專利名稱：一種智能載銀抗菌纖維及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能載銀抗菌纖維及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人類生活質(zhì)量的提高，人們對個人用品的安全和衛(wèi)生性能要求越來越高，特別是全球氣候升溫加劇，細(xì)菌和有害生物的滋生速度增快，醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品的抗菌殺菌功能日顯重要。一般來講，醫(yī)用敷料或個人衛(wèi)生用品的使用環(huán)境中會有大量的血液或體液出現(xiàn)， 極其有利于細(xì)菌滋生，因此要求所用材料具有快速起效的抗菌殺菌功能。銀離子具有廣譜抗菌殺菌的功效，并且具有對人體低毒和無耐藥性的特征，因此在各種需要抗菌的產(chǎn)品中得以廣泛的應(yīng)用，特別是在醫(yī)療和個人衛(wèi)生用品領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)工作極為活躍，含銀醫(yī)用敷料已成為世界功能敷料開發(fā)的熱點之一。纖維材料及其制品是目前醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品領(lǐng)域中作為繃帶、敷料和墊片廣泛采用的一種基礎(chǔ)材料，因此眾多的研究和開發(fā)工作都在圍繞著將具有抗菌活性的銀引入纖維材料之中這一目標(biāo)進行。目前已知的在纖維材料中引入銀的方法存在著引入的銀被氧化(氧化銀的抗菌功效較低)和被封閉的問題。單質(zhì)銀的氧化性極強，采用化學(xué)鍍銀的方法在纖維表面引入單質(zhì)銀或采用納米材料載銀表面涂層的技術(shù)在纖維表面涂布含銀材料均存在著銀被氧化的問題。另一類廣泛采用的技術(shù)則是在纖維成形材料中加入單質(zhì)銀顆?；蚣{米材料載銀粉體進行紡絲制備含銀纖維，所得纖維中只有處于纖維表面的銀可能發(fā)揮抗菌功效，但仍然存在被氧化的問題，而被封閉在纖維材料內(nèi)部的銀，幾乎沒有抗菌作用，不僅造成材料浪費，而且增加了產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種遇水能主動響應(yīng)，快速釋放具有抗菌殺菌功效銀離子的智能載銀抗菌纖維。本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡單、可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的智能載銀抗菌纖維制備方法。本發(fā)明進一步的目的還在于提供上述智能載銀抗菌纖維在抗菌醫(yī)用敷料或/和個人衛(wèi)生用品中的應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案如下一種智能載銀抗菌纖維，所述智能載銀抗菌纖維為芯殼結(jié)構(gòu)，包括以中空纖維為殼層和處于所述中空纖維空腔內(nèi)的由含銀水凝膠形成的芯層；所述中空纖維的側(cè)壁無通孔，所述含銀水凝膠中含有占所述智能載銀抗菌纖維總重量的0. 10%的單質(zhì)銀。以及上述智能載銀抗菌纖維的制備方法，包含如下步驟
將丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體與丙烯酰胺單體按重量比為2 1 0.5的比例配制單體水溶液；將所述單體水溶液與銀氨溶液混合，再加入葡萄糖和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺， 得到灌注液；其中，所述銀氨溶液中的氫氧化二氨合銀在灌注液中的濃度為0. 03g/ml 0. 3g/ml ；所述N，N-亞甲基雙丙烯酰胺的添加量為所述丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體和丙烯酰胺單體總重量的0.01% ；葡萄糖的添加量為所述銀氨溶液中銀的質(zhì)量的10% 80% ；將所述灌注液灌注進中空纖維空腔內(nèi)，再在60°C 80°C下進行熱處理，使灌注液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成含銀水凝膠芯層，得到所述智能載銀抗菌纖維。進一步，上述智能載銀抗菌纖維在抗菌醫(yī)用敷料或/和個人衛(wèi)生用品中的應(yīng)用。上述智能載銀抗菌纖維至少具有以下的有益技術(shù)效果(1)與現(xiàn)有的在纖維表面化學(xué)鍍銀技術(shù)和纖維表面納米載銀粉體涂層技術(shù)相比， 本發(fā)明提供的智能載銀抗菌纖維中的含銀水凝膠形成的芯層是包覆在中空纖維的空腔內(nèi)， 含銀水凝膠中的銀單質(zhì)是灌注液在中空纖維內(nèi)發(fā)生的銀鏡反應(yīng)產(chǎn)生的初生態(tài)單質(zhì)銀，并且分布在水凝膠的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中，同時始終有纖維殼層的保護，能有效克服現(xiàn)有技術(shù)中銀被氧化的問題，因而該智能載銀抗菌纖維中所載之銀的抗菌活性更強；(2)與含銀粉體復(fù)合紡絲技術(shù)(包括普通的化學(xué)纖維紡絲方法和采用殼聚糖、海藻酸鈣、甲殼素等天然聚合物紡絲方法)相比，本發(fā)明提供的智能載銀抗菌纖維盡管也是將銀封閉在纖維載體內(nèi)，但在使用時遇水后，纖維芯層含銀水凝膠因吸水膨脹，從纖維的兩端脹出，存在于水凝膠大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的初生態(tài)單質(zhì)銀會隨水凝膠主動向環(huán)境中送出， 有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中銀被封閉的問題；(3)與現(xiàn)有已知的含銀纖維材料相比，本發(fā)明提供的智能載銀抗菌纖維無毒，安全，且具有遇水響應(yīng)、智能自動控制釋放銀單質(zhì)的特征，尤其適合醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品的使用情況和抗菌要求；(4)本發(fā)明智能載銀抗菌纖維制備方法只需將灌注液注入中空纖維空腔內(nèi)，再經(jīng)熱處理即可，其制備工序簡單，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明實施例智能載銀抗菌纖維的橫截面的掃描電鏡照片；圖2是本發(fā)明實施例智能載銀抗菌纖維制備方法工藝流程示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1制備的智能載銀抗菌纖維在遇水前、遇水后3秒鐘和遇水后5秒鐘時的顯微鏡照片；其中，圖3(a)是智能載銀抗菌纖維遇水前的顯微鏡照片，圖 3(b)是智能載銀抗菌纖維遇水后3秒時的顯微鏡照片，圖3(c)是智能載銀抗菌纖維遇水后 5秒時的顯微鏡照片。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及技術(shù)效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實施例提供了一種遇水能主動響應(yīng)，快速釋放具有抗菌殺菌功效的銀離子的智能載銀抗菌纖維。如圖1所示，該智能載銀抗菌纖維為芯殼結(jié)構(gòu)，包括以中空纖維為殼層1和處于該中空纖維空腔內(nèi)的由含銀水凝膠形成的芯層2，其中，中空纖維的側(cè)壁無通孔，含銀水凝膠中含有占智能載銀抗菌纖維總重量的0. 10%的單質(zhì)銀。這樣，上述智能載銀抗菌纖維通過將含銀水凝膠的芯層2包覆在中空纖維的空腔內(nèi)，芯層2中的銀單質(zhì)、 水凝膠均是制備過程中產(chǎn)生的初生態(tài)單質(zhì)銀和水凝膠，并且單質(zhì)銀能夠分布在水凝膠的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中，同時始終有殼層1的保護，不會被氧化，從而有效的保證和提高了該智能載銀抗菌纖維中所載之銀的抗菌活性。由于芯層2的特性，當(dāng)智能載銀抗菌纖維遇水時，芯層2中的水凝膠會發(fā)生膨脹，從而從纖維的兩端被漲出，由于初生態(tài)單質(zhì)銀分布在水凝膠的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中，初生態(tài)的單質(zhì)銀會隨水凝膠主動向環(huán)境中送出，智能自動控制釋放銀單質(zhì)的特征，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中銀被封閉的問題。另外，該智能載銀抗菌纖維不含有有毒物質(zhì)，安全性能高。優(yōu)選地，上述水凝膠芯層2中的水凝膠優(yōu)選是由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、 甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺聚合而成，具體的請參見下文智能載銀抗菌纖維制備方法。其中，丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為2 1 0.5，其中，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺是作為水凝膠大分子的交聯(lián)劑加入，加入的質(zhì)量是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體和丙烯酰胺單體總質(zhì)量的0. 01% 1%。該優(yōu)選水凝膠單體配比可在加入的氫氧化二氨合銀與葡萄糖發(fā)生氧化還原反應(yīng)的同時發(fā)生共聚、交聯(lián)反應(yīng)形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得初生態(tài)的單質(zhì)銀分布在水凝膠大分子網(wǎng)絡(luò)之中，對銀單質(zhì)起到更好的保護作用，使其避免被氧化；同時，進一步提高了遇水發(fā)生膨脹的性能，提高了智能載銀抗菌纖維使用時向環(huán)境輸送單質(zhì)銀的性能，不僅提高了其抗菌性能，還實現(xiàn)了遇水響應(yīng)、智能控制釋放的目的。上述殼層1與芯層2的重量比優(yōu)選為10 95 90 5。該中空纖維的中空率優(yōu)選為5% 40%，其材質(zhì)優(yōu)選為有機成纖高聚物。該優(yōu)選的殼層1以及其與芯層2優(yōu)選的重量比，能進一步的實現(xiàn)保護銀單質(zhì)不被氧化，使得芯層2遇水發(fā)生膨脹時，能有效的從纖維兩端漲出，同時能進一步保證智能載銀抗菌纖維提供單質(zhì)銀的量。該中空纖維側(cè)壁無通孔，不僅能保證在灌注液灌注進中空纖維空腔時以及灌注工序完成后的熱處理過程中灌注液不外露，還能隔絕氧氣或其它因素的影響，有效的保證了單質(zhì)銀不被氧化或破壞。其中，上述的有機成纖高聚物優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯中的一種或幾種，與目前普通醫(yī)用敷料或個人衛(wèi)生用品所用纖維的材質(zhì)相同。作為一種抗菌材料，上述智能載銀抗菌纖維的長度沒有特別的限制，可以根據(jù)實際應(yīng)用的領(lǐng)域或環(huán)境作靈活的調(diào)整。如可以是20 80mm，并按照按一定的比例添加到現(xiàn)有的各種醫(yī)用敷料或個人衛(wèi)生用品的纖維制品中，也可以切成長度為1 20mm。本發(fā)明還提供了上述智能載銀抗菌纖維的制備方法。該智能載銀抗菌纖維制備方法的工藝流程如圖2所示，同時請參照圖1，包括如下步驟Sl 將丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體按質(zhì)量比為2 1 0.5，用去離子水配制單體水溶液；S2 將該單體水溶液與銀氨溶液混合，再加入葡萄糖和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，得到灌注液；其中，銀氨溶液中的氫氧化二氨合銀在灌注液中的濃度為0. 03g/ml 0. 3g/ ml, N, N-亞甲基雙丙烯酰胺的添加量為所述丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體和丙烯酰胺單體總重量的0. 01% 1%，葡萄糖的添加量為所述銀氨溶液中銀質(zhì)量的10% 80% ；S3 將該灌注液灌注進中空纖維空腔內(nèi)，再在60°C 80°C下進行熱處理，使灌注液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成含銀水凝膠芯層，得到所述智能載銀抗菌纖維。具體地，上述步驟Sl中，丙烯酸鹽優(yōu)選為丙烯酸鈉、丙烯酸銨、丙烯酸鈣中的至少一種，甲基丙烯酸鹽優(yōu)選為甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸銨、甲基丙烯酸鈣中的至少一種。其中，單體水溶液的濃度沒有特別限制，但是優(yōu)選滿足按灌注液中單體的體積濃度為0. 05g/ ml 0. 5g/ml。上述步驟S2中，單體水溶液與銀氨溶液混合的比例應(yīng)當(dāng)滿足銀氨溶液中的氫氧化二氨合銀在灌注液中的濃度為0. 03g/ml 0. 3g/ml。該混合的比例有效保證了該智能載銀抗菌纖維中銀單質(zhì)的含量。該步驟S2中，銀氨溶液的配制優(yōu)選采用氧化銀溶于濃度為2 IOwt %氨水中進行配制。將該氧化銀溶解于氨水，與氨水形成配合物氫氧化二氨合銀。用氧化銀配制銀氨溶液，這是因為，上述智能載銀抗菌纖維優(yōu)選應(yīng)用于抗菌醫(yī)用敷料或/和個人衛(wèi)生用品中，該氧化銀能使得該智能載銀抗菌纖維安全、無毒，有效滿足該應(yīng)用領(lǐng)域的要求。當(dāng)然，如果需制備非醫(yī)藥領(lǐng)域用智能載銀抗菌纖維時，該氧化銀也可以用其他可溶性銀鹽，如硝酸銀、氯化銀等。該銀氨溶液的濃度沒有特別要求，但是應(yīng)當(dāng)滿足銀氨溶液中的氫氧化二氨合銀在灌注液中的濃度為0. 03g/ml 0. 3g/ml,以保證智能載銀抗菌纖維中銀單質(zhì)的含量。該步驟S2中，加入葡萄糖的目的是在下述步驟S3的熱處理過程中，葡萄糖與加入的氫氧化二氨合銀發(fā)生銀鏡反應(yīng)，生產(chǎn)單質(zhì)銀。氫氧化二氨合銀為弱氧化劑，能與-CHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)，同時-CHO被氧化成-C00H，而葡萄糖為無毒性有機物，且中含有-CH0，同時被氧化的產(chǎn)物無害，進一步使得智能載銀抗菌纖維安全、無毒，符合醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用要求。該葡萄糖添加的量應(yīng)當(dāng)滿足其添加量是銀的質(zhì)量的10% 80%。該步驟S2中，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺是作為交聯(lián)劑加入，在加熱時與步驟Sl中的單體共聚成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠大分子，該水凝膠吸水溶脹，但不溶于水，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺添加的量應(yīng)當(dāng)滿足其添加量是步驟Sl中單體水溶液中全部單體(丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種和丙烯酰胺單體)質(zhì)量的0.01% 1%，以滿足生成水凝膠的溶脹特性要求。上述步驟S3中，所述灌注液灌注進中空纖維空腔中的方法優(yōu)選為將中空纖維兩端的開口部分分別密封在兩個容器內(nèi)，再將灌注液置于其中一容器內(nèi)，然后對裝有所述灌注液的容器施加0. 1 2MPa的正壓，對另一容器抽真空至-300mmHg -700mmHg，在壓力差的作用下將所述的灌注液灌注進中空纖維空腔中。其中，中空纖維封入容器的方法優(yōu)選是將中空纖維兩端的開口部分用密封膠分別密封在兩個大小適當(dāng)?shù)娜萜鲀?nèi)，并使中空纖維的大部分置于兩容器之外，在對容器提供正壓的時保持密封在該容器內(nèi)的中空纖維端部完全浸沒在灌注液的液面以下。該步驟S3中，熱處理的目的是使得灌注液中的氫氧化二氨合銀與葡萄糖發(fā)生銀鏡反應(yīng)，為銀鏡反應(yīng)提供所需的反應(yīng)溫度60°C 80°C。同時也使得灌注液中的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺之間發(fā)生共聚反應(yīng)，生成銀含水凝膠芯層2。銀鏡反應(yīng)與單體的共聚反應(yīng)同時進行，使得銀鏡反應(yīng)生產(chǎn)的單質(zhì)銀均勻分布在水凝膠的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中，有效的保護該初生態(tài)單質(zhì)銀不被氧化，保證和提高了單質(zhì)銀的抗菌活性。該熱處理的時間優(yōu)選為1 5小時，更優(yōu)選為 2小時，保證鏡反應(yīng)和單體的共聚反應(yīng)完全的同時減少能耗。該步驟S3中，對中空纖維的要求如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。上述智能載銀抗菌纖維制備方法只需將含銀的灌注液灌注進中空纖維空腔內(nèi)，再經(jīng)熱處理即可，其制備工序簡單，制備工藝條件易控制，利于規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。上述智能載銀抗菌纖維正是由于具有無毒，安全，且具有遇水響應(yīng)、智能控制釋放銀離子的特征，尤其適合醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品的使用情況和抗菌要求，因此，上述智能載銀抗菌纖維優(yōu)選在抗菌醫(yī)用敷料或/和個人衛(wèi)生用品中的應(yīng)用。在上述智能載銀抗菌纖維優(yōu)選的應(yīng)用實施例中，將該智能載銀抗菌纖維截成20 80mm的長度，并按照按比例添加到現(xiàn)有醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品的纖維制品中，制備具有抗菌功能的醫(yī)用敷料和個人衛(wèi)生用品ο現(xiàn)以具體的智能載銀抗菌纖維及其制備方法為例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。實施例1—種智能載銀抗菌纖維，該智能載銀抗菌纖維為芯殼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括以中空纖維為殼層1和處于該中空纖維空腔即殼層1內(nèi)的由含銀水凝膠形成的芯層2，其中，中空纖維的側(cè)壁無通孔，含銀水凝膠中含有占智能載銀抗菌纖維總重量的1. 5%的單質(zhì)銀。上述智能載銀抗菌纖維的制備方法，該方法工藝流程如圖2所示，包含如下步驟步驟Sll 取中空率為25%、規(guī)格為100D/MF、壁中無通孔的滌綸中空纖維長絲切斷成:3m長的絲段50根并成絲束，用密封膠將絲束兩端約IOcm長的部分分別封入兩個容積約為50ml、高度約為IOcm的容器內(nèi)，使得絲束的端部正好接觸容器的底面；步驟S12 取1. 98g氧化銀溶于6ml濃度為5%的稀氨水中，制備銀氨溶液備用；步驟S13 取6g丙烯酸鈉、3g丙烯酰胺溶于15ml的去離子水中，制備單體水溶液步驟S14 將步驟S13制備的單體水溶液在攪拌條件下滴加到步驟S12制備的銀氨溶液中，并依次加入0. 045gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 74g葡萄糖，加去離子水至30ml， 制備含銀和單體的灌注液；步驟S15 將步驟S14制備的灌注液全部加入到步驟Sll準(zhǔn)備的兩個容器中的一個內(nèi)，并使封入該容器內(nèi)的絲束的端部保持浸沒在灌注液的液面以下，用干燥壓縮空氣給該容器加壓(約0. 6MPa)，同時對另一容器抽真空(約-400mmHg)，約3小時左右即可將絲束的中空纖維芯層注滿灌注液；步驟S16 由于所用中空纖維的殼層壁中無通孔，灌注后處于容器外的中空纖維外表面是干凈的，無需清洗可直接加熱，在70°C保持約2小時，使灌注在中空纖維空腔的灌注液發(fā)生"銀鏡反應(yīng)"和聚合反應(yīng)，固化形成含銀水凝膠，切下處于兩容器之間、被加熱過的纖維，并切斷成所需的長度，即可獲得含銀量為1.5%的智能載銀抗菌纖維。
本實施例1制備的智能載銀抗菌纖維切短樣品20mm由顯微鏡觀察遇水前、遇水3 秒時、遇水5秒時的照片分別如圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)所示，可知，本發(fā)明實施例制備的智能載銀抗菌纖維的水凝膠芯層具有遇水后迅速發(fā)生膨脹，能在極短的時間內(nèi)由纖維兩端排出含銀水凝膠，使得該智能載銀抗菌纖維遇水后極短的時間內(nèi)具有抗菌活性。進一步，將本實施例1制備的智能載銀抗菌纖維切成長度為38mm的短絲樣品，經(jīng)廣東省微生物分析檢測中心測定得知，該纖維一小時對銅綠假單胞菌(綠膿桿菌)、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率均達(dá)到了大于或等于99. 99%的水平，由此證明本發(fā)明提供的智能載銀抗菌纖維具有遇水響應(yīng)、快速、高效殺菌的功能。實施例2—種智能載銀抗菌纖維，其結(jié)構(gòu)與實施例1中智能載銀抗菌纖維結(jié)構(gòu)相同，如圖1 所示，不同之處在，水凝膠芯層2中含有占智能載銀抗菌纖維總重量5%的銀單質(zhì)。上述智能載銀抗菌纖維的制備方法，該方法工藝流程如圖2所示，包含如下步驟步驟S21 參照實施例1步驟S11，不同之處在于所用中空纖維為壁中無通孔、中空率為35%、規(guī)格為75D/36F的滌綸中空纖維長絲；步驟S22 取2. 55g氧化銀溶于8ml濃度為10%的稀氨水中，制備銀氨溶液備用；步驟S23 取50ml的燒杯置于冰浴加入12ml濃度為10% wt的氨水，在攪拌的條件下緩慢滴加4. 6ml甲基丙烯酸，由氨水中和甲基丙烯酸得到甲基丙烯酸銨水溶液，充分冷卻后再加入1. 66g丙烯酰胺，制備單體水溶液備用；步驟S24 將步驟S23制備的單體水溶液在攪拌條件下滴加到步驟S22制備的銀氨溶液中，并依次加入0. 0036gN, N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 7g葡萄糖，加去離子水至30ml， 制備含銀和單體的灌注液；步驟S25 參照實施例1步驟S15，不同之處在于向盛裝有灌注液的容器注入干燥壓縮空氣給該容器加壓(約IMPa)，對另一未盛裝有灌注液的容器抽真空(約-700mmHg)；步驟S26 參照實施例1步驟S16，不同之處在于加熱溫度為60°C，保溫時間為4小時，即可獲得含銀量為5%的智能載銀抗菌纖維。本實施例2中由步驟S23得到甲基丙烯酸銨替代實施例1的步驟S13中的丙烯酸鈉，因此，所得智能載銀抗菌纖維的芯層水凝膠具有更好的耐鹽性能，溶脹更快，特別是在人的體液中有鈉鹽成份的情況時仍能有較好的吸水溶脹性。另一方面，所得智能載銀抗菌纖維的含銀量更高，遇水時釋放銀離子的速度更快。實施例3一種智能載銀抗菌纖維，其結(jié)構(gòu)與實施例1中智能載銀抗菌纖維結(jié)構(gòu)相同，如圖1 所示，不同之處在，水凝膠芯層2中含有占智能載銀抗菌纖維總重量0. 5%的銀單質(zhì)。上述智能載銀抗菌纖維的制備方法，該方法工藝流程如圖2所示，包含如下步驟步驟S31 參照實施例1步驟S11，不同之處在于所用中空纖維為壁中無通孔、中空率為10%、規(guī)格為100D/24F的丙綸中空纖維長絲；步驟S32 取1. 2g氧化銀溶于12ml濃度為3%的稀氨水中，制備銀氨溶液備用；步驟S33 取5. 5mL甲基丙烯酸，按中和度為60%用20%的氫氧化鈉溶液中和，制備甲基丙烯酸和甲基丙烯酸鈉的單體水溶液備用；步驟S34 將步驟S33制備的單體水溶液在攪拌條件下滴加到步驟S32制備的銀氨溶液中，并依次加入0. 09gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 62g葡萄糖，加去離子水至30ml， 制備含銀和單體的灌注液；步驟S34 參照實施例1步驟S15，不同之處在于向盛裝有灌注液的容器注入干燥壓縮空氣給該容器加壓(約1.2MPa)，對另一未盛裝有灌注液的容器抽真空 (約-700mmHg)；步驟S35 參照實施例1步驟S16，不同之處在于加熱溫度為80°C，保溫時間為3小時，即可獲得含銀量為0. 5%的智能載銀抗菌纖維。本實施例3中步驟S33采用氨水中和甲基丙烯酸，所得智能載銀抗菌纖維的水凝膠芯層的溶脹速度介于實施例1和實施例2制備的樣品之間。同時，本實施例3步驟S35所得的智能載銀抗菌纖維的含銀量較低，適用于個人衛(wèi)生用品的要求，進一步，本實施例3步驟S31中所用的中空纖維的材質(zhì)是丙綸，適用于熱粘法非織造布的制造，是多數(shù)個人衛(wèi)生用品廣泛使用的材料。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能載銀抗菌纖維，所述智能載銀抗菌纖維為芯殼結(jié)構(gòu)，包括以中空纖維為殼層和處于所述中空纖維空腔內(nèi)的由含銀水凝膠形成的芯層；所述中空纖維的側(cè)壁無通孔， 所述含銀水凝膠中含有占所述智能載銀抗菌纖維總重量的0. 10%的單質(zhì)銀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能載銀抗菌纖維，其特征在于所述含銀水凝膠中的水凝膠是由丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體和N， N-亞甲基雙丙烯酰胺聚合而成，其中，所述丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鹽中的至少一種與丙烯酰胺單體的重量比為2 1 0.5，所述N，N-亞甲基雙丙烯酰胺的重量是丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體和丙烯酰胺單體總重量的 0. 01% 1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能載銀抗菌纖維，其特征在于所述芯層與所述殼層的重量比為90 5 10 95。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能載銀抗菌纖維，其特征在于所述中空纖維的中空率為 5% 40% ；所述中空纖維是有機成纖高聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能載銀抗菌纖維，其特征在于所述有機成纖高聚物為聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯中的一種或幾種。
6.一種智能載銀抗菌纖維的制備方法，包含如下步驟將丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體與丙烯酰胺單體按重量比為2 1 0.5的比例配制單體水溶液；將所述單體水溶液與銀氨溶液混合，再加入葡萄糖和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，得到灌注液；其中，所述銀氨溶液中的氫氧化二氨合銀在灌注液中的濃度為0. 03g/ml 0. 3g/ml ； 所述N，N-亞甲基雙丙烯酰胺的添加量為所述丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種單體和丙烯酰胺單體總重量的0.01% ；葡萄糖的添加量為所述銀氨溶液中的銀質(zhì)量的10% 80% ；將所述灌注液灌注進中空纖維空腔內(nèi)，再在60°C 80°C下進行熱處理，使灌注液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成含銀水凝膠芯層，得到所述智能載銀抗菌纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能載銀抗菌纖維制備方法，其特征在于所述銀氨溶液是將氧化銀溶于濃度為2 10wt%氨水中配制獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能載銀抗菌纖維制備方法，其特征在于所述丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽中的至少一種和丙烯酰胺單體在所述灌注液中的總含量為 0. 05g/ml 0. 5g/ml ；所述丙烯酸鹽為丙烯酸鈉、丙烯酸銨、丙烯酸鈣中的至少一種；所述甲基丙烯酸鹽為甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸銨、甲基丙烯酸鈣中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能載銀抗菌纖維制備方法，其特征在于將所述灌注液注進中空纖維空腔內(nèi)的方法為將中空纖維兩端分別密封在兩個容器內(nèi)，再將所述的灌注液加入其中一容器內(nèi)，并保持密封在所述容器內(nèi)的中空纖維端部完全浸沒在灌注液的液面以下，然后對裝有所述灌注液的容器施加0. 1 2MPa的正壓，對另一容器抽真空至-300mmHg -700mmHg，在壓力差的作用下將所述的灌注液灌注進中空纖維空腔中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的智能載銀抗菌纖維在抗菌醫(yī)用敷料或/和個人衛(wèi)生用品中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能載銀抗菌纖維及其制備方法與應(yīng)用。該智能載銀抗菌纖維為芯殼結(jié)構(gòu)，包括以中空纖維為殼層和處于所述中空纖維空腔內(nèi)的由含銀水凝膠形成的芯層；所述中空纖維的側(cè)壁無通孔，所述含銀水凝膠中含有占所述智能載銀抗菌纖維總重量的0.1％～10％的單質(zhì)銀。本發(fā)明提供的智能載銀抗菌纖維安全、無毒，且具有遇水響應(yīng)、智能控制釋放銀離子、快速高效殺菌的特性。該智能載銀抗菌纖維的制備方法是將含銀水凝膠單體溶液由中空纖維一端灌注進中空纖維空腔，經(jīng)加熱處理在中空纖維空腔形成含銀水凝膠芯層即可，制造的工藝設(shè)備簡單，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號D06M15/263GK102392347SQ20111026009
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者龔文忠 申請人:龔文忠