專利名稱：一種抗菌羊毛及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌羊毛的加工方法，涉及結(jié)合高分子改性技術(shù)里面鏈轉(zhuǎn)移接枝反應(yīng)機(jī)理和有機(jī)抗菌劑的對羊毛的抗菌改性的方法，屬于紡織染整技術(shù)及功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
羊毛是一種主要由角蛋白構(gòu)成的天然蛋白質(zhì)纖維，具有復(fù)雜的化學(xué)組成及構(gòu)造，由于豐富的來源及優(yōu)良的彈性、保暖性，吸、放濕性能和材質(zhì)輕柔而倍受喜愛，然而，羊毛的鱗片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其織物易氈縮、難護(hù)理、及穿著刺癢感，加之蛋白質(zhì)的降解物、脫落物在適當(dāng)?shù)臏貪駰l件下易助使細(xì)菌在羊毛纖維上滋長，不僅會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味，還會(huì)導(dǎo)致羊毛或其織物的顏色發(fā)生改變、羊毛性能的惡化，如霉菌引起的霉變降解等，更嚴(yán)重的是提高公共環(huán)境的交叉感染率助長了病菌傳播，影響人類健康。因此，羊毛及其織物的抗菌功能改性是具有實(shí)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值的。 紡織品的抗菌功能改性主要通過抗菌劑來實(shí)現(xiàn)，主要的抗菌織物整理方法有兩種，一種是通過涂層法、浸軋法、噴霧法等將抗菌劑通過簡單的物理作用整理到織物上，其缺點(diǎn)是抗菌持久性能差，但作為不重復(fù)多次性使用的產(chǎn)品而言，其簡易的操作使該方法被廣泛應(yīng)用。另一種方法是從纖維內(nèi)部到外表的改性整理，主要有在紡絲階段加入抗菌劑或通過抗菌劑滲透進(jìn)入原絲制備抗菌纖維，抗菌纖維與其他纖維混紡和后整理抗菌加工三種，其中后整理抗菌加工又包括接枝、絡(luò)合作用、交聯(lián)作用或物理吸附將抗菌劑固著在紡織品上。商業(yè)化的抗菌劑主要分為無機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和天然抗菌劑三類。無機(jī)抗菌劑包括以銀、銅、汞等重金屬為主的一系列的金屬鹽，金屬氧化物如Ti02、ZnO、MgO, GaO,稀土激活抗菌劑等，其中使用最廣泛及時(shí)間最長的是銀及其化合物，通過與酶活性中心作用抑制細(xì)胞的新陳代謝。然而，由于缺乏與羊毛的強(qiáng)作用力，而且重金屬離子與人體皮膚接觸的潛在危險(xiǎn)限制了無機(jī)抗菌劑的應(yīng)用。有機(jī)抗菌劑主要包括季銨化合物(QACs)，酚類、胍類等。它們的抗菌機(jī)理有通過陽離子與電負(fù)性的細(xì)胞膜作用導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變、細(xì)胞質(zhì)外泄，或阻礙細(xì)菌的蛋白合成，阻礙酶的合成進(jìn)而影響細(xì)菌的新陳代謝等，有研究認(rèn)為PHMB和大部分季胺化合物主要通過離子鍵和氫鍵作用于織物上。殼聚糖及其衍生物等天然抗菌劑也已被廣泛研究，雖然與季銨化合物有類似的抗菌機(jī)理，但其抗菌活性仍較季銨化合物弱。弱的抗菌活性、困難的處理工藝等限制了殼聚糖在抗菌織物的應(yīng)用。以上所述的大部分抗菌劑缺乏與羊毛直接的強(qiáng)相互作用，使其抗菌性能無法持久存在，通過交聯(lián)劑、粘合劑或者載體來增加抗菌劑和羊毛的結(jié)合力，是獲取持久抗菌性能的途徑。然而對于溶出型抗菌機(jī)理的抗菌劑，如重金屬離子，抗菌過程實(shí)際上是一個(gè)緩釋過程，始終表現(xiàn)為水洗性能差，與纖維的結(jié)合力差；而季銨鹽類和胍類化合物等具有強(qiáng)的抗菌力、抗菌高效性、抗菌廣譜性，然而通過離子作用和氫鍵作用亦不足以穩(wěn)定固著在羊毛上；此外，交聯(lián)劑、粘合劑或載體的使用常導(dǎo)致纖維硬化，手感變差而影響織物的使用價(jià)值。因此，紡織品的抗菌整理必須能有效解決抗菌劑安全性、抗菌性能持久性、抗菌劑分布均勻、不影響紡織品后續(xù)加工及使用、整理方法的綠色環(huán)保等問題。研究發(fā)現(xiàn)羊毛角蛋白具有豐富的反應(yīng)性基團(tuán)-SH、-COOH、-NH3、-OH等，通過光、電、熱、輻射、化學(xué)反應(yīng)等能產(chǎn)生用于接枝聚合的鏈增長活性中心，這為將抗菌劑通過化學(xué)共價(jià)鍵作用于角蛋白上提供了途徑
發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述多種抗菌劑的優(yōu)缺點(diǎn)，本發(fā)明旨為解決抗菌織物安全性、抗菌性能持久性、抗菌劑分布均勻、不影響紡織品后續(xù)加工及使用、整理方法的綠色環(huán)保等問題而提出來的一種制備抗菌羊毛的加工方法。該發(fā)明目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。發(fā)明提供了一種抗菌羊毛，通過接枝共聚反應(yīng)在其表面接枝含季銨鹽抗菌基團(tuán)的聚合物。于所述的季銨鹽抗菌基團(tuán)為
權(quán)利要求
1.一種抗菌羊毛，其特征在于羊毛表面接枝了具有季銨鹽抗菌基團(tuán)的聚合物鏈。
2.如權(quán)利要求I所述的抗菌羊毛，其特征在于所述的季銨鹽抗菌基團(tuán)為
3.如權(quán)利要求2所述的其特征在于所述的季銨鹽抗菌基團(tuán)可以是
4.如權(quán)利要求I所述的抗菌羊毛的制備方法，其特征在于將羊毛進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移接枝季銨鹽抗菌基團(tuán)。
5.如權(quán)利要求4所述的抗菌羊毛的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (O有機(jī)抗菌劑與羊毛的混合加入含有烯烴類陽離子化合物、酸性調(diào)節(jié)劑、氧化劑的有機(jī)抗菌劑溶液，在20°C 45°C下，以浴比I :15 1:50與羊毛纖維混合，并攪拌處理30mirTl80min ；所述有機(jī)抗菌劑溶液含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的物質(zhì)1(Γ30%的烯烴類陽離子化合物，O. I O. 4%的酸性調(diào)節(jié)劑，O. 5 2%的氧化劑及67. 6 89. 4%的水； (2)鏈轉(zhuǎn)移接枝改性處理向步驟二所述的有機(jī)抗菌劑溶液與羊毛的混合物中加入還原劑溶液，于10°C 45°C下接枝反應(yīng)3(Tl50min ;加入對苯二酚溶液，于10°C 45°C下反應(yīng)l(T50min ;完成后經(jīng)離心脫水，在60°C 90°C的溫度將接枝改性后的羊毛纖維烘干至羊毛纖維含水率5%以下。
6.如權(quán)利要求5所述的抗菌羊毛的制備方法，其特征在于步驟(I)所述烯烴類陽離子化合物為以下一種或幾種的混合物
7.如權(quán)利要求5所述的抗菌羊毛的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的酸性調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸中的一種，氧化劑為過硫酸鹽、過二硫酸鹽、高錳酸鹽、過氧化氫或硝酸鈰鹽中的一種或一種以上的混合物。
8.如權(quán)利要求5所述的抗菌羊毛的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的還原劑溶液的用量是被接枝改性羊毛質(zhì)量的40% 100%，其質(zhì)量組成為5 15%的還原劑，及85 95%的水；所述還原劑為亞硫酸氫鹽、硫酸亞鐵銨或抗壞血酸的一種；對苯二酚溶液的用量是被接枝改性羊毛質(zhì)量的40% 100%，其質(zhì)量組成為1% 3%的對苯二酚及97 99%的水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗菌羊毛及其制備方法，該抗菌羊毛制備方法適用于全羊毛纖維、紗線及含毛率40%以上的羊毛滌綸、羊毛腈綸混紡紗線及織物。制備方法是將洗滌后的羊毛加入烯烴類陽離子化合物、酸性調(diào)節(jié)劑、氧化劑組成的有機(jī)抗菌劑溶液中，在20℃~45℃下攪拌處理。隨后向混合物中加入還原劑溶液和對苯二酚溶液，于10℃~45℃下接枝反應(yīng)，得到含季銨鹽抗菌基團(tuán)的抗菌羊毛纖維。本發(fā)明制備的抗菌羊毛對大腸桿菌(革蘭氏陰性菌)、金黃色葡萄球菌(革蘭氏陽性菌)和白色念珠菌(真菌)的抗菌率均高于90%，經(jīng)歷30次洗滌次數(shù)后，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率也均大于90%。
文檔編號D06M14/06GK102817238SQ20121028207
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者陳水挾, 林潔龍 申請人:中山大學(xué)