專利名稱：一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合生物抗菌纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，涉及一種ε -聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合生物抗菌纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
ε -聚賴氨酸(ε -聚賴氨酸)是一種由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的賴氨酸同聚物，由25 35個(gè)賴氨酸殘基通過(guò)α-羧基和ε-氨基連接而成。1977年，Shima和Mkai首次在 Streptomyces albulus NBRC14147菌株的發(fā)酵清液中發(fā)現(xiàn)這種氨基酸多聚物。ε-聚賴氨酸是一種對(duì)人體安全無(wú)毒的聚陽(yáng)離子多肽，能夠抑制革蘭氏陰性細(xì)菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、真菌甚至某些病毒，抑菌譜廣泛。自從通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)證明ε_(tái)聚賴氨酸安全性后，日本、韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家將其作為天然食品防腐劑并廣泛應(yīng)用。聚乙烯醇具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性，其水溶液有很好的粘接性和成膜性，主要用于紡織行業(yè)經(jīng)紗漿料、織物整理劑、維尼綸纖維原料；建筑裝潢行業(yè)107 膠、內(nèi)外墻涂料、粘合劑；化工行業(yè)用作聚合乳化劑、分散劑及聚乙烯醇縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛樹(shù)脂；造紙行業(yè)用作紙品粘合劑；農(nóng)業(yè)方面用于土壤改良劑、農(nóng)藥粘附增效劑和聚乙烯醇纖維；還可用于日用化妝品及高頻淬火劑等方面。據(jù)檢索，發(fā)現(xiàn)以下相關(guān)文獻(xiàn)和專利。費(fèi)燕娜等人在2010年第M卷第8期《材料導(dǎo)報(bào)》發(fā)表的論文“茶多酚/聚乳酸復(fù)合納米纖維膜的制備及抗菌性能研究”公開(kāi)了一種采用靜電紡絲法，將茶多酚與聚乳酸混合以制備具有抗菌性能的復(fù)合納米纖維膜，不僅豐富了單一聚乳酸納米纖維膜的功能，也很好地拓寬了茶多酚的應(yīng)用領(lǐng)域，為抗菌紡織品的研究開(kāi)辟了一條新的道路。專利200510024952. 8公開(kāi)了活性碳纖維-納米銀復(fù)合醫(yī)用抗菌材料及其制備方法。材料是活性碳纖維上吸附有200-400mg/pg的Ag。制備方法是將前驅(qū)體含碳纖維采用氣化結(jié)合活化法制得活性碳纖維，通過(guò)浸入或噴灑含銀溶液并震蕩使得納米銀顆粒嵌入纖維內(nèi)部，最后加工得到成品。不使用有機(jī)溶劑，成本低，安全性能高，易于規(guī)模生產(chǎn)。專利CN101187089“絲素蛋白與聚乙烯醇共混抗菌納米纖維及其制備方法”公開(kāi)了一種納米纖維及其制備方法，其組分為絲素蛋白、Ag單質(zhì)粒子和聚乙烯醇；其制備方法是 a.天然蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、提純、晾干后得到再生絲素蛋白；b.再將絲素蛋白溶于酸液中得到再生絲素酸溶液；c.聚乙烯醇經(jīng)溶解后得到聚乙烯醇溶液；d.兩種溶液共混；e.加入銀系無(wú)機(jī)鹽；f.再以銀質(zhì)電極進(jìn)行靜電紡絲，得到共混納米纖維氈；g.將共混納米纖維氈在 100 150°C的溫度條件下熱處理2 5分鐘，再經(jīng)紫外光照射處理3 5小時(shí)，獲得絲素蛋白和聚乙烯醇共混抗菌納米纖維。專利CN101189971A “一種無(wú)機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合抗菌劑及其纖維制品的應(yīng)用”公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合抗菌劑及其纖維制品的應(yīng)用，將無(wú)機(jī)抗菌劑0. 01 20份， 有機(jī)抗菌劑0. 01 35份，無(wú)機(jī)/有機(jī)抗菌劑相容處理劑0. 0001-0. 4份，高分子粘合劑0. 05 40份，防無(wú)機(jī)抗菌劑變色的穩(wěn)定劑0. 0001-0. 4份，高效乳化劑0. 1-30份，蒸餾水100份，按重量比和加料次序進(jìn)行濕潤(rùn)分散、研磨、高速分散、攪拌等加工，獲得納米級(jí)復(fù)合抗菌劑。該抗菌劑可采用浸染法、扎染法、噴涂法等處理纖維制品。用本發(fā)明的無(wú)機(jī) /有機(jī)納米復(fù)合抗菌劑所制得的服裝、襪子、地毯、床上用品、手術(shù)服、病號(hào)服、口罩、醫(yī)用紗布、空氣過(guò)濾網(wǎng)等，具有抗菌率高、抗菌作用迅速、且抗菌性能持久、耐洗滌等特性，可用于生活和醫(yī)療等方面，起到預(yù)防疾病發(fā)生和傳播，保護(hù)人類健康，提高生活質(zhì)量的作用。上述專利文件主要集中在采用無(wú)機(jī)Ag、Cu粒子或有機(jī)抗菌劑十二烷基二甲基芐基氯化銨，十六烷基吡啶氯化銨等作為抗菌劑與聚乙烯醇、活性碳纖維、聚乳酸等復(fù)合制備抗菌纖維材料上，但都沒(méi)有研究ε -聚賴氨酸與聚乙烯醇復(fù)合制備抗菌纖維，與本專利存在本質(zhì)區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有良好抗菌性的ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合抗菌纖維的制備方法，本發(fā)明通過(guò)添加生物防腐劑ε-聚賴氨酸的方法，使ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合抗菌纖維的抑菌率超過(guò)97%。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案是制備時(shí)采用水-DMSO體系，水與DMSO的體積比為 6 4 2 8，混合液中添加1 3%的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加ε-聚賴氨酸， 攪拌使ε-聚賴氨酸完全溶解。稱取8 20%的PVA (聚合度1750 士 50)，室溫下加入紡絲溶液中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置浸泡30 60min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至60 70°C，保持1 2h，然后升溫至95 10(TC使PVA完全溶解， 溶解完畢再保溫2 池即可進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20°C的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間10 60s，將冷凝浴中抗菌纖維取出室溫干燥即可得到初紡絲。初紡絲可通過(guò)拉伸成為直徑為0. 005 0. Imm的抗菌纖維產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明通過(guò)在纖維制備過(guò)程中添加生物防腐劑ε-聚賴氨酸，較不添加ε-聚賴氨酸的對(duì)照組抑菌率達(dá)到97%以上。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1 一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合纖維的制備方法，步驟如下制備時(shí)制備時(shí)采用水-DMSO體系，水與DMSO的體積比為6 4，混合液中添加3% 的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加0.5%的ε-聚賴氨酸，搖勻使ε_(tái)聚賴氨酸完全溶解。稱取18%的PVA(聚合度1750 士 50)，常溫下加入紡絲溶劑中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置溶脹60min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至70°C，保持lh， 然后升溫至95 100°C使PVA完全溶解，溶解完畢再保溫池后進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20°C 的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間15s。對(duì)照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實(shí)施例1 一致， 實(shí)施例1制備的ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合纖維抑菌率為97. 1%。實(shí)施例2:一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合纖維的制備方法，步驟如下
制備時(shí)制備時(shí)采用水-DMSO體系，水與DMSO的體積比為5 5，混合液中添加2% 的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加的ε-聚賴氨酸，搖勻使ε_(tái)聚賴氨酸完全溶解。 稱取15 %的PVA (聚合度1750 士 50)，常溫下加入紡絲溶劑中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置浸泡30min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至65°C，保持lh，然后升溫至95 100°C使PVA完全溶解，溶解完畢再保溫池進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20°C的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間25s。對(duì)照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實(shí)施例2 —致，實(shí)施例2制備的 ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合纖維抑菌率為97. 6%。實(shí)施例3 一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合纖維的制備方法，步驟如下制備時(shí)制備時(shí)采用水-DMSO體系，水與DMSO的體積比為4 6，混合液中添加1 % 的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加1.2%的ε-聚賴氨酸，搖勻使ε _聚賴氨酸完全溶解。稱取10%的PVA(聚合度1750士50)，常溫下加入紡絲溶劑中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置浸泡30min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至70°C，保持lh， 然后升溫至95 100°C使PVA完全溶解，溶解完畢再保溫池即可進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20°C 的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間60s。對(duì)照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實(shí)施例3 —致，實(shí)施例3制備的 ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復(fù)合纖維抑菌率為98. 4%。
權(quán)利要求
1.一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇(PVA)復(fù)合抗菌纖維的制備方法，制備時(shí)采用水-DMSO 體系，混合液中添加1 3%的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加ε -聚賴氨酸，加入PVA 混勻后噴絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ε_(tái)聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于制備時(shí)采用水-DMSO體系，水與DMSO的體積比為6 4 2 8，混合液中添加1 3% 的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加ε-聚賴氨酸，攪拌使ε _聚賴氨酸完全溶解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ε_(tái)聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于稱取8 20%的PVA (聚合度1750 士 50)，室溫下加入紡絲溶液中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置浸泡30 60min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至60 70°C，保持1 2h，然后升溫至95 10(TC使PVA完全溶解，溶解完畢再保溫2 3h即可進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20°C的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間10 60s，將冷凝浴中抗菌纖維取出室溫干燥即可得到初紡絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ε_(tái)聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于所述紡絲溶液配方中的抗菌活性成分為ε -聚賴氨酸，ε -聚賴氨酸的聚合度為10 35。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ε_(tái)聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于ε -聚賴氨酸添加量為0. 1 2 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ε_(tái)聚賴氨酸聚乙烯醇復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于聚乙烯醇添加量為8 20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇(PVA)復(fù)合抗菌纖維的生產(chǎn)方法，制備時(shí)采用水-DMSO體系，混合液中添加1～3％的NaCl，混合均勻的紡絲溶劑中添加ε-聚賴氨酸。稱取8～20％的PVA，室溫下加入紡絲溶液中，攪拌使之充分接觸到溶劑，停止攪拌后靜置浸泡30～60min，然后將其置于水浴中進(jìn)行加熱，逐步升溫至60～70℃，保持1～2h，然后升溫至95～100℃使PVA完全溶解，溶解完畢再保溫2～3h即可進(jìn)行噴絲，冷凝浴用-20℃的無(wú)水甲醇，冷凝時(shí)間10～60s，將冷凝浴中抗菌纖維取出室溫干燥即可得到初紡絲。初紡絲可通過(guò)拉伸成為直徑為0.005～0.1mm的抗菌纖維產(chǎn)品。ε-聚賴氨酸的加入使纖維具有了很好的抑菌活性，抑菌率達(dá)97％以上，可用于抗菌織物生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D01D5/06GK102493014SQ201110360128
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者喬長(zhǎng)晟, 姚芳蓮, 戴玉杰, 譚之磊, 賈原媛, 賈士儒, 鐘成, 韓培培 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)