一種介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于抗菌劑和抗菌纖維制備領域，特別涉及一種介孔磷酸錯負載納米氧化銅抗菌聚丙烯纖維的制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]當今社會極端環境、環境污染等生態大環境嚴重惡化，密閉空間等特殊生存微環境導致人們對功能防護紡織品的迫切需求。目前制備紡織品的纖維本身不具有抗菌能力，在一定條件下會給細菌提供生存和繁殖的環境，威脅人類健康。解決纖維抗菌問題的主要方法是利用具有抗菌作用的納米粒子與聚合物基體進行復合改性，制備具有抗菌作用的改性纖維。使纖維在使用過程中會逐步釋放抗菌成分，達到抗菌的目的。目前抗菌纖維應用廣泛，需求量大，但是目前技術不能有效解決功能組分添加量多、分散難、高溫加工不穩定、連續化生產制成率低等難題，致使抗菌纖維不能有效的形成規模化生產，難以滿足目前市場的廣泛需求。
[0003]目前，實現纖維具有抗菌功能的主要方法是通過表面改性技術和共混改性技術。前者是通過抗菌組分與纖維或織物表面形成化學鍵的作用使抗菌組分附著在纖維或織物的表面，從而達到抗菌作用。專利CN101942759A是將纖維加入到含有硝酸銀的溶液中吸附溶液中的硝酸銀，在通過對吸附后的纖維進行還原得到表面附著銀的抗菌纖維或織物。該方法不能形成均一穩定的抗菌涂層，且抗菌時間有限，不能達到持久抗菌。整個過程過于復雜極易對環境產生污染。后者則是將抗菌組分直接或改性后加入到聚合物中，通過螺桿擠出制備抗菌母粒，在經過熔融紡絲技術制備抗菌纖維。專利CN101440533是將納米竹炭和納米銀為抗菌組分，以滌綸或丙綸或錦綸中的一種為載體切片，通過螺桿擠出制備抗菌纖維。但是該方法，添加量較大、抗菌組分分布不均勻，不易實現連續化生產。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種抗菌客體組分的添加量大、分散均勻、功效持久的抗菌聚丙烯纖維的制備方法。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供了一種介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維的制備方法，其特征在于，具體步驟包括:
[0006]第一步:制備氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體，在管式爐中氮氣氣氛下在180?270°C下加熱2?5h，得到氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體；
[0007]第二步:將上述氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體和聚丙烯在180?230°C下共混造粒，并干燥，最后經熔融紡絲法紡制成介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維。
[0008]優選地，所述第一步得到的氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體的尺寸大小在100?700nmo
[0009]優選地，所述的第一步中的氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體的制備方法包括:將二價銅化合物加入到乙醇堿溶液中形成Cu (0H) 2凝膠，過濾洗滌至中性，將介孔磷酸鋯加入到中性的Cu (OH) 2凝膠中，利用介孔磷酸鋯孔道的物理吸附作用將Cu (OH) 2凝膠載入到介孔磷酸鋯的孔道中，獲得氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體。
[0010]優選地，所述的氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體中介孔磷酸鋯和Cu (0H) 2的質量比為90 ?99.5: 0.5 ?10。
[0011]優選地，所述的第二步中的氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體和聚丙烯的質量比為
0.5 ?10: 90 ?99.5。
[0012]優選地，所述的介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維制成的織物的白度值
^ 60 ο
[0013]優選地，所述的介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維中氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體的尺寸大小在100?700nm。
[0014]優選地，所述的二價銅化合物為氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中的至少一種。本發明制備的抗菌纖維是基于常規聚合物聚合基礎上，利用含有Cu (0H) 2的凝膠作為抗菌組分，通過介孔磷酸鋯的孔道吸附作用獲得Cu (0H) 2@介孔磷酸鋯，經管式爐加熱后獲得氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體，通過有機無機雜化技術獲得聚丙烯抗菌復合材料，經熔融紡絲制得聚丙烯抗菌纖維，該方法可以提高產品美觀度，同時具有抗菌功能且效果持久。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0016](1)本發明中將二價銅離子變為氫氧化銅凝膠，利用介孔孔道的吸附作用，將氫氧化銅負載到磷酸鋯介孔孔道中，從而實現氫氧化銅在介孔中的高負載；
[0017](2)本發明得到的抗菌纖維可有效改善銅系抗菌劑產品的顏色問題，性能穩定；
[0018](3)本發明的方法操作簡單、高效，成本低，效用持久，應用前景廣闊。本發明制備的抗菌纖維可有效的增強功能性纖維，可有效應用在口罩，家用紡織品、服裝、大飛機、高鐵等內飾，航天員服飾，軍用作戰服飾等，通過本發明抗菌纖維的產業化可以有效填補國內的抗菌纖維制備技術空白。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0020]本發明各實施例中的介孔磷酸鋯納米粉體為市售產品，粒徑為100-700nm，孔徑為10_60nmo
[0021]實施例1
[0022]—種介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維的制備方法，具體步驟為:
[0023](1)將1.35g氯化銅加入到100ml質量分數為10 %的氫氧化鈉乙醇溶液中形成藍綠色的&!(0!1)2凝膠，過濾用無水乙醇洗滌至中性，將19.5g介孔磷酸鋯加入到中性的Cu (0H) 2凝膠中，利用介孔磷酸鋯孔道的物理吸附作用將Cu (0H) 2凝膠載入到介孔磷酸鋯的孔道中，獲得氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體，所述的氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體中介孔磷酸鋯和Cu(0H)2的質量比為99.5: 0.5，在管式爐中氮氣氣氛下在200°C下加熱2h，得到氧化銅@介孔磷酸錯抗菌粉體；所述的氧化銅@介孔磷酸錯抗菌粉體的尺寸大小在100-300nm。
[0024](2)將上述氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體和上海石化T300按質量比5: 95在200°C?230°C下共混造粒，并干燥，最后經熔融紡絲法(紡絲溫度為210?230°C )紡制成介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚丙烯纖維。纖維中氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體的尺寸在100-300nm，纖維形成的織物白度值彡75。該纖維對大腸桿菌的抗菌率> 90%，對金黃色葡萄球菌的抗菌率> 85%，對白色念珠菌的抗菌率> 60%。織物耐水洗次數> 100次。
[0025]實施例2
[0026]—種介孔磷酸鋯負載氧化銅抗茵聚丙烯纖維的制備方法，具體步驟為:
[0027](1)將3.2g硫酸銅加入到100ml質量分數為8%的氫氧化鈉的乙醇溶液中形成藍綠色的Cu (0H) 2凝膠，過濾用無水乙醇洗滌至中性，將39g介孔磷酸鋯加入到中性的Cu (OH) 2凝膠中，利用介孔磷酸鋯孔道的物理吸附作用將Cu(0H)2凝膠載入到介孔磷酸鋯的孔道中，獲得氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體，所述的氧化銅@介孔磷酸鋯前驅體中介孔磷酸鋯和Cu(0H)2的質量比為99.5: 0.5，在管式爐中氮氣氣氛下在250°C下加熱3h，得到氧化銅@介孔磷酸錯抗菌粉體；所述的氧化銅@介孔磷酸錯抗菌粉體的尺寸大小在300-700nm。
[0028](2)將上述氧化銅@介孔磷酸鋯抗菌粉體和上海石化T300按質量比3: 97在2