一种抗菌抗静电羊驼绒的制备方法与流程

本发明涉及一种抗菌抗静电羊驼绒的制备方法，属于功能化羊驼绒制备及应用的技术领域。

背景技术：

羊驼绒纤维极细，柔软细腻，具有丝绸般的光滑，其耐磨度、强度以及保暖性能优于羊毛和羊绒。而且具有良好的吸湿透气性，弹性好，不易变形起球，不滞水缩水，素有“软黄金”之称，其加工的制品具有手感丝滑、轻盈、高雅的特性。

羊驼绒纤维属于动物纤维，本身容易滋生细菌。人穿着羊驼绒服装时，人体新陈代谢产生的汗水、皮屑等为细菌提供营养物质，使羊驼绒纤维制品成为细菌滋生的温床。羊驼绒纤维制品受细菌影响会发黄、发霉、产生异味，甚至会诱发皮肤病。另外羊驼绒纤维制品在纺织加工和穿着使用过程中容易产生静电，严重影响了羊驼绒纤维制品的加工和应用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对背景技术的不足和应用缺陷，提供抗静电效果强且抗菌的一种抗菌抗静电羊驼绒的制备方法。

它大大降低了羊驼绒纤维表面的比电阻，达到抗静电效果；同时有效提高了羊驼绒纤维的抑菌率，达到抗菌效果。

一种抗菌抗静电羊驼绒的制备方法，首先制成抗菌抗静电整理液，再用整理液对羊驼绒进行整理。

使用的化学物质及材料为：纳米二氧化钛，硝酸银，醋酸，醋酸钠，无水乙醇，聚乙二醇400，硅烷偶联剂，去离子水，羊驼绒纤维，其准备用量如下：以克、毫升为计量单位

纳米二氧化钛：TiO₂ 70g±1g；

硝酸银：AgNO₃ 0.35g±0.01g；

醋酸：HAc 10mL±1mL；

醋酸钠：NaAc 40mL±1mL；

无水乙醇：C₂H₅OH 100mL±1mL；

聚乙二醇400：HO(CH₂CH₂)_nH 1000mL±100mL ；

硅烷偶联剂：NH₂CH₂CH₂CH₂Si(OC₂H₅)₃ 25g±1g；

去离子水：H₂O 6000mL±50mL；

羊驼绒纤维: 500g±1g；

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料：对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、含量控制：

纳米二氧化钛：固态固体，纯度是99.5%

硝酸银：固态固体，纯度是99.5%

醋酸：液态液体，浓度是12%

醋酸钠：液态液体，浓度是17%

无水乙醇：液态液体，浓度是99.9%

聚乙二醇400：液态液体，浓度是99.9%

硅烷偶联剂：固态固体，浓度是99.5%

去离子水：液态液体，浓度是99.9%

羊驼绒纤维：主体长度172.73mm、纤维细度18.45μm；

(2)制备载银纳米二氧化钛粉末：在100-150mL的去离子水中加入70g±1g纳米二氧化钛粉末和0.35g±0.01g硝酸银，置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min；加入50-60mL缓冲溶液醋酸-醋酸钠（10mL±1mL醋酸与40mL±1mL醋酸钠混合）调节pH值至2-3；置于水浴恒温磁力搅拌器中以速度600-700r/min，温度为60-70℃反应90-100min后取出，静置48h；高速离心机以10000r/min的高速离心；分离的固体在95-100℃下鼓风干燥箱机中进行烘干，时间为1h；再用研磨钵研磨成粉末后放在马弗炉中进行高温煅烧，温度为600-610℃，时间为2h。制得载银纳米二氧化钛粉末。

(3)偶联剂处理载银纳米二氧化钛粉末：将25g±1g的硅烷偶联剂溶解于100mL±1mL的无水乙醇中，然后加入60g±1g的载银纳米二氧化钛粉末；置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min，然后在恒温水浴锅中恒温40-45℃下反应30min；高速离心机以10000r/min的高速离心；分离的固体在95-100℃下鼓风干燥箱机中进行烘干，时间为1h。制得偶联剂处理的载银纳米二氧化钛粉末。

(4)制备抗菌抗静电整理液：将1000mL±100mL的聚乙二醇400与65g±5g的偶联剂处理载银纳米二氧化钛混合；置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min，后在恒温水浴锅中，温度为80-85℃下反应2h。制得抗菌抗静电整理液。

(5)整理羊驼绒：取上述中制得的抗菌抗静电整理液100mL±1mL用1000mL±10mL的去离子水稀释；将500g±1g的纯羊驼绒均匀放置于稀释后的整理液中，并在恒温水浴锅中，温度为40-50℃下反应30-40min；取出羊驼绒，置于1000mL的去离子水中洗涤，然后挤干，重复整理羊驼绒工序操作至少三次，以去除浮在羊驼绒表面没有反应的整理液，放入温度为70-90℃，真空度为100-110Pa的真空干燥箱中烘干，时间为2h。

(6)检测与表征：对整理后的羊驼绒采用抑菌圈直径测试法检测其抗菌性能；预调湿以后的羊驼绒进行纤维比电阻测试；用纤维电子强力仪检测力学性能。

结论：抗菌抗静电羊驼绒对黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达到98%和96%，而且其纤维表面比电阻从3.0×10⁴ Ω降低为11Ω，且羊驼绒的力学性能没有受到损失。

本发明的有益效果是将载银纳米二氧化钛粉末用KH-550硅烷偶联剂处理后制备成的抗菌抗电整理液，再用抗菌抗电整理液整理羊驼绒而得到抗菌抗静电羊驼绒，对黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达到98%和96%，而且其纤维表面比电阻可以从3.0×10⁴Ω降低为11Ω，整理后的羊驼绒具有了抗菌和抗静电功能。

附图说明

图1为整理后羊驼绒对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率；

图2为整理前后羊驼绒纤维表面比电阻的变化。

具体实施方式

制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以克或毫升为计量单位。

(1)精选化学物质及材料：对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、含量控制：

纳米二氧化钛：固态固体，99.5%

硝酸银：固态固体，99.5%

醋酸：液态液体，浓度12%

醋酸钠：液态液体，浓度17%

无水乙醇：液态液体，99.9%

聚乙二醇400：液态液体，99.9%

硅烷偶联剂：固态固体，99.5%

去离子水：液态液体，99.9%

羊驼绒纤维：主体长度172.73mm、纤维细度18.45μm。

制备载银纳米二氧化钛粉末：

在150mL的去离子水中加入70g纳米二氧化钛和0.35g的硝酸银，置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min；加入50mL缓冲溶液醋酸-醋酸钠（10mL醋酸与40mL醋酸钠混合）调节pH值至2；置于水浴恒温磁力搅拌器中以速度600r/min，温度为65℃反应100min后取出，静置48h；高速离心机以10000倍的高速离心；分离的固体在95℃下电热鼓风烘干燥箱机进行烘干，时间为1h；再用研磨钵研磨成粉末后放在马弗炉中进行高温煅烧，温度为600℃，时间为2h。

偶联剂处理载银纳米二氧化钛粉末：

将25g的硅烷偶联剂溶解于100mL的无水乙醇中，然后加入60g的载银纳米二氧化钛粉末：置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min，后在恒温水浴锅中，在温度为40℃下反应30min；高速离心机以10000r/min的高速离心；分离的固体在100℃下鼓风干燥箱机中进行烘干，时间为1h。

制备抗菌抗静电整理液：

将1000mL的聚乙二醇400与65g的偶联剂处理载银纳米二氧化钛混合；置于超声波分散仪内，在频率为40KHz下超声分散30min，后在恒温水浴锅中，温度为80℃下反应2h。制得抗菌抗静电整理液。

整理羊驼绒：

取上述中制得的抗菌抗静电整理液100mL用1000mL的去离子水稀释；将500g的纯羊驼绒均匀放置于稀释后的整理液中，并在恒温水浴锅中，温度为45℃下反应30min；取出羊驼绒，置于1000mL的去离子水中洗涤，然后挤干，整理羊驼绒步骤至少操作三次，去除浮在羊驼绒表面没有反应的整理液，放入温度为80℃，真空度为100Pa的真空干燥箱中烘干，时间为2h。