一種抗菌抗病毒棉織物的制備方法、棉織物及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及棉織物領域，特別是涉及了一種抗菌抗病毒棉織物的制備方法、棉織物及其應用。
【背景技術】
[0002]人們在日常生活中經常受到細菌和病毒侵擾，影響人們的生活質量，嚴重甚至危害人類生命健康。普通的紡織品由于不具備抗菌性能，在人體的穿著過程中沾附人體分泌物而成為細菌生長的良好環(huán)境，危害人類健康?？咕牧系膹V泛應用始于對醫(yī)院里細菌感染的預防和對個人衛(wèi)生情況的重視與保護；另外關于病毒，2003年爆發(fā)的SARS (嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征)病毒，由于它容易通過呼吸系統(tǒng)進入人體、侵害免疫系統(tǒng)，病毒迅速的復制傳播能力使它曾一度肆虐全球并造成極大恐慌。
[0003]—直以來致病微生物對人類的生命健康財產安全造成嚴重威脅，近年來出現(xiàn)的致病性大腸桿菌、SARS病毒、H7N9病毒等細菌病毒微生物都曾引起社會恐慌。據(jù)統(tǒng)計，全球每年約有1700萬人死于細菌感染引發(fā)的疾病。在現(xiàn)實生活中我們無法避免接觸細菌、真菌等微生物，由于微生物具有快速的繁殖能力和多樣性的傳播疾病途徑，因此能夠有效抵御致病微生物和病毒侵擾的抗菌、抗病毒材料受到日益的重視。
[0004]另外，部分纖維由于具有疏水結構，吸濕性能差，如聚丙烯纖維、羊毛，使人體穿著過程中多余的汗液排出速率慢，降低穿著舒適性。因此改善此類纖維的親水性能是紡織品的一個重要的難題，關鍵在于如何提高纖維親水性能同時避免過于破壞纖維的自身結構。另一反面，具有疏水結構的纖維對于親水性的含陽離子功能基團的單體的親和力差，阻礙了功能基對纖維的接枝聚合反應修飾。在不破壞纖維自身結構影響纖維耐久性、穩(wěn)定性的條件下，既實現(xiàn)纖維的抗病毒、抗菌性的同時兼顧提高纖維的親水性能，賦予織物健康、舒適的穿著體驗，是織物處理的創(chuàng)新也是技術難點。
[0005]抗菌纖維根據(jù)獲取方式不同抗菌纖維可分為天然抗菌纖維和人工合成抗菌纖維兩大類，天然抗菌纖維多指來自植物的纖維本身具備抗菌性能，并且在紡織加工過程中保存下來；天然抗菌纖維多指具有抗菌性的植物經過一定加工處理形成可紡織纖維，并具有一定的抗菌性能。主要包括殼聚糖纖維、麻纖維、竹纖維、海藻纖維等。殼聚糖是一種新型高分子功能材料，其資源豐富，具有許多天然的優(yōu)良性質，如吸濕透氣性、反應活性、生物相容性、生物可降解性、吸附性、粘合、抗菌性和安全性等，因此其開發(fā)應用前景廣闊。殼聚糖作為一種天然抗菌整理劑，在紡織品抗菌、防皺、抗靜電、染色增深等整理中有著廣泛應用。殼聚糖的廣譜抗菌性已得到廣泛認可，然而PH值對殼聚糖的抑菌作用影響很大，隨著pH值的升高，殼聚糖的溶解性和質子化程度降低，抑菌能力逐漸減弱，PH在7以上時，殼聚糖不再具有殺菌能力。
[0006]人工合成抗菌纖維是指對本身不具備抗菌性能的纖維經過各種改性或添加抗菌劑的方式而制備的抗菌纖維；目前，人工合成抗菌纖維的加工主要有四種方法，分別是:后整理法、共混紡絲法、復合紡絲法、接枝改性法。接枝改性法是通過化學反應在纖維上接枝具有抗菌功能的基團，基團與纖維的作用方式可以是配位鍵或其他類型的化學鍵。這種方法制備的抗菌纖維具有永久的抗菌性能、安全性好等特點。所以合成功能基團與棉織物纖維化學連接的功能棉織物具有重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明采用紫外光或低溫等離子體預處理棉織物產生反應性自由基，再進入至少兩種不同類型的具有抗菌抗病毒的功能基團。本發(fā)明的棉織物在保持殼聚糖良好吸濕透氣性和生物相容性的同時增加了棉織物的廣譜抗菌性能和親水性，而且，棉織物與抗菌抗病毒的功能基團均形成化學鍵連接，顯著提高了功能棉織物的耐洗性能，也提高了功能棉織物的廣譜抗菌性能和多領域的適應性。
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種抗菌抗病毒功能棉織物的制備方法。
[0009]本發(fā)明另一目的是通過所述抗菌抗病毒功能棉織物的制備方法制備的棉織物。
[0010]本發(fā)明再一目的是提供所述抗菌抗病毒功能棉織物的應用，主要是涉及醫(yī)療器械、紡織品等抗病毒和/或抗菌領域。
[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現(xiàn):
一種抗菌抗病毒棉織物的制備方法，包括如下步驟:
A、對棉織物進行預處理，以產生可反應的自由基；
B、把預處理后的棉織物浸于整理液中進行整理處理，以在棉織物上引入至少兩種不同類型的抗菌抗病毒基團，得到抗菌抗病毒棉織物。其中，
步驟A具體是采用紫外光或低溫等離子體對棉織物進行預處理，使棉織物上產生可反應的活性自由基。所述紫外光處理條件為:紫外光照功率為150~400W、光強度為50~100%的高壓汞蒸氣燈、處理時間為30~90min ;光引發(fā)劑為:過氧化二苯甲酰、二苯甲酮、偶氮二異丁腈中的任一種，光引發(fā)劑用量為0.1-0.18wt%，溶劑為水；所述低溫等離子體條件為:等離子體的電壓為120~150V，真空度為130~160Pa，處理時間為l~3min。
[0012]步驟B具體步驟如下:
B-1、制備整理液。所述整理液由以下按重量百分比組份組成:5~10被％脂肪鏈季銨鹽、l~5wt%水溶性殼聚糖、l~5wt%接枝單體、0.1-0.2wt%引發(fā)劑、0.lwt%對氧甲基苯酸作為聚合抑制劑，2~8wt%的純堿，余量為水；其中，
所述脂肪鏈季銨鹽為環(huán)氧丙基脂肪烷基二甲基氯化銨，其合成方法包括如下步驟:配制5~20wt%脂肪叔胺的溶液lOOmL，在攪拌條件下加熱至50°C ;緩慢滴加2?8wt%的環(huán)氧氯丙烷，恒溫反應6h~24h，停止反應；所得產物減壓蒸餾，除去溶液溶劑，用無水乙醇洗滌，放入真空干燥箱中，于50°C真空干燥12h，合成得到環(huán)氧丙基脂肪烷基二甲基氯化銨；
B-2、把預處理后的棉織物浸于整理液中，棉織物與整理液的浴比為1:10~1:20，進行整理處理，在棉織物上引入兩種不同類型的抗菌抗病毒基團，得到抗菌抗病毒棉織物。所述整理處理具體為:60°C反應2h、80°C反應2h、100°C反應2h、120°C反應2h ;反應結束后，水洗、脫水、烘干。
[0013]在本發(fā)明中，所述脂肪叔胺為十二叔胺、十四叔胺、十六叔胺、十八叔胺中的任一種；所述溶液溶劑為水、甲醇、乙醇、丙酮、異丙醇、乙醚中的任一種。
[0014]在本發(fā)明中，所述接枝單體為丙烯酸、檸檬酸、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷中的一種或它們的混合物；所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、硫酸亞鐵銨/雙氧水中的一種。
[0015]在本發(fā)明中，所述棉織物為純棉和滌綸的混紡棉織物，其中純棉含量20~80%，滌綸含量 20~80%。
[0016]所述抗病毒、抗菌功能棉織物具有良好的抗菌性能，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌率、白色念珠菌、霉菌等細菌中的一種或混合菌種的抗菌率大于95%，該棉織物可應用于紡織品等抗菌領域。
[0017]所述的抗病毒、抗菌功能棉織物具有良好的抗病毒性能，對抗甲型流感病毒、乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒等病毒的抗病毒率大于95%，該棉織物可應用于醫(yī)療、個人衛(wèi)生品、紡織品等抗病毒材料領域。
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明采用紫外光或低溫等離子體在處理棉織物產生反應性自由基，環(huán)氧基脂肪鏈季銨鹽和接枝單體與自由基直接反應鍵合到棉織物上，再通過接枝單體引入殼聚糖。本發(fā)明保持殼聚糖良好吸濕透氣性和生物相容性的同時增加了棉織物的廣譜抗菌性能和親水性，同時，棉織物與脂肪鏈季銨鹽和天然殼聚糖均形成化學鍵連接，顯著提高了功能棉織物的耐洗性能，也提高了功能棉織物的廣譜抗菌性能和多領域的適應性。
[0019]本發(fā)明制備功能棉織物具有良好、持久的抗菌和抗病毒功能，其抗菌抗病毒率均大于95% ;洗滌30次后，該棉織物的抗菌、抗病毒率仍均大于95% ;該棉織物具有優(yōu)良的耐洗滌性和親水性，可應用于醫(yī)療器械、紡織品等抗病毒、抗菌領域。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不是對本發(fā)明的限定。
[0021]實施例1:
1.制備
A、對棉織物進行預處理。棉織物(20%純棉、80%滌綸)的紫外光處理:在紫外光照功率為250W、光強度為70%的高壓汞蒸氣燈條件下，5g棉織物置于10mL蒸餾水中，加入
0.18被％二苯甲酮，常溫下攪拌30min。反應后用蒸餾水、乙醇洗滌至中性，80°C真空烘干，得到處理后棉織物。
[0022]B、對預處理后的棉織物進行整理處理獲得抗菌抗病毒棉織物。
[0023]B-1、合成環(huán)氧丙基脂肪烷基二甲基氯化銨:配制6wt%的十八叔胺/水溶液10mL,在攪拌條件下加熱至50°C。緩慢滴加7wt%的環(huán)氧氯丙烷，恒溫反應18h，停止反應。所得產物減壓蒸餾，除去溶劑，用無水乙醇洗滌，放入真空干燥箱中，于50°C真空干燥12h，合成得到環(huán)氧丙基脂肪烷基二甲基氯化銨。
[0024]B-2、按棉織物與整理液1:10的浴比混合，整理液由以下按重量百分比組份組成:5wt%脂肪鏈季錢鹽、5wt%水溶性殼聚糖、5wt%丙稀酸、0.2wt%過硫酸錢、0.lwt%對氧甲基苯酚、8wt%的純堿，余量為水。按照以下程序升溫進行整理處理:60°C反應2h、80°C反應2h、100°C反應2h、120°C反應2h;反應結束后，水洗、脫水、烘干，得到抗菌抗病毒棉織物。
[0025]2.制備的抗菌抗病毒功能棉織物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌率、白色念珠菌、霉菌的抗菌率均大于98%;抗甲型流感病毒、乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒等病毒的抗病毒率均大于96% ;洗滌30次后，該棉織物的抗菌、抗病毒率均大于95% ;該棉織物可應用于醫(yī)療、個人衛(wèi)生品、紡織品等抗病毒、抗菌材料領域。
[0026]實施例2:
1.制備
A、對棉織物進行預處理。棉織物(80%純棉、20%滌綸)的紫外光處理:在紫外光照功率為150W、光強度為50%的高壓萊蒸氣燈條件下，5g棉織物加入10mL蒸饋水中，加入0.lwt%過氧化二苯甲酰，常溫下攪拌90min。反應后用蒸餾水、乙醇洗滌至中性，80°C真空烘干，得到處理后棉織物。
[0027]B、對預處理后的棉織物進行整理處理獲得抗菌抗病毒棉織物。
[0028]B-1、配制5wt%的十二叔胺/丙酮溶液lOOmL，在攪拌條件下加熱至50°C。緩慢滴加2wt%的環(huán)氧氯丙烷，恒溫反應6h，停止反應。所得產物減壓蒸餾，除去溶劑，用無水乙醇洗滌，放入真空干燥箱中，于50°C真空干燥12h，合成得到環(huán)氧丙基脂肪烷基二甲基氯化銨。
[0029]B-2、按棉織物與整理液1:20的浴比混合，整理液由以下按重量百分比組份組成:10wt%脂肪鏈季錢鹽、lwt%水溶性殼聚糖、lwt%丙稀酰胺、0.lwt%過硫酸鉀、0.lwt%對氧甲基苯酚、2wt%的純堿，余量為水。按照以下程序升溫進行整理處理:60°C反應2h、80°C反應2h、10tC反應2h、120°C反應2h;反應結束后，水洗、脫水、烘干，得到抗菌抗病毒棉織物。<