[发明专利]一种树枝状高密度固态胺纤维材料及其制备方法

权利要求书

1.一种树枝状高密度固态胺纤维材料，其特征在于，其结构式如式（I）所示：

其中，R2为（CH₂CH₂NH）_n CH₂CH₂，n=0,1,2,3,4；R3为H或CH₃。

2.根据权利要求1所述树枝状高密度固态胺纤维材料，其特征在于，是以有机纤维或天然纤维为基体，经过预处理、接枝反应、胺化反应、Michael加成反应和酰胺取代反应后制备得到；该树枝状高密度固态胺纤维材料能够吸附捕集酸性气体，且在吸附气体后，可经过热脱附再生；所述预处理包括碱预处理和钴60伽马射线辐照预处理。

3.根据权利要求2所述树枝状高密度固态胺纤维材料，其特征在于，所述酰胺取代反应是将经Michael加成反应所得的加成纤维与多胺试剂进行酰胺取代反应，所述多胺试剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。

4.根据权利要求2所述树枝状高密度固态胺纤维材料，其特征在于，所述有机纤维为聚丙烯纤维、粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维或聚四氟乙烯纤维；所述天然纤维为剑麻纤维。

5.根据权利要求1所述树枝状高密度固态胺纤维材料，其特征在于，由包括如下步骤的方法制备得到：

S1.对基体纤维原料进行预处理

S11.碱预处理：用5～20wt% NaOH水溶液浸泡基体纤维原料10～24 h，再用蒸馏水洗涤纤维至中性，70℃真空干燥；

S12.钴60伽马射线辐照预处理：将碱预处理后的基体纤维用钴60的伽马射线进行辐照预处理，辐照计量为20～40 kGy，辐照时间为24～50 h；

S2.接枝反应：将预处理后的基体纤维与接枝单体溶液进行接枝反应，得接枝纤维；

S3.胺化反应：将接枝纤维与氯化铝混合后，再加入多胺试剂进行胺化反应，得胺化纤维；

S4.Michael加成反应：将胺化纤维与不饱和单体溶液混合，再加入活化剂，使纤维进行Michael加成反应，得加成纤维；所述活化剂为醇钠；

S5.酰胺取代反应

S51.将加成纤维与多胺试剂溶液混合，控制加成纤维的重量与多胺试剂的体积的比例为1:5～1:60，使纤维与多胺试剂在20～60℃进行酰胺取代反应10～48h，所述多胺试剂溶液的浓度为5～50 %；

S52.反应结束后，乙醇洗涤除去多余的多胺试剂，真空干燥，得到树枝状高密度固态胺纤维材料；

其中，步骤S1所述基体纤维为有机纤维或天然纤维；所述有机纤维为聚丙烯纤维、粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维或聚四氟乙烯纤维；所述天然纤维为剑麻纤维；

步骤S2所述接枝单体溶液的浓度为2～50%；基体纤维的重量与接枝单体溶液的体积的比例为1:10～1:50；所述接枝单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯，接枝单体溶液的溶剂为水、甲醇、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺；所述接枝反应的反应条件为50～90℃接枝反应1～10h；所述接枝反应结束后，依次用蒸馏水、乙醇洗涤抽滤除去均聚物，70℃真空干燥，得接枝纤维；

步骤S3所述接枝纤维与氯化铝的重量比为1:0.1～1:10；所述多胺试剂的体积与接枝纤维的重量的比例为10:1～70:1；所述胺化反应的条件为90～150℃下反应4～10h；所述胺化反应结束后用水浸洗若干次，最后用乙醇冲洗，抽滤，70℃烘干，得胺化纤维；

步骤S4所述胺化纤维的重量与不饱和单体溶液的体积的比例为1:10～1:60；所述Michael加成反应的条件为10～60℃条件下反应1～24h；所述Michael加成反应结束后，抽滤除去均聚物，真空干燥，得加成纤维；所述不饱和单体溶液的浓度为5～50%；所述不饱和单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯，不饱和单体溶液的溶剂为甲醇、乙醇或丙三醇；

步骤S3或S5所述多胺试剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺，多胺试剂溶液的溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或2，4-环氧六烷。

6.权利要求1所述树枝状高密度固态胺纤维材料在吸附酸性气体、制备医用材料或制备功能服装面料方面的应用。

7.权利要求1所述树枝状高密度固态胺纤维材料在抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或白色念珠菌方面的应用。