本發(fā)明涉及一種纖維，特別是可降解抗菌聚乳酸彈性纖維。

背景技術(shù)：

聚乳酸是以微生物發(fā)酵產(chǎn)物乳酸為單位化合而成的。聚乳酸制品廢棄后能夠徹底分解成二氧化碳和誰，不會(huì)污染環(huán)境，因而是一種完全自然循環(huán)型的可降解材料。但聚乳酸脆性大、硬度高的缺陷限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用，尤其是在纖維領(lǐng)域，彈性性能上也有待提高。隨著人們對(duì)環(huán)境以及自身健康的日益重視，對(duì)聚乳酸纖維的功能型要求也逐漸提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可降解、彈性大、且具有抗菌性能的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，按質(zhì)量份數(shù)包括聚乳酸100份、馬來酸酐接枝相容劑5-10份、過氧化苯甲酸叔丁酯1-2份、抗菌劑8-12份、檸檬酸5-8份、叔丁醇10-16份、乙烯基聚二甲基硅烷2-5份、亞磷酸鹽0.2-0.5份；所述抗菌劑按質(zhì)量份數(shù)包括納米氧化鈰20份、納米氧化鋅75份、改性活性炭5份，其中所述改性活性炭按質(zhì)量份數(shù)包括活性炭80份、硝酸鈰5份、淀粉5份、濃度為3mol/l的檸檬酸溶液10份。

可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法如下：

第一步：制備改性活性炭，將活性炭先經(jīng)過乙醇浸泡并攪拌10min后抽濾，取80份放入反應(yīng)器中，加入10份濃度為3mol/l的檸檬酸溶液、5份硝酸鈰和淀粉5份，在水浴溫度為75℃下攪拌反應(yīng)3h，冷卻后放入馬弗爐中，在溫度為600℃下煅燒2h后取出冷卻至室溫，研磨至粒徑為80-100nm，待用；

第二步：制備抗菌劑，將20份納米氧化鈰、75份納米氧化鋅和5份改性活性炭充分混合，待用；

第三步：制備可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，將100份聚乳酸、5-10份馬來酸酐接枝相容劑和1-2份過氧化苯甲酸叔丁酯放入反應(yīng)器中，均勻混合，并持續(xù)攪拌，在200-220℃下反應(yīng)2h，在緩慢攪拌下，再向反應(yīng)器中加入8-12份抗菌劑、5-8份檸檬酸、10-16份叔丁醇、2-5份乙烯基聚二甲基硅烷和0.2-0.5份亞磷酸鹽，在220-240℃下熔融反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后通入螺桿擠出機(jī)中擠出并造粒，得到聚乳酸母粒；將聚乳酸母粒送入熔融紡絲機(jī)料斗中，由噴絲頭噴出，經(jīng)過側(cè)風(fēng)冷卻后由卷繞裝置卷繞至筒芯上，最終得到可降解抗菌聚乳酸彈性纖維。

其中，所述螺桿擠出機(jī)各區(qū)域溫度控制在200-240℃；紡絲機(jī)的所用溫度在240-290℃，噴絲頭孔徑為0.15mm，所述側(cè)風(fēng)的溫度為23℃，風(fēng)速為0.4m/s，濕度為75%。

聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生。聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，而且產(chǎn)品可以生物降解，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料。應(yīng)用于生產(chǎn)纖維中，聚乳酸的存在使得該纖維更具有可降解的性能。馬來酸酐接枝相容劑通過引入強(qiáng)極性反應(yīng)基團(tuán)，使材料具有高的極性和反應(yīng)性，是一種高分子界面偶聯(lián)劑、相容劑、分散促進(jìn)劑，并且，其還有一定的增韌、增強(qiáng)性能，可在一定程度上改善純聚乳酸纖維的較脆弱的缺點(diǎn)，提升韌性。其中，過氧化苯甲酸叔丁酯作為一種引發(fā)劑，能夠促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，使得反應(yīng)更為充分。為了使得制備的聚乳酸纖維具有一定的抗菌性能，我們?cè)隗w系中加入了抗菌劑，該抗菌劑為納米氧化鈰、納米氧化鋅和改性活性炭的混合物。在納米氧化鋅本就具有的抗菌功能上，再加入改性活性炭，能夠在一定程度上促進(jìn)對(duì)病菌、細(xì)菌等有害微生物的吸附作用，且納米氧化鈰的加入能夠?qū)Ω男曰钚蕴康奈阶饔眉訌?qiáng)，穿插在活性炭的結(jié)構(gòu)體系中，納米氧化鈰對(duì)紫外有著吸收作用，能增強(qiáng)納米氧化鋅的抗菌性能。此外，改性活性炭中包括的硝酸鈰中的鈰離子在檸檬酸溶液的弱酸性條件下嫁接于活性炭結(jié)構(gòu)上，增加活性炭的吸附能力，加入的淀粉為改性活性炭提供可降解環(huán)境。除此之外，檸檬酸可對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行酸堿度的調(diào)節(jié)，促進(jìn)反應(yīng)的良好進(jìn)行；乙烯基聚二甲基硅烷是一種有機(jī)硅橡膠，加入體系中可提高纖維的彈性，亞磷酸鹽的加入對(duì)其有著促進(jìn)作用，能夠在一定程度上提升制得纖維的彈性。叔丁醇可做溶劑使用，促進(jìn)各組分的均勻分布。

本發(fā)明得到的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，其技術(shù)效果是所用原料為無毒或近乎無毒，復(fù)合綠色化學(xué)原則，并且得到的纖維是一種可降解、彈性大、且具有抗菌性能的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，整體制備方法簡(jiǎn)單、可行。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例所提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，按質(zhì)量份數(shù)包括聚乳酸100份、馬來酸酐接枝相容劑8份、過氧化苯甲酸叔丁酯2份、抗菌劑8份、檸檬酸6份、叔丁醇12份、乙烯基聚二甲基硅烷3份、亞磷酸鹽0.3份；所述抗菌劑按質(zhì)量份數(shù)包括納米氧化鈰20份、納米氧化鋅75份、改性活性炭5份，其中所述改性活性炭按質(zhì)量份數(shù)包括活性炭80份、硝酸鈰5份、淀粉5份、濃度為3mol/l的檸檬酸溶液10份。

可降解抗菌聚乳酸彈性纖維的制備方法如下：

第一步：制備改性活性炭，將活性炭先經(jīng)過乙醇浸泡并攪拌10min后抽濾，取80份放入反應(yīng)器中，加入10份濃度為3mol/l的檸檬酸溶液、5份硝酸鈰和淀粉5份，在水浴溫度為75℃下攪拌反應(yīng)3h，冷卻后放入馬弗爐中，在溫度為600℃下煅燒2h后取出冷卻至室溫，研磨至粒徑為90nm，待用；

第二步：制備抗菌劑，將20份納米氧化鈰、75份納米氧化鋅和5份改性活性炭充分混合，待用；

第三步：制備可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，將100份聚乳酸、8份馬來酸酐接枝相容劑和2份過氧化苯甲酸叔丁酯放入反應(yīng)器中，均勻混合，并持續(xù)攪拌，在200℃下反應(yīng)2h，在緩慢攪拌下，再向反應(yīng)器中加入8份抗菌劑、6份檸檬酸、12份叔丁醇、3份乙烯基聚二甲基硅烷和0.3份亞磷酸鹽，在240℃下熔融反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后通入螺桿擠出機(jī)中擠出并造粒，得到聚乳酸母粒；將聚乳酸母粒送入熔融紡絲機(jī)料斗中，由噴絲頭噴出，經(jīng)過側(cè)風(fēng)冷卻后由卷繞裝置卷繞至筒芯上，最終得到可降解抗菌聚乳酸彈性纖維。

其中，所述螺桿擠出機(jī)各區(qū)域溫度控制在210℃；紡絲機(jī)的所用溫度在270℃，噴絲頭孔徑為0.15mm，所述側(cè)風(fēng)的溫度為23℃，風(fēng)速為0.4m/s，濕度為75%。

將所制得的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維進(jìn)行性能檢測(cè)，100%伸長(zhǎng)下恢復(fù)率為94.8%；抑菌圈試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例所提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維對(duì)大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抑制率達(dá)99.97%。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例所提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，原料和制備方法大致和實(shí)施例1相同，其主要區(qū)別在于，本實(shí)施例中，抗菌劑所用質(zhì)量份數(shù)為10份，乙烯基聚二甲基硅烷為4份。

將所制得的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維進(jìn)行性能檢測(cè)，100%伸長(zhǎng)下恢復(fù)率為95.6%；抑菌圈試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維對(duì)大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抑制率達(dá)99.98%。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例所提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維，原料和制備方法大致和實(shí)施例1相同，其主要區(qū)別在于，本實(shí)施例中，抗菌劑所用質(zhì)量份數(shù)為12份，乙烯基聚二甲基硅烷為5份。

將所制得的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維進(jìn)行性能檢測(cè)，100%伸長(zhǎng)下恢復(fù)率為96.9%；抑菌圈試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例提供的可降解抗菌聚乳酸彈性纖維對(duì)大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抑制率達(dá)99.99%。