【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维及制备方法，属于芳纶纤维。
技术介绍
1、细菌广泛存在于地球的各种环境中，并对人体的生命安全造成严重威胁。通常来说，细菌可以通过非共价键相互作用（范德华力或氢键的作用）可逆吸附在材料表面，随着细菌聚集并开始分泌细胞外基质（ecm）以实现与材料表面的不可逆粘附，进而实现细菌的迁移繁殖。
2、芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。但是芳纶分子结构中含有酰胺键能够吸附水分子，尤其是晶区及微孔结构吸水后不易脱出，导致纤维的回潮率较高，高水含量的纤维织物易受细菌侵害，对织物的表观及内在性能产生影响。
3、目前通常有两种方式降低细菌在材料表面的粘附强度，一种是通过物理方法对材料表面进行改性处理，低表面能的界面可以有效的阻碍细菌在表面的可逆粘附，并使得粘附的细菌在低剪切应力的作用下逐渐释放并脱落，达到防止细菌污染的效果；另一种是通过加入抗菌剂等化学方法对不可逆附着或者对具有成熟细胞膜的细菌进行杀菌处理。常用的抗菌剂分为金属粒子或者金属氧化物类无机抗菌剂、天然有机类抗菌剂、有机合成类的抗菌剂。其中无机金属类抗菌剂如纳米银、二氧化钛等分散性较差易团聚，且毒性大易在生物体中富集，造成肝脏肾脏的不可逆损伤；天然有机类抗菌剂耐热性较差，易分解；有机合成类抗菌剂尤其是有机阳离子类抗菌剂由于性能稳定以及来源广泛受到广泛关注。
4、中国专
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，所述的芳纶纤维既可以在细菌可逆粘附阶段有效除菌，也可以进一步对不可逆粘附或者具有成熟细胞膜的细菌进行杀菌处理，而且所述芳纶纤维具有自清洁性能，可减少清洗次数，延长纤维的使用寿命。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述的芳纶纤维包括芳纶纤维基体，所述芳纶纤维基体表面具有抗菌涂层，所述抗菌涂层的外表面设有疏水涂层；
3、所述抗菌涂层包括至少一层季铵化的聚乙烯亚胺层和至少一层抗生素层，所述季铵化的聚乙烯亚胺层和所述抗生素层之间设有聚苯乙烯磺酸层。
4、进一步的，所述芳纶纤维基体为间位芳纶纤维或对位芳纶纤维。
5、进一步的，所述季铵化的聚乙烯亚胺层通过使用季胺化聚乙烯亚胺类阳离子抗菌剂作为原料形成；所述抗生素层通过使用庆大霉素或硫酸庆大霉素作为原料形成；所述聚苯乙烯磺酸层通过使用聚苯乙烯磺酸或聚苯乙烯磺酸盐作为原料形成。
6、进一步的，所述疏水涂层通过使用硅烷化合物作为原料形成，所述硅烷化合物为十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种组合。
7、本专利技术还公开了一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，所述的制备方法为：
8、s1、纤维表面处理：对芳纶纤维基体表面进行改性，增加芳纶纤维基体表面的活性官能团数量及表面粗糙度，得到表面改性后的芳纶纤维基体；
9、s2、抗菌层的制备：
10、a溶液的制备：将季胺化的聚乙烯亚胺分散溶解在去离子水中，调节ph至弱碱性，得到a溶液；
11、b溶液的制备：将聚苯乙烯磺酸或聚苯乙烯磺酸盐分散溶解在去离子水中，调节ph至中性或弱酸性，得到b溶液；
12、c溶液的制备：将庆大霉素或硫酸庆大霉素分散溶解在去离子水中，调节ph至弱碱性，得到c溶液；
13、层层组装抗菌层：将表面改性后的芳纶纤维基体依次去浸泡a溶液、c溶液，或者将表面改性后的芳纶纤维基体依次去浸泡c溶液、a溶液，而且所述表面改性后的芳纶纤维基体在不分先后顺序的浸泡a溶液和c溶液之间需间隔浸泡b溶液；
14、所述层层组装抗菌层的过程可循环进行一次或多次，最后进行干燥处理；
15、s3、疏水层的制备：将步骤s2干燥处理后的芳纶纤维基体放入硅烷溶液中浸泡，然后干燥处理，得到所述兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维。
16、进一步的，步骤s1中，芳纶纤维基体先进行清洗去除表面油剂及脏污后，再进行表面改性处理。
17、进一步的，步骤s1中，所述表面改性的方法为：等离子体改性、高能射线辐射改性、无机刻蚀表面改性中的任意一种或几种。
18、进一步的，步骤s2中，a溶液的ph为10-11，a溶液的浓度为10-15g/l；
19、b溶液的ph为5-7，b溶液的浓度为10-30g/l；
20、c溶液的ph为8-9，c溶液的浓度为10-15g/l。
21、优选的，步骤s2的层层组装抗菌层过程中，将表面改性后的芳纶纤维基体依次去浸泡a溶液、c溶液，而且所述表面改性后的芳纶纤维基体在浸泡a溶液和c溶液之间需间隔浸泡b溶液。
22、表面改性后的芳纶纤维基体按照a溶液、c溶液的顺序浸泡，可以使芳纶基体表面直接接触的是季胺化的聚乙烯亚胺，季胺化的聚乙烯亚胺所带的正电荷更多，从而在芳纶纤维基体上的附着力更强，更利于抗菌层的构建。
23、进一步的，所述硅烷溶液为将硅烷化合物分散在有机溶剂和水中得到的溶液；
24、所述硅烷化合物、有机溶剂和水的体积比为1：（10-20）：（80-100）。
25、进一步的，所述硅烷化合物为十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种组合；
26、所述有机溶剂为异丙醇、乙醇、正己烷、丙醇、二甲苯、乙酸乙酯中的一种或几种。
27、本专利技术的有益效果是：
28、本专利技术所述兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维中，抗菌层主要由季铵化的聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸/聚苯乙烯磺酸盐以及庆大霉素或硫酸庆大霉素通过层层组装的方式构成。其中，季铵化的聚乙烯亚胺和庆大霉素或硫酸庆大霉素均可以与细菌细胞膜相互作用，从而杀灭细菌，聚苯乙烯磺酸/聚苯乙烯磺酸盐可作为桥梁连接两种抗菌剂。抗菌涂层中季胺化的聚乙烯亚胺带正电荷，与带负电的聚苯乙烯磺酸/聚苯乙烯磺酸盐通过分子间静电引力相互作用进行组装，而带正电的庆大霉素或硫酸庆大霉素同样通过分子间相互作用与聚苯乙烯磺酸/聚苯乙烯磺酸盐进行组装，从而实现三组分层层组装实现多重抗菌功效。
29、细菌在材料表面繁殖的过程包含以下几个步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述的芳纶纤维包括芳纶纤维基体，所述芳纶纤维基体表面具有抗菌涂层，所述抗菌涂层的外表面设有疏水涂层；
2.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述芳纶纤维基体为间位芳纶纤维或对位芳纶纤维。
3.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述季铵化的聚乙烯亚胺层通过使用季胺化聚乙烯亚胺类阳离子抗菌剂作为原料形成；所述抗生素层通过使用庆大霉素或硫酸庆大霉素作为原料形成；所述聚苯乙烯磺酸层通过使用聚苯乙烯磺酸或聚苯乙烯磺酸盐作为原料形成。
4.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述疏水涂层通过使用硅烷化合物作为原料形成，所述硅烷化合物为十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种组合。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：
6.根据权利要求5所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中
7.根据权利要求5所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述表面改性的方法为：等离子体改性、高能射线辐射改性、无机刻蚀表面改性中的任意一种或几种。
8.根据权利要求5所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S2中，A溶液的pH为10-11，A溶液的浓度为10-15g/L；
9.根据权利要求5所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述硅烷溶液为将硅烷化合物分散在有机溶剂和水中得到的溶液；
10.根据权利要求9所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述硅烷化合物为十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种组合；
...【技术特征摘要】
1.一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述的芳纶纤维包括芳纶纤维基体，所述芳纶纤维基体表面具有抗菌涂层，所述抗菌涂层的外表面设有疏水涂层；
2.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述芳纶纤维基体为间位芳纶纤维或对位芳纶纤维。
3.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述季铵化的聚乙烯亚胺层通过使用季胺化聚乙烯亚胺类阳离子抗菌剂作为原料形成；所述抗生素层通过使用庆大霉素或硫酸庆大霉素作为原料形成；所述聚苯乙烯磺酸层通过使用聚苯乙烯磺酸或聚苯乙烯磺酸盐作为原料形成。
4.根据权利要求1所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维，其特征在于，所述疏水涂层通过使用硅烷化合物作为原料形成，所述硅烷化合物为十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种组合。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述一种兼具防污和抗菌功能的芳纶纤维的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟海平，杜志林，秦鹏华，冷向阳，唐凯，王忠伟，林威宏，
申请(专利权)人：泰和新材集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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