[发明专利]一种抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于聚酰胺6材料领域，具体涉及一种抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料及其制备方法。本发明首先将部分已内酰胺进行预聚合，得到预聚物，然后将聚乙烯醇磺酸盐与功能化石墨烯加入分散液中混合，得到石墨烯分散液；之后将全氟烷基季铵盐、氨基化有机硅季铵盐、石墨烯分散液、预聚物和剩余己内酰胺混合，进行开环、聚合反应、切片、萃取、干燥，得到抗菌改性石墨烯聚酰胺6。通过氨基化有机硅季铵盐、全氟烷基季铵盐的协同配合，使得抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料杀菌持久力更强，且力学性能优异。

技术领域

本发明属于聚酰胺6材料领域，具体地说，涉及一种抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(polyamide,简称PA)是指分子主链上含有酰胺基(-CO-NH-)的一类化合物，俗称尼龙，制备成纤维时也称锦纶。PA6纤维具备所有合成纤维的共同优点，如抗腐蚀、耐虫蛀、不易霉烂、湿强度高、吸湿率低等，此外，PA6纤维还具备优异的耐磨、抗疲劳、耐碱，可在酸性条件下上色等性能，因此它可以用于服装、窗帘、汽车内饰、传送带、帘子线等。其缺点是初始模量小，使用中易变形、耐热和耐光性差，易在日光或紫外线照射下变黄，且不具备功能性。石墨烯不仅具有良好的机械性能，还能够为复合材料带来许多功能特性，如良好的抗菌抑菌性能、优异的抗紫外线性能等。为了提高聚酰胺6材料的性能，拓宽其应用领域，利用石墨烯对PA6进行改性受到研究者们的广泛关注。

公开号为CN113122954A的中国专利公开了一种基于石墨烯聚酰胺6纤维的运动面料及其制备方法，其首先利用由改性氧化石墨烯与聚酰胺6经纺丝制得石墨烯聚酰胺6纤维，然后利用石墨烯聚酰胺6纤维、棉纶纤维、抗菌剂整理制得石墨烯聚酰胺6纤维的运动面料，通过上述方法制备的运动面料具有较好的力学强度和亲肤性，同时赋予了一定的抗菌性，但是在实际应用中发现其抗菌性能的持久性不尽如人意。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将部分已内酰胺进行预聚合，得到预聚物；

S2：将聚乙烯醇磺酸盐与功能化石墨烯加入分散液中混合，得到石墨烯分散液；

S3：将全氟烷基季铵盐、氨基化有机硅季铵盐、石墨烯分散液、预聚物和剩余己内酰胺混合，进行开环、聚合反应、切片、萃取、干燥，得到抗菌改性石墨烯聚酰胺6。

可选地，S3中所述聚乙烯醇磺酸盐、全氟烷基季铵盐、氨基化有机硅季铵盐和功能化石墨烯的质量用量比为(5-15):(3-8):(10-30):15。

可选地，所述功能化石墨烯与所述已内酰胺总质量用量比为(3-5):100。

可选地，S1中己内酰胺用量占已内酰胺总用量的(30-55)％。

可选地，所述预聚合反应温度为260-280℃，压力1-1.2MPa，预聚合时间为1.5-2.5h。

可选地，所述分散液为去离子水。

可选地，所述开环反应条件为温度255～275℃，压力0.15～0.85MPa，反应时间1.5～4h；聚合反应条件为温度240～255℃，压力-0.05～-0.20MPa，反应时间3～10h。

可选地，所述混合方式采取超声剪切一体化方式。

可选地，所述功能化石墨烯为羧基化石墨烯。

根据上述制备方法制备得到的抗菌改性石墨烯聚酰胺6复合材料。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：