[发明专利]醛亲核加成络合抗菌纤维、制备方法及应用

说明书

本发明涉及纺织品领域，尤其涉及一种抗菌纤维。一种醛亲核加成络合抗菌纤维制备方法，选取糖单元上至少含有一个醛活性基团的待改性纤维作为原料，交联反应，将待改性纤维浸轧于交联剂和催化剂的溶液中得到改性纤维中间体；所述交联剂至少含有一个和待改性纤维上的醛活性基团和一个络合活性基团；交联剂洗涤；络合反应，得到抗菌纤维。本发明采用醛加成反应将双功能的交联剂交联到纤维上，然后再络合抗菌离子，形成键能较高的共价键，不是一般洗涤强度可以断裂，因而产品抗菌能力耐久，经洗涤50次抗菌能力依然达到3A级标准；另外此加工技术较为简单，工业大规模生产上容易实现，具有很好的技术可行性和经济价值。

技术领域

本发明涉及纺织品领域，尤其涉及一种抗菌纤维。

背景技术

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对纺织品的要求，已从基本的保暖、舒适等要求，上升到希望纺织品同时兼具保健、安全等多功能。许多致病性微生物不仅会引起皮肤感染，分解人体代谢产物产生异味，危害人类身体、心理健康，而且会在人际之间传播，引发传染病，如院内感染。在病原的传播中，纺织品是重要的媒介之一。因而纺织品的抗菌加工技术就应运而生，现有的抗菌纤维一般是靠添加抗菌剂来实现的。抗菌加工方法分为两种：

一种是将抗菌剂加到成纤前的聚合物中，采用共混纺丝来制得抗菌纤维。这种抗菌剂可以是纳米金属及其氧化物，如纳米银、纳米铜、纳米氧化亚铜、纳米氧化锌等，或负载等处理后的纳米材料，如专利“一种十字异型铜抗菌纤维(CN107779981A)”，通过将纳米铜、添加剂和聚酯混合，制得功能性母粒，将母粒与聚酯混合后进行发纺丝。这种方法抗菌耐久性较好，但具有两项相冲突的特征导致实用性不强：一、抗菌性与添加剂含量有关，抗菌添加剂含量越高抗菌性越强，但是抗菌添加剂含量越高，纤维的物理指标会越差，因此添加量不能太大。二、因为抗菌添加剂是在纺丝前添加在母粒中，使得抗菌添加剂在母粒中均匀分布，而实际起到抗菌作用的仅有纺丝后纤维表面位置的添加剂才能起作用，纤维内部的抗菌剂实际上毫无用处，起不到抗菌作用，进一步增加纤维中添加剂的含量，则影响到纤维物理性能。

抗菌加工的另一种方法是使用抗菌剂对纤维进行后加工整理，也就是在纤维成纤纺丝完成后，用抗菌加工整理剂再处理，使抗菌剂与纤维结合，从而使纺织品获得抗菌性能。如发明专利“一种抗菌功能性纤维素纤维的制备方法（CN103422339B）”，该发明利用纤维上的环糊精对抗菌药物进行包合然后接枝到纤维素上制备抗菌纤维素。这种加工方法使用的有机抗菌剂用量少且效果显著，但多数属于溶出性抗菌剂，一经洗涤就会脱落，抗菌性能很快丧失，甚至还可能导致过敏等反应，这是标准FZ/T 73023-2006不允许的。后整理法使用无机抗菌剂时，多数是靠涂覆或者范德华力吸附。涂覆的涂层不耐洗涤，而且使纤维和纺织品显得僵硬。范德华力吸附（比如浸渍法，如专利 “HAP掺合银和铜抗菌剂复合涂层的制备方法(CN201410366746.4)”）加工的纺织品结合力不够强，不耐洗涤，较容易在盐存在的情况下脱附而丧失持久抗菌性能,且纤维僵硬，织物柔软度下降。另有中国专利CN108239881A中公开了一种抗菌纤维制备方法，在该方法中虽然采用了中间体（甲基丙烯酸二甲氨基乙酯）接枝方式将纤维与杀菌离子通过化学键连接在一起，解决了涂层式杀菌层不耐洗涤的缺陷；但是中间体一端到的接枝方式为采用辐射高能与纤维端接枝，这种方式不但具有能耗高，接枝率低、经济性差，无法应用于大规模工业生产以外，其中间产物（季胺化纤维产物）还可能具有一定的人体毒性，影响生育和胎儿发育（Toxicol. Sci. 2019,DOI:10.1093/toxsci/kfz139），需要进一步研究观察，不适合直接应用于直接穿戴的纺织品上；同时，中间体另一端通过离子键与高锰酸根结合实现杀菌效果，但是高锰酸根具有很强的氧化性，极易被还原而导致抗菌性流失；并且离子键不耐盐，而汗液和洗涤剂中盐是必然存在的，从而使得该产品的抗菌性有效期不长，另外高锰酸根离子本身带有紫红色，影响后续纺织品的染色过程。

发明内容