌蚕丝制品及制备方法。
技术介绍
目前，国内外纺织品抗菌处理技术大致可分为两种：先制得抗菌纤维，然后再制成各类抗菌织物；将织物用各种抗菌剂进行后处理加工以获得抗菌性能。比较而言，第一种方法所得的织物抗菌效果持久、耐洗性好，但技术含量高、难度大、涉及领域广、抗菌纤维生产过程比较复杂、对抗菌剂要求高。而第二种方法的加工处理过程比较简单，但生产中三废多，其耐洗性及抗菌效果持久性较差。但由于第二种方法加工方便，并且可供选择的抗菌剂范围广。纺织品不管是原料纤维，还是纱线或织物，甚至成衣均可通过后整理方法获得抗菌功效，因此在目前上市的各类抗菌织物中，以后整理加工的居多。现有技术中，后整理加工的方法包括：利用反应性树脂将抗菌剂热固着于纤维表面，如日本敷纺的Nonstack、郡是的sanityze等二苯醚类抗菌防臭整理剂。它本身对纤维素无亲和力，需与2D树脂或氰醛树脂拼用，可提高其耐久性，它的防臭抗菌机理是抑制微生物的细胞膜和细胞壁的机能。抗菌剂吸附固定于纤维表面。代表商品如内外棉的Odoyte。利用有机硅季铵盐的三甲氧基与纤维表面的羟基脱甲醇反应使抗菌剂固着。此法由于抗菌剂完全固定，抗菌作用通过抗菌剂的活性部分与细菌细胞表面的接触状态而定。如日本东洋纺的Viosil，仓纺的Cransil，美国道康宁公司的DC5700等。利用纳米银整理及载银锌纳米SiO2整理、壳聚糖整理等对丝绸进行的抗菌后整理。一般后纺织品整理所使用的抗菌剂主要有季铵盐类、有机硅季铵盐、甲壳素、壳聚糖、无机盐类和天然物的萃取物等，但目前市售的抗菌剂大多存在抗菌广谱性差、耐洗涤性欠佳、安全性不可靠等问题。尽管在抗菌织物整理剂中，银系具有较强与广的抗菌作用，但是在2014年，美国自然资源保护委员会(NRDC)宣布限制纳米银在纺织品上的使用。这是因为人们逐渐发觉，银并不如人们想象的那么安全。一方面，银离子或纳米银通过皮肤进入人体内，而银的化合物除了硝酸银基本都不可溶，所以会造成体内重金属累积，长期如此会有损健康。目前的纳米银抗菌修饰方法主要有两种：一是先合成纳米银，再将其修饰到蚕丝材料表面；另一种是直接在蚕丝材料表面原位合成纳米银。然而，这两种方法共同问题是纳米银仅黏附在蚕丝材料表面，其黏附量低、黏结牢度差，无法满足实际应用要求，因此进一步应用推广受到极大限制。
技术实现思路
本专利技术目的是公开一种简单、方便的制备抗菌天然蚕丝制品的方法，赋予天然高分子纤维抗菌功能，克服现有技术不足，提供一种装载纳米铜的抗菌纤维及其制备方法，拓展其应用领域；本专利技术的抗菌天然蚕丝纤维中，铜的化合物都可溶解，进入人体的铜也能随着新陈代谢排出体外，另一方面，铜是人体中含量仅次于铁和锌，在微量元素中居第三位的生命元素，而人体并不需要银元素，所以，本专利技术的抗菌天然蚕丝纤维克服了现有银制备抗菌纤维的问题与缺陷。为达到上述目的，本专利技术技术方案是，一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，包括以下步骤，蚕丝制品浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后加入铜盐酸溶液，浸泡后进行还原剂还原处理，最后经过清洗、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品。上述技术方案中，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜中的一种或几种；所述铜盐酸溶液中的酸为硫酸、磷酸、盐酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸中的一种；所述铜盐酸溶液中，铜盐的质量浓度为3%-20%。上述技术方案中，所述含有红曲霉菌的缓冲液中，红曲霉菌的质量浓度为0.5%-0.8%；所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。上述技术方案中，所述浸入的时间为20-30分钟，温度为10℃-15℃；所述浸泡的时间为0.5-12小时，温度为0℃-5℃。上述技术方案中，所述蚕丝为桑蚕丝、柞蚕丝、天蚕丝、蓖麻蚕丝、蜘蛛丝、再生蚕丝中的一种或几种；所述蚕丝制品为蚕丝纤维、脱胶或未脱胶茧丝、生丝、捻线丝、编织线、针织物、机织物、非织造布、编织物中的一种或几种。上述技术方案中，所述还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸钠、水合肼、葡萄糖、抗坏血酸、糖、柠檬酸钠、双氧水中的一种，利用还原剂可以获得有效稳定的还原效果。本专利技术还公开了根据上述带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法制备的带有纳米铜抗菌蚕丝制品；所述纳米铜颗粒吸附在蚕丝纤维表面和内部；所述带有纳米铜抗菌蚕丝制品中，纳米铜的质量含量为5%-20%；所述纳米铜的粒径为1-200nm。本专利技术还公开了上述带有纳米铜抗菌蚕丝制品在制备抗菌用品中的应用。本专利技术还公开了一种抗菌复合棉线的制备方法，包括以下步骤，脱胶蚕丝浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后加入铜盐酸溶液，浸泡后进行还原剂还原处理，最后经过清洗、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝；然后将带有纳米铜抗菌蚕丝与清洁棉线混纺制备抗菌复合棉线，可以用于伤口止血等，一般的抗菌复合棉线中，棉线的质量分数为75%-80%，混纺方式为现有技术。蚕丝经脱胶除杂得到脱胶蚕丝，得到的脱胶蚕丝浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后浸泡于铜盐酸溶液中促使铜离子向蚕丝内外的均匀渗透与吸附，然后原位还原铜离子生成纳米铜，最后对反应后的蚕丝进行洗涤、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品。优选的技术方案中，所述铜盐为硝酸铜，质量浓度为5%-20%；所述铜盐酸溶液中的酸为甲酸，甲酸质量浓度为90%～98%；所述铜离子还原采用硼氢化钠作为还原剂；在此优选条件下，不仅制备时间较短，同时获得的蚕丝纤维也具有优异的抗菌性能。根据本专利技术的技术方案，首先，通过脱胶除杂工艺获得纯净的丝素蛋白纤维，使得纤维满足后续纺织服装、医疗卫生等应用要求；其次，将红曲霉菌吸附在蚕丝纤维表面并有一定渗透；然后，利用酸性溶液对蚕丝进行溶胀，打开蚕丝内外离子渗透通道，促使铜离子、红曲霉菌向蚕丝内部均匀渗透与固着；再其次，利用还原剂将纤维内外的铜离子原位还原成纳米铜，得到内外均匀分散纳米铜的丝素蛋白纤维；最后，对装载纳米铜纤维进行洗脱工艺去除离子和有机溶剂，进而干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品。本专利技术结合了蚕丝本身的蓬松与多孔结构，同时利用酸性溶剂的溶胀作用，有效打开纤维内外的离子渗透通道，将金属铜离子引入纤维内部，再通过还原剂的还原性直接在原位还原铜离子为纳米铜，实现纳米铜的均匀分散与固定，从而可以获得永久的抗菌性以及耐水洗性。与此相比，现有技术仅是将纳米铜固着于纤维表面，存在负载率低、固着强度低、分散不均匀的问题，尤其是纳米铜本身的特性与纳米银以及锌不一样，很难较好的附着在纤维表面，更难渗透并富集在纤维内部，本专利技术先用红曲霉菌处理蚕丝再浸泡酸溶液，在红曲霉菌的存在下，铜盐较好的渗透进入纤维内部并在还原后定植。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：（1）本专利技术采用酸性溶剂直接对天然纤维进行有效溶胀，充分打开了纤维内外离子渗透通道，实现了纳米铜前驱体铜离子向天然纤维内部的有效渗透与均匀分散；解决了现有技术无法将金属离子引入天然纤维内部的技术难题。（2）本专利技术在将金属铜离子均匀分散于天然纤维内外的基础上，在红曲霉菌存在下，通过还原剂实现金属离子原位还原生成纳米铜，不仅使生成的纳米铜保持良好的分散性，同时使得大部分纳米铜固着于蚕丝内部，功能发挥持久，解决了功能分子与纤维制品结合牢度差的问题。（3）本专利技术制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，蚕丝制品浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后加入铜盐酸溶液，浸泡后进行还原剂还原处理，最后经过清洗、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品。

【技术特征摘要】
1.一种带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，蚕丝制品浸入含有红曲霉菌的缓冲液中，然后加入铜盐酸溶液，浸泡后进行还原剂还原处理，最后经过清洗、干燥得到带有纳米铜抗菌蚕丝制品。2.根据权利要求1所述带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，其特征在于，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜中的一种或几种；所述铜盐酸溶液中的酸为硫酸、磷酸、盐酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸中的一种；所述铜盐酸溶液中，铜盐的质量浓度为3%-20%。3.根据权利要求1所述带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，其特征在于，所述含有红曲霉菌的缓冲液中，红曲霉菌的质量浓度为0.5%-0.8%；所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。4.根据权利要求1所述带有纳米铜抗菌蚕丝制品的制备方法，其特征在于，所述浸入的时间为20-30分钟，温度为10℃-15℃；所述浸泡的时间为0.5-12小时，温度为0℃-5℃。5.根据权利要求1所述带有纳米铜抗菌蚕丝制品的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继伟，于媛媛，董慧敏，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45