用于医疗产品的抑菌型柔软超高弹性聚酯纤维的制备方法与流程

本发明涉及pet纤维制备，具体是涉及用于医疗产品的抑菌型柔软超高弹性聚酯纤维的制备方法。

背景技术：

1、聚酯纤维作为一种产量巨大的化学纤维，其以优良的性能而被广泛应用于服装、家纺、医疗等领域。但是由于聚酯纤维表面活性基团少，且回潮率也仅有0.4％，所以其在应用过程中会存在一些问题，如易产生静电、染色性能差、易滋生细菌等。

2、随着技术发展，虽然聚酯纤维可以被制成超细纤维或异形纤维而改善了一些缺点，但制成这类纤维后比表面积的增大使织物更加容易吸附细菌，所以聚酯织物具备一定的抗菌性是非常必要的。

3、由于聚酯织物化学活性弱，一般抗菌剂对织物整理后，织物与抗菌剂的结合牢度并不理想，因此织物也很难获得持久的、耐洗牢度佳的抗菌性。另外，即使一些小分子抗菌剂可以依靠高温进入聚酯纤维内部，但随着使用时间与次数的增加抗菌性也逐渐流失殆尽。

技术实现思路

1、为了实现解决上述问题，本发明提供了用于医疗产品的抑菌型柔软超高弹性聚酯纤维的制备方法，通过控制反应条件、配比和工艺参数，可以精确控制复合抑菌颗粒的形貌和粒径，增强其与纤维的结合强度，提高其与细菌微生物的接触时长；不仅如此，本发明还将卤胺类抗菌剂与聚酯纤维以化学键结合，通过活性氯实现pet纤维的可再生抗菌性能。

2、本发明设计的医用抑菌型pet纤维的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、制备复合抑菌颗粒；

4、s1-1、采用溶胶-凝胶法制备cu-n/tio2纳米颗粒；

5、s1-2、制备mofs吸附颗粒；

6、s1-3、将s1-2中的mofs吸附颗粒与s1-1中的cu-n/tio2纳米颗粒复合，制得cu-n/tio2-mofs复合颗粒，即复合抑菌颗粒；

7、s2、通过原位聚合法制备复合抑菌颗粒/pet切片；

8、s3、将s2制得的复合抑菌颗粒/pet切片通过熔融纺丝法制得复合抑菌颗粒/pet纤维；

9、s4、制备抑菌型pet纤维；

10、s4-1、将引发剂与交联剂溶解于苯甲酸乙酯中，记为第五溶液；将3-烯丙基-5,5-二甲基-乙内酰脲和乳化剂溶于纯水中，记为第六溶液，将第五溶液缓慢滴入第六溶液中制得o/w型乳化液；

11、所述o/w型乳化液中，引发剂为过氧化苯甲酸，质量百分比为0.7～1.0wt.％；交联剂为tatat，质量百分比为0.8～1.0wt.％；苯甲酸乙酯的质量百分比为5～8wt.％；3-烯丙基-5,5-二甲基乙内酰脲的质量百分比为5～8wt.％；乳化剂为brij-78，质量百分比为3～5wt.％，余量为水；

12、s4-2、将s3中的复合抑菌颗粒/pet纤维在s4-1中的o/w型乳化液中浸轧，然后烘干洗涤；

13、其中，浸轧次数为3～6，烘干温度为140～160℃，烘干时长为5～8min；

14、s4-3、将s4-2处理后的复合抑菌颗粒/pet纤维经次浓度为950～1000ppm的氯酸溶液活化后，干燥后得到接枝-嵌入复合抑菌型pet纤维，即抑菌型pet纤维。

15、说明：卤胺类抗菌剂的亚胺结构中与氮原子共价键相连的氢原子能够被漂白水中的氯原子置换，使亚胺结构成为卤胺结构。卤素原子与氮原子共价键结合后带有正电荷，具有氧化性。当其与细菌接触或释放活性氯便能实现杀菌作用。当卤素原子由于杀菌作用而被消耗后，其又能够通过浸泡漂白水的方式再次获得抗菌性。

16、进一步地，s1-1中溶胶-凝胶法制备cu-n/tio2纳米颗粒的步骤为：

17、s1-1-1、将钛酸四丁酯与无水乙醇混合搅拌，得到第一溶液；将硝酸铜和尿素加入纯水与无水乙醇的混合溶液中，调节ph＜3，搅拌均匀得到第二溶液；

18、钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1：4～6，硝酸铜与钛酸四丁酯的摩尔比为1：0.005～0.01，尿素与钛酸四丁酯的摩尔比为1：0.1～0.3；

19、s1-1-2、将第一溶液缓慢加入第二溶液中，经搅拌陈化得凝胶；

20、其中，搅拌时间为30～40min，陈化时间为8～12h；

21、s1-1-3、将s1-1-2中的凝胶经烘干、干燥和煅烧得到目标产物；

22、其中，烘干温度为60～80℃，烘干时间为12～20h，煅烧温度为500～650℃，煅烧时间为1.5～3h。

23、说明：通过控制溶液中的反应成分、ph值和搅拌陈化时间，可以实现纳米颗粒的形貌和粒径的调控，从而获得所需的cu-n/tio2纳米颗粒结构；通过硝酸铜和尿素的加入，引入了铜和氮的成分，对最终的cu-n/tio2纳米颗粒的性能和催化活性起着重要作用；铜和氮的掺杂可以改变tio2的能带结构，调控纳米颗粒的光催化性能。

24、进一步地，s1-2中制备mofs吸附颗粒的步骤为：

25、s1-2-1、将氯化锆、2-氨基对苯二甲酸和氨基对苯二甲酸加入n,n-二甲基甲酰胺与乙酸构成的混合液，搅拌均匀；

26、氯化锆、2-氨基对苯二甲酸与混合配体的摩尔比为1：0.5～0.8：0.8～1.2；

27、s1-2-2、将s1-2-1中混合液经加热反应、冷却、离心沉淀、洗涤沉淀、干燥沉淀得到uio-66-de0.6粉末；

28、s1-2-3、将s1-2-2中uio-66-dex加入pei溶液中，混合均匀后缓慢戊二醛，反应液经搅拌反应、离心沉淀、洗涤沉淀、干燥沉淀得到uio-de0.6-pei粉末，即mofs吸附颗粒；

29、pei是分子量为1800的聚乙烯亚胺，pei与uio-de0.6的质量百分比为2.8～3.2：1。

30、说明：有机物聚乙烯亚胺(pei)改性的锆系金属有机骨架(uio-66)具有比表面积大，稳定性高，吸附性强的特点，能够为mofs吸附颗粒提供所需的高吸附性结构基础。

31、进一步地，s1-3中，将s1-2中的mofs吸附颗粒与s1-1中的cu-n/tio2纳米颗粒复合，制得cu-n/tio2-mofs复合颗粒的方法为：

32、s1-3-1、将钛酸四丁酯与无水乙醇混合搅拌，得到第三溶液；将硝酸铜、尿素和s1-2中的mofs吸附颗粒加入纯水与无水乙醇的混合溶液中，调节ph值＜3，搅拌均匀得到第四溶液；

33、钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1：3～5，硝酸铜与钛酸四丁酯的摩尔比为1：0.005～0.01，尿素与钛酸四丁酯的摩尔比为1：0.1～0.2，mofs吸附颗粒与理论所得tio2的质量比为1：0.1～0.3；

34、s1-3-2、将第三溶液缓慢加入第四溶液中，经搅拌陈化得凝胶；

35、其中，搅拌时间为30～40min，陈化时间为12～15h；

36、s1-3-3、将s1-1-2中的凝胶经烘干、干燥和煅烧得到目标产物；

37、其中，烘干温度为70～85℃，烘干时间为12～15h，煅烧温度为500～700℃，煅烧时间为1～3h。

38、说明：通过原位复合mofs吸附颗粒的方式，增强cu-n/tio2纳米颗粒的比表面积和表面空隙率，进而增加cu-n/tio2-mofs复合颗粒与pet切片的结合强度；不仅如此，以mofs吸附颗粒负载cu-n/tio2纳米颗粒制备抑菌型pet纤维，还利用mofs吸附颗粒的吸附能力将细菌微生物富集在cu-n/tio2纳米颗粒，增加抑菌组分与细菌微生物的接触几率，增强抗菌效果。

39、进一步地，s2中通过原位聚合法制备复合抑菌颗粒/pet切片的步骤为：

40、s2-1、将s1-3中的复合抑菌颗粒置入乙二醇中充分混合均匀，加入对苯二甲酸、乙二醇锑、亚磷酸三苯脂、无水乙酸钠，混合加热搅拌均匀，得混合液；

41、对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1：1.0～1.3；

42、相对于对苯二甲酸的质量，各组份的浓度为：二醇锑380～410ppm，亚磷酸三苯酯230～260ppm，无水乙酸钠240～260ppm；

43、其中，加热温度为200～250℃，搅拌频率为50～70hz；

44、s2-2、s2-1中混合液经酯化反应、缩聚反应得到复合抑菌颗粒/pet切片；

45、其中，酯化温度为230～280℃，缩聚温度为280～320℃。

46、说明：通过超声处理，纳米粉体能够充分分散，避免团聚和堆积，提高后续工艺的效果；通过设定适当的温度和压力条件，促进酯化反应的进行，使pet与酸性成分发生酯化反应，形成改性的抗菌pet；通过抽低真空和抽高真空操作，从酯化液中除去残余的水分和挥发性物质，提高纤维的质量和稳定性。

47、进一步地，s3中熔融纺丝法的步骤为：

48、s3-1、将s2制得的复合抑菌颗粒/pet切片加热结晶、真空烘干和冷却；

49、其中，加热结晶的温度为100～130℃，加热结晶的时间为3～5h，真空烘干的温度为100～130℃，真空烘干的时间为20～24h；

50、s3-2、将s3-1处理好的复合抑菌颗粒/pet切片加入螺杆进料斗中熔融纺丝，得复合抑菌颗粒/udy；

51、其中，螺杆温度为：一区275～280℃，二区285～290℃，三区295～300℃，四区295～300℃，机头295～300℃，纺丝组件温度为290～295℃，喷丝板孔径为0.35～0.4mm，纺丝速度为550～580m/min；

52、s3-3、牵伸s3-2中的复合抑菌颗粒/udy，制得复合抑菌颗粒/pet纤维；

53、其中，热辊温度为75～80℃，热板温度为150～170℃，牵引倍数为3.5～3.6。

54、说明：通过在烘箱中进行预结晶和干燥处理，可以去除改性pet切片中的水分，防止水分存在引起聚合物熔体的降解，提高纺丝过程中的稳定性和纤维的质量；通过控制螺杆温度、纺丝组件温度、喷丝板孔径和纺丝速度等参数，在适当的条件下进行纺丝，可以控制纤维形成过程中的温度和拉伸，促进纤维的形成和取向结晶，从而获得所需的纤维性质；通过使用牵伸机对纺丝得到的未牵伸丝udy进行牵伸处理，可以提高纤维的取向度和强度；通过设定适当的热辊温度、热板温度和牵伸倍数，使纤维内部的大分子链取向结晶，从而提高纤维的强度和性能。

55、与现有的抑菌型pet纤维的制备方法相比，本发明的有益效果是：

56、本发明通过控制反应条件、配比和工艺参数，可以精确控制复合抑菌颗粒的形貌和粒径，增强其与纤维的结合强度，提高其与细菌微生物的接触时长；不仅如此，本发明还将卤胺类抗菌剂与聚酯纤维以化学键结合，通过活性氯实现pet纤维的可再生抗菌性能。