一种高效抗菌纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效抗菌纤维及其制备方法，属于纤维材料技术领域，且该种高效抗菌纤维包括基体纤维和在基体纤维表面接枝的改性有机硅季铵盐。且本发明专利技术利用环氧基多面体倍半硅氧烷、线型烷基伯胺和丙烯酸甲酯逐步合成了中间产物3，再利用酰胺基在氢化钠作用下和γ

【技术实现步骤摘要】
一种高效抗菌纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纤维材料
，具体地，涉及一种高效抗菌纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]抗菌纤维一般是混有抗菌剂或经抗菌表面处理的纤维。用其制成各种抗菌纺织品，具有很好的抗菌性能，能够抵抗细菌在纺织品上的附着，从而使人远离病菌的侵扰，主要用于医院用纺织品如衣服、床单、罩布、窗帘、连裤袜、短袜和绷带等。
[0003]现有技术中常用的抗菌纤维大多数是后处理型抗菌纤维，原理是将天然纤维用有机抗菌剂浸渍处理使得天然纤维和抗菌剂之间形成分子间作用力，从而使得纤维具有抗菌效果。这种分子间作用力比较脆弱，容易受外力(洗涤、摩擦等)破坏，致使这种抗菌纤维存在以下缺点：抗菌时间短，抗菌效果不耐洗、不耐摩缺点。
[0004]因此，本专利技术提供了一种高效抗菌纤维及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高效抗菌纤维及其制备方法，以解决现有抗菌纤维在实际应用当中抗菌效果不稳定，不耐洗、不耐磨等技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种高效抗菌纤维，包括基体纤维和在基体纤维表面接枝的改性有机硅季铵盐。
[0008]进一步地，改性有机硅季铵盐通过以下步骤制成：
[0009]步骤S1、将无水乙醇加入装有磁力搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，将反应体系温度加热至35℃，然后加入去离子水和盐酸，搅拌25min后，滴加含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物，滴加速度为1滴/秒，滴加完全后继续水解反应3d，再用NaOH水溶液调节反应液的pH至中性，通过减压蒸馏除去溶剂，用去离子水洗涤2
‑
4次，无水硫酸镁干燥后，过滤，得到环氧基多面体倍半硅氧烷，反应式如下所示；
[0010][0011]步骤S2、将线型烷基伯胺、冰醋酸加入三口烧瓶中，搅拌直至线型脂肪伯胺完全溶解，然后滴加丙烯酸甲酯，用锡纸避光处理，在氮气保护状态下，用油浴将反应体系的温度加热至77℃，回流反应7
‑
12h，然后35℃减压旋蒸除去冰醋酸和未反应的小分子，得中间产物1；将中间产物1、冰醋酸依次加入三口烧瓶中，搅拌均匀，然后加入线型烷基伯胺，搅拌直至线型烷基伯胺完全溶解，用锡纸避光处理，在氮气状态下，将反应体系的温度加热至81
℃，搅拌反应5
‑
9h，然后35℃减压旋蒸除去冰醋酸和未反应的小分子，得中间产物2，反应式如下所示；
[0012][0013]R1为C
12
H
25
，C
14
H
29
，C
16
H
33
，C
18
H
37
[0014]步骤S3、将环氧基多面体倍半硅氧烷、中间产物2、异丙醇依次装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，200
‑
350r/min搅拌下，用油浴锅将反应体系的温度加热至73℃，搅拌回流反应4
‑
7h，获得中间产物3，反应式如下所示；
[0015][0016]步骤S4、将中间产物3、无水四氢呋喃依次加入带有转子的烧瓶中，在温度为
‑
10
‑
0℃下，滴加含有氢化钠的混合物，滴加速度为1滴/秒，搅拌30
‑
60min，然后将体系升温至室温，加入γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，以200
‑
350r/min速度搅拌，反应18h，加入冰水，水洗涤2
‑
3次，获得中间产物4；将中间产物4、一氯己烷、乙醇依次加入反应釜中，在温度为63℃和压力为4.5个大气压下，反应12h，获得改性有机硅季铵盐，反应式如下所示。
[0017][0018]进一步地，步骤S1中无水乙醇、去离子水、盐酸、含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物的用量比为25
‑
55mL：1.8mol：11
‑
14mL：0.85
‑
0.9mol，含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物中苯基三乙氧基硅烷与环氧丁基三甲氧基硅烷的摩尔比为7：1，盐酸的质量浓度为6
‑
9％。
[0019]进一步地，步骤S2中线型烷基伯胺、冰醋酸、丙烯酸甲酯的用量比为0.1mol：100
‑
200mL：0.4
‑
0.43mol；中间产物1、冰醋酸、线型烷基伯胺的用量比为0.1mol：120
‑
200mL：0.4
‑
0.44mol，线型烷基伯胺的烷基碳原子数目为12、14、16和18中的一个。
[0020]进一步地，步骤S3中环氧基多面体倍半硅氧烷、中间产物2、异丙醇的用量比为0.1mol：0.1
‑
0.12mol：80
‑
150mL。
[0021]进一步地，步骤S4中中间产物3、无水四氢呋喃、含有氢化钠的混合物、γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷的用量比为0.1mol：50
‑
150mL：6
‑
6.8g：0.2
‑
0.22mol，含有氢化钠的混合物为氢化钠和矿物油按照质量比0.8：1.2进行混合的混合物，中间产物4、一氯己烷、乙醇的用量比为0.1mol：0.2
‑
0.22mol：50
‑
150mL。
[0022]一种高效抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤制成：
[0023]步骤A、将改性有机硅季铵盐溶解在异丙醇中，并依次加入盐酸、去离子水，搅拌均匀，得到混合溶液；
[0024]步骤B、将基体纤维浸渍于混合溶液中15
‑
25min，二浸二轧，然后将浸轧后的纤维在93℃恒温条件下焙烘100s，再在145℃恒温条件下焙烘100s，获得处理后的基体纤维；
[0025]步骤C、将步骤B获得的处理后的基体纤维水洗数次，并在40℃中烘箱中烘干得到一种高效抗菌纤维。
[0026]进一步地，步骤A中混合溶液中改性有机硅季铵盐、异丙醇、盐酸、去离子水的质量比为1.5
‑
3.5：60
‑
100：20
‑
40：10
‑
30。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]为解决现有抗菌纤维在实际应用当中抗菌效果不稳定，不耐洗、不耐磨等技术问题，本专利技术从根本上着手，将天然纤维和抗菌剂之间分子间作用力替换成分化学键连，作用力加强，耐外力作用增强，从而提高天然纤维抗菌效果的稳定性，在这一点本专利技术的做法是：利用天然纤维具有大量的羟基与抗菌剂上的“官能团”的反应，使得天然纤维和抗菌剂之间形成化学键连，使得抗菌剂接枝在天然纤维的表面，因此，抗菌剂上的“官能团”选择尤
为重要，而在本专利技术中，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效抗菌纤维，其特征在于，包括基体纤维和在基体纤维表面接枝的改性有机硅季铵盐；所述改性有机硅季铵盐通过以下步骤制成：步骤S1、将无水乙醇加热至35℃，然后加入去离子水和盐酸，搅拌25min后，滴加含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物，滴加速度为1滴/秒，滴加完全后继续水解反应3d，再用NaOH水溶液调节反应液的pH至中性，减压蒸馏，用去离子水洗涤2
‑
4次，无水硫酸镁干燥后，过滤，得到环氧基多面体倍半硅氧烷；步骤S2、将线型烷基伯胺、冰醋酸混合均匀后，滴加丙烯酸甲酯，在避光、氮气保护状态下，将反应体系的温度加热至77℃，回流反应7
‑
12h，然后35℃减压旋蒸，得中间产物1；将中间产物1、冰醋酸搅拌均匀，然后加入线型烷基伯胺，搅拌直至线型烷基伯胺完全溶解，在避光、氮气状态下，将反应体系的温度加热至81℃，搅拌反应5
‑
9h，然后减压旋蒸，得中间产物2；步骤S3、将环氧基多面体倍半硅氧烷、中间产物2、异丙醇搅拌均匀后，在搅拌状态下，将反应体系的温度加热至73℃，回流反应4
‑
7h，获得中间产物3；步骤S4、将中间产物3、无水四氢呋喃，在温度为
‑
10
‑
0℃下，滴加含有氢化钠的混合物，滴加速度为1滴/秒，搅拌30
‑
60min，然后将体系升温至室温，加入γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，反应18h，加入冰水，水洗涤2
‑
3次，获得中间产物4；将中间产物4、一氯己烷、乙醇依次加入反应釜中，在温度为63℃和压力为4.5个大气压下，反应12h，获得改性有机硅季铵盐。2.根据权利要求1所述的一种高效抗菌纤维，其特征在于，步骤S1中无水乙醇、去离子水、盐酸、含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物的用量比为25
‑
55mL：1.8mol：11
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14mL：0.85
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0.9mol，含有苯基三乙氧基硅烷和环氧丁基三甲氧基硅烷的混合物中苯基三乙氧基硅烷与环氧丁基三甲氧基硅烷的摩尔比为7：1。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渠銮，
申请(专利权)人：安徽新虹纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：