專利名稱：一種金屬絡合型抗菌纖維的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法，特別是采用含多官能團聚丙烯腈纖維絡合金屬的方法制備金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維。
背景技術：
自古就知過渡金屬離子Ag+、Cu2+、Zn2+等是很好的抗菌消臭劑，在早期用于化纖共混紡絲的抗菌、消臭劑一般均為含金屬離子的復合物。金屬及其化合物具有抗菌消臭作用，主要是憑借其釋放出微量金屬離子的效應。這樣就使得纖維的抗菌效果不能保持很好的耐久性，同時重金屬離子對人體的生態毒性問題已引起人們的重視，它主要是通過在纖維表面上逐漸溶出造成的。如何既提高纖維的抗菌效率又達到安全、持久的目的，一直是研究的重點。名稱為“一種廣譜抗菌纖維的制備方法”(申請號00117568)的發明專利申請公開了一種含多官能團聚丙烯腈功能纖維的制備方法，為廣譜抗菌纖維提供了一種新的制備方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法，使得其具有更為高效、廣譜的抗菌效果，同時通過在纖維上構成一定的接觸式結構和控制釋放，極大的提高了金屬離子在纖維抗菌消臭性能中的安全性和持久性。
本發明采用含多官能團聚丙烯腈功能纖維對不同金屬離子絡合的方法，制備一類金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維。首先是根據“一種廣譜抗菌纖維的制備方法”(申請號00117568)所提供的含多官能團聚丙烯腈功能纖維的制備方法，將聚丙烯腈纖維用水合肼水溶液浸漬處理，再將浸漬纖維置于密閉反應器中恒溫焙烘，然后用無離子水洗至中性，再用無水乙醇洗滌后在60℃恒溫真空烘干，制得含多官能團聚丙烯腈功能纖維。本發明的具體特征是將含多官能團聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡0.5～1小時，固液比為1∶20～1∶100(W/V)；將濃度為1×10-4～1×10-2的不同金屬鹽的無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應24～72小時；再依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到本發明的目標產物—一類新型的金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維。
在上述方法中，所用的金屬鹽可以是Ag、Cu、Zn、Fe等金屬鹽。所用金屬鹽的無水乙醇溶液的濃度最好是1×10-3～1×10-2。
上述方法制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維，其抗菌性能的測定評價可采用改良振蕩瓶法來進行(姜文俠，合成纖維，1999，28(4)，23～25；J.S.Park，J.H.Kim，Y.C.Nho，O.H.Kwon，J.Appl.Polym.Sci，1998，69，2213～2220)。
改良振蕩瓶法即將一定量經滅菌后的待測纖維加入盛有已知菌濃的試驗菌培養液的三角瓶中，試驗菌培養液中試驗菌的濃度可用稀釋平板法(37℃，培養48小時)測定。為使待測纖維和試驗菌充分接觸，在37℃，120rpm搖床上振蕩培養0～24小時。最后再以稀釋平板法測定振蕩后三角瓶中的活菌濃度。抗菌功能纖維的抗菌性能可用細菌減少率來評價表示細菌減少率(％)＝[(B-A)/B]×100％，式中A-振蕩培養后三角瓶中的菌濃；B-振蕩前，也是在加入待測纖維前三角瓶中的菌濃。
本發明所制備的Ag、Cu、Zn、Fe等金屬絡合型抗菌功能纖維，經用改良振蕩瓶法測定表明其具有廣譜的抗菌效果，對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、霉菌等均有不同程度的殺滅和抑制其生長的作用。金屬絡合型抗菌功能纖維的抗菌性能的大小與金屬種類有關，排序應為Ag＞Cu＞Zn＞Fe。Ag、Cu、Zn等金屬絡合型抗菌功能纖維對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等多種細菌的抗菌減少率均在90％以上，按FZ/T01021-92標準，達到優異水平(該項測試委托廣東省微生物研究所測定)。而在相同條件下，Fe金屬絡合型抗菌功能纖維對不同菌類只具有一定的抑制其生長的作用。由于是采用金屬絡合的方法來制備這類新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維，所有抗菌基團是以化學鍵牢固地結合在纖維表面上，故具有安全和持久的抗菌效果。
本發明制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維，是利用含多官能團聚丙烯腈功能纖維上的含氮、含氧、雜環等多官能團和不同的金屬離子絡合。這些多官能團和金屬配位鍵的生成，具有疊加協同作用，可大大地提高對不同種類細菌的抗菌活性、選擇性、安全性和持久性。抗菌性能測試結果證實，本發明制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維具有對細菌廣譜的殺滅和抑制其生長作用、在短時間內即可殺滅細菌和抑制細菌的生長、抗菌效率高等特點。本發明制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維的抗菌性能主要決定于其多官能團的生成和金屬離子的選擇。
本發明制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維，其最終產品可根據用戶的需求制成多種規格的長絲、短纖維和非織造布等產品，可廣泛應用于服用、裝飾、醫療護理、產業等領域。隨著科技進步和人民生活水平的提高，以及衛生保健和環境意識的增強，人們不僅對具有抗菌功能的纖維的需求量大大增加，而且對廣譜性、安全性和耐久性等方面提出了更高的要求。而本發明制備的新型金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維正是滿足了高效、廣譜、安全、耐久及適用性廣的要求，故本發明具有重要的社會意義和應用前景。
具體實施例方式
將上述合成的含多官能團聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡1小時，固液比W/V為1∶40；將濃度為1×10-3～1×10-2的醋酸銀無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應24小時；依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到金屬銀絡合型廣譜抗菌功能纖維。
按改良振蕩瓶法，分別測定其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌在作用6小時和24小時后的抗菌性能，測試結果如下
實施例2將實施例1中的醋酸銀改用醋酸銅，其他條件不變，其抗菌性能測試結果如下
實施例3將實施例1中醋酸銀改用醋酸鋅，其他條件不變，其抗菌性能測試結果如下
實施例4將實施例1中醋酸銀改用硫酸亞鐵，其他條件不變，其抗菌性能測試結果如下
實施例5將聚丙烯腈纖維用15％的水合肼水溶液浸漬24小時，固液比為1∶50(W/V)，再將擠至軋液率為400～500的浸漬纖維置于密閉反應器中，在無張力狀態下，120～130℃恒溫焙烘2小時，然后用無離子水洗至中性，再用無水乙醇洗滌后在60℃恒溫真空烘干。將經上述處理后的纖維和5％的NaOH水溶液以1∶40(W/V)固液比混和，60℃恒溫攪拌反應2～3小時，抽濾后的纖維再依次用無離子水、0.1～2.0mol/l的稀鹽酸、無離子水洗至中性，再用無水乙醇浸泡洗滌，然后在50～60℃恒溫真空干燥。
將上述合成的含多官能團聚丙烯腈功能纖維用無水乙醇浸泡1小時，固液比為1∶40(W/V)。將濃度為1×10-3～1×10-2的醋酸銀無水乙醇液加入其中，在磁力攪拌下回流反應24小時。再依次用無水乙醇、無離子水洗至濾液無色，再用無水乙醇浸泡洗滌，在50～60℃恒溫真空干燥得到金屬銀絡合型廣譜抗菌功能纖維。
按改良振蕩瓶法，分別測定其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌在作用6小時和24小時后的抗菌性能，測試結果如下
實施例6將實施例5中的醋酸銀改用醋酸銅，其他條件不變，其抗菌性能測試結果如下
實施例7將實施例5中的醋酸銀改用醋酸鋅，其他條件不變，其抗菌性能測試結果如下
實施例8將實施例5中的醋酸銀改用醋酸鐵，其他條件不變，抗菌性能測試結果如下
權利要求
1.一種金屬絡合型抗菌纖維的制備方法，其特征是將含多官能團聚丙烯腈纖維用無水乙醇浸泡0.5～1小時，固液比W/V為1∶20～1∶100；將濃度為1×10-4～1×10-2的不同金屬鹽的無水乙醇液加入其中，在攪拌下回流反應24～72小時，取出纖維，依次用無水乙醇、無離子水洗滌、無水乙醇浸泡洗滌，然后在50～60℃恒溫真空干燥得到所需的金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是所用金屬鹽為Ag、Cu、Zn、Fe的金屬鹽。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征是所用金屬鹽的無水乙醇溶液的濃度為1×10-3～1×10-2。
全文摘要
本發明涉及一種金屬絡合型廣譜抗菌功能纖維的制備方法,包括含多官能團聚丙烯腈纖維的制備和同金屬離子的絡合兩步主要過程。通過控制含多官能團聚丙烯腈功能纖維的合成條件,來合理搭配功能纖維表面產生多官能團的種類和數量,以利于進一步和不同金屬離子的絡合。通過在纖維上構成一定的接觸式結構和控制釋放,使得金屬離子在與纖維原有的抗菌能力產生疊加協同作用,具有更為高效、廣譜的抗菌效果同時,極大的提高了金屬離子在纖維抗菌消臭性能中的安全性和持久性。
文檔編號D06M13/184GK1349016SQ0112994
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月23日 優先權日2001年11月23日
發明者曾漢民, 蕭耀南 申請人:中山大學