一种抗菌聚乳酸纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于绿色生物基型高分子领域，具体涉及一种抗菌聚乳酸纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚乳酸纤维是以聚乳酸为原料得到的制品，其具有良好的生物相容性和生物可吸收性，其具有与聚酯几乎同等强度，杨氏模量较低，其织物比较柔软，是一种优良的面料原料。
[0003]通常制备抗菌纤维的方法主要有:化学接枝法、共混纺丝、物理改性和复合纺丝等。国内外对于抗菌聚乳酸纤维的研究并不多，并且主要集中在物理改性方法。中国专利CN1891870A公布了一种制备抗菌性聚乳酸纤维的方法，其首先将含银抗菌粉体与聚乳酸共混制备母料，在将抗菌母料与聚乳酸共混熔融纺丝制得。这种方法中加入的抗菌物质可能对聚乳酸的加工、使用过程造成影响；绝大多数的抗菌物质分布在制品内部，造成浪费；并且随着使用过程中，表面的抗菌物质可能会脱落。
【发明内容】
[0004]为解决以上现有难题，本发明公开了一种抗菌聚乳酸纤维及其制备方法，采用化学接枝法来制备聚乳酸纤维，具体步骤如下:
[0005](1)将聚乳酸纤维浸泡在温度为30-40°C，浓度为0.01mol/L?0.lmol/L的降解液中进行降解3-10天，得到表面含有羟基的聚乳酸纤维。
[0006]其中降解液为NaOH、KOH、HC1、H2S04、H3P04 中的一种。
[0007](2)将⑴中所述的含有羟基的聚乳酸纤维浸泡在乙酸溶液中，在25°C，氮气保护下依次加入吡啶和a-溴代丙酰溴，充分搅拌，反应4?24小时，得到表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维。
[0008]其中吡啶为聚乳酸纤维质量的0.1%?0.2%，a-溴代丙酰溴为聚乳酸纤维质量的0.6?2%。
[0009](3)将(2)中所述的含有溴基团的改性聚乳酸纤维浸泡在乙酸溶液中，在25°C?45°C下，氮气保护下，依次加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、催化剂、配体，反应6?24小时，得到表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维。
[0010]其中催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、碘化亚铜中的一种；配体为五甲基二乙烯三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、2，2’ - 二吡啶中的一种；催化剂为聚乳酸纤维质量的0.1?
0.2%,配体为聚乳酸纤维质量的0.4?0.6%。甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为纤维质量的8?12.8%。
[0011](4)将(3)中所述的接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维浸泡在正己烷中，在25?35°C，氮气保护下加入溴代正丁烷，反应3?10小时，得到表面带有抗菌季铵盐的聚乳酸纤维。
[0012]其中溴代正丁烷为聚乳酸纤维质量的0.1?0.2%。
[0013]有益效果:本发明制备方法简单，抗菌物质接枝在纤维表面，不易脱落，使织物持久耐洗；抗菌物质不在加工过程中加入，不会影响聚乳酸纤维的柔软性；制得的聚乳酸纤维对大肠杆菌抑菌率为96.7%以上，对金黄色葡萄球菌抑菌率均为95%。
【具体实施方式】
[0014]结合以下实施例对本发明做进一步详细说明，但不限制本发明。
[0015]实施例1
[0016](1)将4g聚乳酸纤维放置于250mL圆度烧瓶中，加入100mL 0.05mol/L的NaOH溶液，37°C下，进行降解4天，得到表面含有羟基的聚乳酸纤维。
[0017](2)将(1)中所述的含有羟基的聚乳酸纤维用去离子水洗涤、干燥后，取2g浸泡在50mL乙酸中，在25°C，氮气保护下依次加入0.004g吡啶和0.04g a-溴代丙酰溴，充分搅拌，反应10小时，得到表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维。
[0018](3)将(2)中所述的含有溴基团的改性聚乳酸纤维用甲醇冲洗数次、干燥后，取2g浸泡在100mL乙酸中，在35°C下，氮气保护下，依次加入0.2g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、
0.003g溴化亚铜、0.0lg五甲基二乙烯三胺，反应20小时，得到表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维。
[0019](4)将(3)中所述的接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维用乙醇洗涤、干燥后浸泡在100mL正己烷中，在35°C，氮气保护下加入0.003g溴代正丁烷，反应3小时，得到表面带有抗菌季铵盐的聚乳酸纤维。
[0020](5)将制得的抗菌聚乳酸纤维进行抗菌试验，结果表明该抗菌聚乳酸纤维对大肠杆菌抑菌率为99.5%，对金黄色葡萄球菌抑菌率均为98.3%。
[0021]实施例2
[0022](1)将8g聚乳酸纤维放置于250mL圆度烧瓶中，加入100mL 0.08mol/L的HC1溶液，40°C下，进行降解9天，得到表面含有羟基的聚乳酸纤维。
[0023](2)将(1)中所述的含有羟基的聚乳酸纤维用去离子水洗涤、干燥后，取4g浸泡在50mL乙酸中，在25°C，氮气保护下依次加入0.007g吡啶和0.06g a-溴代丙酰溴，充分搅拌，反应8小时，得到表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维。
[0024](3)将⑵中所述的含有溴基团的改性聚乳酸纤维用甲醇冲洗数次、干燥后，取4g浸泡在100mL乙酸中，在40°C下，氮气保护下，依次加入0.38g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、
0.008g氯化亚铜、0.03g 2，2’-二吡啶，反应15小时，得到表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维。
[0025](4)将(3)中所述的接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维用乙醇洗涤、干燥后浸泡在100mL正己烷中，在25°C，氮气保护下加入0.008g溴代正丁烷，反应10小时，得到表面带有抗菌季铵盐的聚乳酸纤维。
[0026](5)将制得的抗菌聚乳酸纤维进行抗菌试验，结果表明该抗菌聚乳酸纤维对大肠杆菌抑菌率为96.7%，对金黄色葡萄球菌抑菌率均为95%。
【主权项】
1.一种抗菌聚乳酸纤维及其制备方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)将聚乳酸纤维浸泡在温度为30-40°C，浓度为0.01mol/L?0.lmol/L的降解液中进行降解3-10天，得到表面含有羟基的聚乳酸纤维； (2)将(1)中所述的含有羟基的聚乳酸纤维浸泡在乙酸溶液中，在25°C，氮气保护下依次加入吡啶和a-溴代丙酰溴，充分搅拌，反应4?24小时，得到表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维； (3)将(2)中所述的含有溴基团的改性聚乳酸纤维浸泡在乙酸溶液中，在25°C?45°C下，氮气保护下，依次加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、催化剂、配体，反应6?24小时，得到表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维； (4)将(3)中所述的接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维浸泡在正己烷中，在25?35°C，氮气保护下加入溴代正丁烷，反应3?10小时，得到表面带有抗菌季铵盐的聚乳酸纤维。2.根据权利要求1，其特征在于，其中降解液为NaOH、KOH、HC1、H2S04、Η3Ρ04中的一种。3.根据权利要求1，其特征在于，其中吡啶为聚乳酸纤维质量的0.1%?0.2%，a-溴代丙酰溴为聚乳酸纤维质量的0.6?2%。4.根据权利要求1，其特征在于，其中催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、碘化亚铜中的一种；配体为五甲基二乙烯三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、2，2’_ 二吡啶中的一种；催化剂为聚乳酸纤维质量的0.1?0.2% ;配体为聚乳酸纤维质量的0.4?0.6% ;甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为纤维质量的8?12.8%。5.根据权利要求1，其特征在于，其中溴代正丁烷为聚乳酸纤维质量的0.1?0.2%。
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌聚乳酸纤维及其制备方法，采用化学接枝法来制备聚乳酸纤维，将聚乳酸纤维浸泡在降解液中进行降解，得到表面含有羟基的聚乳酸纤维，再浸入乙酸溶液中，经反应得到表面含有溴基团的改性聚乳酸纤维，再加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、催化剂、配体，得到表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚乳酸纤维，浸泡在正己烷中，再经处理得到表面带有抗菌季铵盐的聚乳酸纤维。本发明制备方法简单，抗菌物质接枝在纤维表面，不易脱落，使织物持久耐洗；抗菌物质不在加工过程中加入，不会影响聚乳酸纤维的柔软性；制得的聚乳酸纤维对大肠杆菌抑菌率为96.7％以上，对金黄色葡萄球菌抑菌率均为95％。
【IPC分类】D06M14/14, D06M13/08, D06M101/32, D06M13/21, D06M11/38, D06M13/355
【公开号】CN105442308
【申请号】CN201410443323
【发明人】吴迪, 林育锋, 张简邦宏, 吴中仁
【申请人】允友成(宿迁)复合新材料有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月2日