一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法与流程

1.本发明涉及一种抑菌尼龙面料的制备方法，更具体的是涉及一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法。

背景技术：

2.细菌等微生物能在适宜环境中大量繁殖，日常生活中所使用的各类纺织品易吸附气相、液相和固相各种杂质，成为细菌滋生的温床，长久以往这些细菌将使纺织品变、发霉、脆化、降解等，严重时还会刺激人体皮肤，诱发多种疾病。因此对抗菌面料的研究具有重要意义。广义上的抗菌面料是指抑制表面细菌增殖功能的面料，人们所生活的环境充斥着各种各样的微生物，但有些微生物如大肠杆菌、金黄葡萄球菌及螨虫会影响人们正常的工作生活，目前存在的两种生产抗菌类制品的方法，一是在纺丝液中加特定抗菌剂与成纤的高聚物混合纺制成抗菌纤维，二是通过抗菌整理的方法得到。抗菌纤维目前分为原料天然和人工制成的两种，原料天然的纤维是因为其自身内部结构或者所含化学物质从而有效抑制细菌或者杀死菌的能力；人工制成的纤维是因为后整理过程中把有杀菌作用的抗菌剂添加至纤维内部与表面从而拥有抗菌能力。抗菌整理方法是采用抗菌溶液或者树脂对织物表面进行处理的化学方法，抗菌作用的实现主要靠皮肤和织物表面相触碰，目前整理方法包含树脂整理、涂层与微胶囊等。
3.尼龙，是指分子主链含有重复酰胺基团-nhco-的热塑性树脂总称，由于尼龙基纤维具有优异的力学性质、回弹性、耐磨和耐疲劳性，在纤维领域的应用较多，例如妇女内衣、紧身衣、运动衣、各类袜子、锦丝绸或被面以及地毯、各类刷毛例如牙刷、化妆刷等，制备具有抗菌作用的尼龙纤维可增加材料的综合性能，但目前采用的方法抗菌效果相对持久性差，尤其表现为当洗涤次数增加时抗菌效果大幅下降。

技术实现要素：

4.为解决现有技术中尼龙面料随着洗涤次数的增加，抗菌效果大幅下降的问题，现提供一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，技术方案如下：
5.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
6.s1、改性麻纤维：使用碱性溶液加入麻纤维中，对麻纤维进行改性，加入agno3和d-葡萄糖醛酸；通过使用碱性溶液对麻纤维进行改性，并加入agno3和d-葡萄糖醛酸，在麻纤维的孔隙中固定agnps，并使agnps能在麻纤维中均匀分散，进一步提升对金黄葡萄球菌以及大肠杆菌的抗菌能力；
7.s2：制备抗菌剂：使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在znonps中反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；单一的季铵盐杀菌剂在单一环境下长时间使用会产生抗药性，杀菌效果受到限制，将季铵盐包裹zno，通过两者之间的协同作用，最大程度保证抑菌效果；
8.s3：将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
9.s4：将冷却后的单根尼龙与s1改性后的单根麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；将单根尼龙与单根麻纤维进行捆扎，通过结构之间的联结固定增加面料的耐洗涤能力；其中单根麻纤维的尺寸为10～25μm。
10.s5：将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料；可根据实际面料的应用场景确定所需混纺面料的束值。
11.s1中选用麻纤维作为与尼龙的混纺原料，因为麻纤维是天然的抗菌材料，麻纤维抑菌性能有结构和成分两方面发原因，结构方面，麻纤维内部分布有大量空腔及孔隙，富含氧气，能够抑制厌氧菌生长；成分方面，麻纤维内含抑菌物质，如生物碱类、黄酮类、酚类等，对细菌和真菌等有较强的抑制。
12.控制尼龙与麻纤维的比例为(60～70)：(30～40)，一方面获得较高的抑菌能力，另一方面提高尼龙面料的耐洗涤次数。
13.使用d-葡萄糖醛酸作为还原剂，取代传统的水合肼、硼氢化钠、次亚磷酸钠等还原剂，因为上述还原剂具有一定的毒性，而d-葡萄糖醛酸常用作食品方面的还原剂，安全性更高。
14.s1中d-葡萄糖醛酸的浓度为0.5mg/ml，通过调节d-葡萄糖醛酸的浓度为0.5mg/ml使最终制得的agnps粒径为40～60nm，能进一步使agnps能在麻纤维中均匀分散，进一步提升对金黄葡萄球菌以及大肠杆菌的抗菌能力。
15.优选的，s1中的麻纤维为苎麻、黄麻、青麻、、亚麻、罗布麻以及槿麻中的任意一种或多种。其中，是人类历史上最早使用的纺织纤维之一，纤维是各种麻纤维中较细软的一种，其细度是苎麻的三分之一，纤维顶端呈钝圆形，截面为不规则的三角形、多边形、腰圆形等，能够抑菌归功于表面的结构和化学成分，从纤维结构分析，纤维表面粗糙，内外有很多裂纹和孔洞相互管通，因此使厌氧菌无法生存。从化学角度分析，中主要的抑菌成分有酚类、黄酮类以及一些脂类化合物，酚类和黄酮类化合物均具有良好抑菌效果，且酚类化合物水溶性差，使得纤维抑菌性能持久；
16.罗布麻的茎秆是纺织领域重要的韧皮纤维来源之一，从中获得的纤维素纤维力学强度高、手感柔软，且具有抗菌、抗静电、屏蔽紫外线、远红外发射等特性，被认为是天然功能纤维。罗布麻韧皮部分对大肠杆菌和金黄葡萄球菌均有抑制效果黄酮类化合物、鞣质、甾体及其苷类、香豆素类化合物、酚酸和苯甲醛衍生物以及挥发油等被认为是罗布麻韧皮的主要抑菌活性成分。
17.s1中的碱性溶液为弱碱，优选为氨水，避免使用强碱具有腐蚀性。
18.有益效果：
19.(1)本发明提供了一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，选用麻纤维与尼龙作为原料，麻纤维具有天然的抗菌性，抗菌性来自于麻纤维本身含有少量的酚类物质，同时麻纤维多为中空结构，本制备方法通过对麻纤维进行改性，并将agnps固定在麻纤维的孔隙之中，进一步增强麻纤维对大肠杆菌以及金黄葡萄球菌的抗菌能力，使用季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno与尼龙熔融挤出，由于有机抗菌剂热稳定性较差，因此使用有机-无机复合的抗菌剂与尼龙一同熔融挤出将进一步降低抗菌剂的损耗，提高尼龙的抗菌能力，通过对麻纤维以及尼龙的处理，从化学层面确保抑菌材料不易渗出，洗涤后抗菌效果保持较好。
20.(2)本发明提供的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，通过将单根尼龙与单根
麻纤维进行捆扎，通过结构之间的联结固定增加面料的耐洗涤能力。从物理层面减少抑菌材料的损耗。
21.(3)本发明提供的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，可根据实际面料的应用场景确定所需混纺面料的束值，灵活度较高。
附图说明
22.图1是实施例制得的抑菌尼龙面料洗涤次数与大肠杆菌抑菌率的关系图。
23.图2是实施例制得的抑菌尼龙面料洗涤次数与金黄葡萄球菌抑菌率的关系图。
具体实施方式
24.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
25.实施例一：
26.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
27.(1)将氨水加入罗布麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
28.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
29.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
30.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根罗布麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
31.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与罗布麻纤维的比例为60:40。
32.实施例二：
33.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
34.(1)将氨水加入纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
35.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
36.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
37.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
38.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与纤维的比例为60:40。
39.实施例三：
40.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)将氨水加入苎麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
42.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
43.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
44.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根苎麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
45.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与苎麻纤维的比例为60:40。
46.实施例四：
47.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
48.(1)将氨水加入黄麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
49.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
50.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
51.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根黄麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
52.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与黄麻纤维的比例为60:40。
53.实施例五：
54.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)将氨水加入青麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
56.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
57.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
58.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根青麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
59.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与青麻纤维的比例为60:40。
60.实施例六：
61.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
62.(1)将氨水加入亚麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
63.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
64.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
65.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根亚麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
66.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与亚麻纤维的比例为60:40。
67.实施例七：
68.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
69.(1)将氨水加入槿麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
70.(2)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
71.(3)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
72.(4)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根槿麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
73.(5)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与槿麻纤维的比例为60:40。
74.实施例八：
75.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
76.(1)将和苎麻进行混纺制成混纺麻纤维；
77.(2)将氨水加入混纺麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
78.(3)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
79.(4)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
80.(5)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根混纺麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
81.(6)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与混纺麻纤维的比例为60:40。
82.实施例九：
83.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
84.(1)将和罗布麻进行混纺制成混纺麻纤维；
85.(2)将氨水加入混纺麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
86.(3)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
87.(4)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
88.(5)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根混纺麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
89.(6)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与混纺麻纤维的比例为60:40。
90.实施例十：
91.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：
92.(1)将、罗布麻和苎麻进行混纺制成混纺麻纤维；
93.(2)将氨水加入混纺麻纤维中，加入agno3和0.5mg/ml d-葡萄糖醛酸；
94.(3)使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在 znonps反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；
95.(4)将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；
96.(5)将冷却后的单根尼龙与改性后的单根混纺麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；
97.(6)将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料，其中尼龙与混纺麻纤维的比例为60:40。
98.对上述实施例制得的抑菌尼龙面料进行抗菌性能测试，具体步骤如下：
99.广义抗菌概念是指能够抵抗各种微生物，包括细菌、霉菌、真菌以及病毒等；狭义抗菌概念则仅指具有抑制细菌的能力。细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，其主要区别在于细胞壁结构的差异。革兰氏阳性菌细胞壁较厚(20-80nm)，结构较致密，革兰氏阴性菌细胞壁较薄(10-15nm)，结构较疏松。
100.目前大部分抑菌性能测试多以金黄葡萄球菌和大肠杆菌为实验菌种；
101.金黄葡萄球菌(staphylococcus aureus，sa)属于革兰氏阳性菌，直径0.4-1.2μm，在琼脂培养基上，菌落呈圆形，边缘整齐，表面光滑。金黄葡萄球菌分布广泛，可在水、空气、土壤等自然环境中存在，同时该细菌可以长期附着在人类及动物的皮肤上，并在机体与外界相通的腔道中存活。据报道，健康人中的带菌率可达30％-80％，其中鼻腔和咽喉部等上呼吸道的带菌率在40％-50％以上。
102.大肠杆菌(escherichia coli，ec)为革兰氏阴性菌，长2-3μm，宽0.6μm。在琼脂培
养基上菌落光滑无，略显混浊，边缘整齐。大肠杆菌是肠道中最普遍、数量最多的一类细菌，可引发伤寒、痢疾、等肠道流行疾病。大肠杆菌繁殖速度极快，进入机体后在短时间内可达到感染菌量，导致机体发病
103.按照jis l 1902:2015纺织品的抗菌活性和效果验证8.1定量测试(吸收法)，吸收法具体操作为：在一定菌液中，放入未经抑菌处理和经过抑菌处理的样品，两类样品吸收菌液后在一定温湿度下放置一段时间，然后进行洗脱或立即洗脱。通过计算样品上残留的微生物数量，达到对洗脱液微生物平板计数的目的。这种方法适用于吸水性好且为溶出型的抑菌纺织品。
104.具体步骤如下：
105.(1)试验细菌的预培养：
106.培养方法a：用接种环从保藏菌中接种一环细菌到斜面培养基中，将转接菌种后的斜面培养基37℃
±
1℃培养24h
±
2h；
107.培养方法b：用接种环从采用培养方法a中的斜面培养基中挑取一环细菌，接种到肉汤培养基a中，然后37℃
±
1℃培养24h
±
2h；
108.培养方法c：挑取一环保藏菌，在斜面琼脂培养基b上划线，然后37℃
±
1℃培养24h～48h，在5～10℃下保藏该斜面；
109.培养方法d：取20ml肉汤培养基b到100ml烧瓶中，用接种环从采用培养方法c的斜面中挑取一杯克隆，接种到肉汤培养基中进行培养。
110.(2)试验用菌液的制备：用吸收检测方法估算用到培养方法d 培养得到的菌液中的细菌浓度，然后在室温下用肉汤培养基a将细菌浓度稀释调整到105～107cehhs/ml。
111.取1ml采用培养方法b并用步骤(2)制备得到的试验用菌液到试管中，用纯净水稀释10倍，用漩涡混匀器混匀5s，30s后用分光光度计在660nm波长下测试其吸收值，掌握吸收值与细菌浓度之间的关系。测试值如下所示：
112.检测菌种大肠杆菌atcc8739金黄葡萄球菌atcc6538接种菌液浓度(cfu/ml)1.8*10^52.3*10^5f3.52.5lgct8.07.2lgc04.54.7g*-3.2-3.4lgtt1.31.3logt04.34.1a6.75.9评价符合：有强抗菌功效符合：有强抗菌功效
113.对照样为jis l 1902：2015指定的标准棉布，由sgs实验室提供。
114.a：抗菌活性值(a＝f-g)
115.f：对照样品的增长值f(f＝lgct-lgc0)；
116.g*：检验样品增长值g(g＝lgtt-lgt0)；
117.lgct：试验菌接种培养24h后的3个对照样品上细菌数的常用对数值的平均值；
118.lgc0：试验菌种接种后0小时的3个对照样品上细菌数的常用对数值的平均值；
119.lgtt：试验菌种接种培养24小时后的3个测试样品上细菌数的常用对数值的平均值；
120.lgt0：试验菌种接种后0小时的3个测试样品上细菌数的常用对数值的平均值。
121.检验样品的灭菌方式为高压蒸汽灭菌(121℃，15min)；
122.检测样品在菌液接种后。培养时间为24h；
123.jis l 1902:2015抗菌功效评价标准：有抗菌功效：2.0≤a≤3.0，有强抗菌功效：a≥3.0。
124.二、对实施例制得的抑菌尼龙面料进行耐洗涤测试
125.分别对抑菌尼龙面料进行10次、20次、50次洗涤，洗涤后进行抑菌率测试，测试结果如图1、图2所示，由图可得，本制备方法制备得到的抑菌尼龙面料在耐洗涤性能上得到了提升。
126.作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、改性麻纤维：使用碱性溶液加入麻纤维中，对麻纤维进行改性，加入agno3和d-葡萄糖醛酸进行反应，在麻纤维孔隙中固定反应生成的agnps；s2：制备抗菌剂：使用3-氯丙基三甲氧基硅烷和n,n-二甲基十二酰胺在znonps中反应得到季铵盐包覆的zno纳米颗粒qacszno；s3：将qacszno纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；s4：将冷却后的单根尼龙与s1改性后的单根麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；s5：将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料。2.根据权利要求1所述的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，尼龙与麻纤维的比例为(60～70)：(30～40)。3.根据权利要求1所述的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，s1中d-葡萄糖醛酸的浓度为0.5mg/ml。4.根据权利要求1所述的一种耐洗涤抑菌面料的制备方法，其特征在于，s1中的麻纤维为苎麻、黄麻、青麻、、亚麻、罗布麻以及槿麻中的任意一种或多种。5.根据要求1所述的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，s1中的碱性溶液为弱碱。6.根据权利要求1所述的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，agnps的粒径为40～60nm。7.根据权利要求1所述的一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，其特征在于，单根麻纤维的尺寸为10～25μm。

技术总结

本发明提供了一种耐洗涤抑菌尼龙面料的制备方法，包括以下步骤：S1、改性麻纤维：使用碱性溶液加入麻纤维中，对麻纤维进行改性，加入AgNO3和D-葡萄糖醛酸进行反应；S2：制备季铵盐包覆的ZnO纳米颗粒QACsZnO；S3：将QACsZnO纳米颗粒与尼龙通过熔融挤出机挤出，挤出后进行冷却；S4：将冷却后的单根尼龙与S1改性后的单根麻纤维旋转捆扎成一束混纺面料；S5：将若干束混纺面料编织成所述耐洗涤抑菌尼龙面料。通过对麻纤维以及尼龙的处理，从化学层面增强了抗菌能力，洗涤后抗菌效果保持较好，将单根尼龙与单根麻纤维进行捆扎，通过结构之间的联结固定增加面料的耐洗涤能力，从物理层面减少抑菌材料的损耗。菌材料的损耗。菌材料的损耗。