本發(fā)明涉及功能紡織功能材料領域，尤其涉及一種銅基金屬有機骨架抗菌纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
：銅基金屬有機骨架是銅-有機骨架材料的簡稱，是指銅離子與有機配體通過自組裝形成周期性網(wǎng)絡的多孔材料，具有孔隙率高、比表面積大、孔道規(guī)則、粒徑可控等優(yōu)點，廣泛應用于醫(yī)療、吸附、催化、儲能等領域。抗菌纖維是指具有抗菌功能的一類纖維，廣泛應用與醫(yī)療衛(wèi)生，民用軍用紡織品等領域。中國發(fā)明專利(公開號105401245A，公開日為2016年3月16日)，公開了一種制備氧化銅抗菌纖維的方法，包括：(1)將氧化銅粉末、含硅表面活性劑與聚酯切片進行統(tǒng)統(tǒng)混合制備功能性母粒；氧化銅的粉體直接小于0.8um；2)按照一定的質(zhì)量比例，將功能性母粒和聚酯切片混合后加入螺桿擠出機中進行紡絲獲得含銅抗菌纖維。本發(fā)明中將有機硅季銨鹽和陽離子含硅表面活性劑用于織物中，使得織物具有良好的柔軟性、回彈性、平滑性和明顯的抗靜電效果，而且將有機硅季銨鹽與氧化銅共同使用使得比單獨使用氧化銅獲得的纖維具有更好的可防性和抗菌性，但是采用氧化銅為原料生產(chǎn)的抗菌纖維在生產(chǎn)過程中對廢水的處理要求較高，增加了成本。中國發(fā)明專利(公開號101148785B，公開日期為2008年3月26日)，包括步驟(1)將紫草和藥物透皮吸收劑加入含聚丙烯腈的紡絲原液中，(2)紡絲原液經(jīng)紡絲工藝制成防治皮膚病的紫草藥用聚丙烯腈纖維，該發(fā)明具有防治皮膚病的功效，但是其工藝采用濕法工藝，工藝流程復雜，生產(chǎn)成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單，成本低廉，生產(chǎn)工藝環(huán)保，抗菌效果較好的的一種銅基金屬有機骨架抗菌纖維及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種銅基金屬有機骨架抗菌纖維，其特征在于：所述銅基金屬有機骨架抗菌纖維由聚酯、銅基金屬有機骨架材料、抗菌劑制備而成；銅基金屬有機骨架的比表面積大，孔隙率高，具有大的吸附容量和強吸附作用力。相比于一般的有機骨架，銅基金屬有機骨架具有更好的吸附作用力，更大容量的吸附抗菌劑。按重量百分比計，所述聚酯80～99.9％，銅基金屬有機骨架材料0.1～20％，采用上述重量百分比的銅基金屬有機骨架抗菌纖維質(zhì)地較柔軟，對抗菌劑的吸收作用較好。所述抗菌劑為質(zhì)量百分濃度5～20％維生素C的季胺鹽抗菌劑、質(zhì)量百分濃度為5％～20％維生素C的鹵胺抗菌劑中的至少一種，維生素C的季胺鹽與維生素C的鹵胺抗菌劑的抗菌效果較好，而且對人的皮膚沒有刺激作用。所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚對苯二甲酸丙二醇酯，聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種；所述銅基金屬有機骨架材料為粉末狀，粒徑目數(shù)為2000～10000目；所述銅基金屬有機骨架材料的結(jié)構(gòu)為類沸石咪唑骨架型(ZIFs)，萊瓦希爾骨架型(MILs),孔、通道式骨架型(PCNs)中的一種。一種銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備方法，包括以下步驟：a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將銅基金屬有機骨架材料0.1～20％、聚酯80～99.9％經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維。本發(fā)明優(yōu)選銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備方法，包括以下步驟：a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將銅基金屬有機骨架材料0.1～20％、聚酯80～99.9％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維，所述銅基金屬有機骨架材料有機框架材料粒徑為2000～10000目，結(jié)構(gòu)為類沸石咪唑骨架型(ZIFs)，萊瓦希爾骨架型(MILs),孔、通道式骨架型(PCNs)中的一種；所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丙二醇酯(PBT)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PTT)中的一種；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬10～30min,浸漬溫度為20～80℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維；所述抗菌劑為質(zhì)量百分濃度5～20％維生素C的季胺鹽類抗菌劑、質(zhì)量百分濃度為5％～20％維生素C的鹵胺類抗菌劑中的至少一種。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用銅基金屬有機骨架為纖維功能性載體，由于體大量規(guī)則的孔洞結(jié)構(gòu)，可吸附抗菌功能材料，根據(jù)吸附作用時間、抗菌劑的濃度、可以達到纖維抗菌效果的可控；本發(fā)明中，在吸附的抗菌溶液中添加有一定質(zhì)量百分濃度的維生素C，不僅使纖維具有抗菌功能，而且還有一定的促進傷口愈合的作用；本發(fā)明采用銅基金屬有機骨架進行熔融紡絲，擴大了金屬有機骨架金屬-有機框架材料的應用范圍；采用熔融紡絲的手段，適合于產(chǎn)業(yè)化。具體實施方式實施例1銅基金屬有機骨架抗菌纖維A的制備a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將粒徑為2000目的萊瓦希爾骨架型(MILs)的銅基金屬有機骨架材料0.1％、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)99.9％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，紡絲組件為單組份圓形，紡絲溫度為280℃,得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬10min,浸漬溫度為20℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維A；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度5％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為5％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。實施例2銅基金屬有機骨架抗菌纖維B的制備a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將粒徑為4000目的類沸石咪唑骨架型(ZIFs)的銅基金屬有機骨架材料1％、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PBT)99％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，紡絲組件為中空型，紡絲溫度為280℃,得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬20min,浸漬溫度為30℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維B；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度5％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為10％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。實施例3銅基金屬有機骨架抗菌纖維C的制備a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將粒徑為6000目的孔、通道式骨架型(PCNs)的銅基金屬有機骨架材料5％、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PTT)95％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，紡絲組件為三角形，紡絲溫度為280℃,得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬30min,浸漬溫度為40℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維C；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度10％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為15％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。實施例4銅基金屬有機骨架抗菌纖維D的制備a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將粒徑為8000目的孔、通道式骨架型(PCNs)的銅基金屬有機骨架材料10％、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)90％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，紡絲組件為三角形，紡絲溫度為280℃,得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬40min,浸漬溫度為50℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維D；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度20％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為20％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。實施例5銅基金屬有機骨架抗菌纖維E的制備a)銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維的制備按重量百分比計，將粒徑為10000目的孔、通道式骨架型(PCNs)的銅基金屬有機骨架材料20％、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)80％,經(jīng)紡絲機進行熔融紡絲，紡絲組件為三角形，紡絲溫度為280℃,得到銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維；b)銅基金屬有機骨架抗菌纖維的制備將銅基金屬有機骨架聚酯復合纖維浸漬在抗菌劑中浸漬60min,浸漬溫度為80℃，然后進行漂洗，干燥即制得銅基金屬有機骨架抗菌纖維E；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度20％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為20％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。各實施例中的樣品的抗菌性能采用細菌計數(shù)測定法(AATCC100-1988)進行測定,測試方法為：將各樣品的抗菌纖維與細菌接觸，采用上述的細菌計數(shù)測定法計數(shù)接觸前的細菌數(shù)(m)，接觸60min后再采用上述的細菌計數(shù)測定法計數(shù)接觸后的細菌數(shù)(n)，計算殺菌率(m-n)/(m)×100％。測試結(jié)果如表1所示；抗菌纖維A～E的殺菌率均在99.9％以上。其中，對比例聚酯纖維為不添加銅基金屬有機骨架材料，直接將聚酯紡絲制成聚酯纖維，制備方法為：紡絲組件為三角形，紡絲溫度為280℃，將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)放入紡絲機中熔融紡絲制得聚酯纖維，然后將聚酯纖維浸漬在抗菌劑中浸漬60min,浸漬溫度為80℃，然后進行漂洗，干燥即制得對比例聚酯纖維；其中抗菌劑為質(zhì)量百分濃度20％維生素C的季胺鹽抗菌劑和質(zhì)量百分濃度為20％維生素C的鹵胺抗菌劑的混合液。表1抗菌纖維殺菌測試抗菌纖維ABCDE對比例殺菌率99.9199.9399.9599.9699.9975.2另外，將以上實施例中與對比例制備得到的抗菌纖維進行洗滌，洗滌方法為在常規(guī)洗衣機中進行標準程序的洗滌，晾干，然后再進行AATCC100-1988抗菌測試，測試結(jié)果如表2所示。表2抗菌纖維洗滌后殺菌測試抗菌纖維ABCDE對比例殺菌率98.9599.099.9199.9499.9845.2測試結(jié)果表明，抗菌纖維A～E在與細菌接觸時間為60分鐘后經(jīng)過洗滌，殺菌率均在98.9％以上，其中抗菌纖維C～E的殺菌率在99.9以上。結(jié)果表明抗菌纖維A～E具有很好的耐洗滌性。當前第1頁1 2 3