一種抗菌性棉紡織纖維的製備方法與流程

2023-08-05 00:14:31

本發明涉及到一種增強紡織抗菌性的製備方法，尤其是一一種抗菌性棉紡織纖維的製備方法。

背景技術：

黃連為毛茛科植物黃連、三角葉黃連或雲連的乾燥根莖又名川連、雞爪連。本品味苦，性寒，歸心、胃、肝、大腸經，具清熱瀉火，燥溼，解毒之功效。臨床上多用於治療痢疾、急性胃腸炎、慢性腹瀉、呼吸道感染以及各種炎症，近年研究發現其在抗腫瘤、抗心率失常、降血糖等方面亦有明顯作用。

主要成分為有生物鹼和木脂素, 此外還包括有酚酸、揮髮油、黃酮類、香豆素、萜類、甾體、多糖等。在黃連屬植物中發現的生物鹼都是異喹啉類生物鹼, 其中絕大部分為苄基異喹啉類, 包括有原小檗鹼類、阿樸菲類、雙苄基異喹啉類、苯菲啶類等, 其中原小檗鹼類又包括有原小檗鹼型、甲基原小檗鹼型、假原小檗鹼型、氧化原小檗鹼型和四氫原小檗鹼型等, 這些大多是季銨型生物鹼。原小檗鹼類生物鹼在黃連屬植物中的分布最為廣泛,主要有黃連鹼、藥根鹼、小檗鹼、巴馬丁和表小檗鹼等。

棉纖維紡織品在使用過程中易滋生細菌、黴菌等微生物，抗菌紡織品不僅可有效防止紡織品受到這些有害菌種的侵害，而且可很好的保護使用者的健康，如可防止內衣褲產生異味、防止襪子上真菌的生長繁殖、防止嬰幼兒因接觸尿布而產生紅斑等。 用於紡織品的抗菌劑主要有 ：有機抗菌劑、無機抗菌劑、天然抗菌劑三類。這些抗 菌劑各有特點，但很難同時滿足廣譜、高效、安全、耐洗、綠色環保等基本條件。

技術實現要素：

本發明自製新型催化劑用於黃連提取，所得黃連提取物量大，同時將海藻酸鈉、殼聚糖、黃連提取物進行微膠囊化用於棉織物的抗菌處理，所得紡織品抗菌效果持久。

一種抗菌性棉紡織纖維的製備方法，其特徵在於：

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，在 75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入金屬催化增效劑0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，於110℃乾燥 18h，壓片、破碎、 篩分後取 20～50 目的樣品為所需催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水中，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和提取增速劑0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到1000ml溫度為50℃的蒸餾水中，攪拌均勻的澱粉溶液；加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、氧化保護劑A0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min終止氧化反應，加入8g 氯化鈉，充分混合後，加入300mL乙醇使其沉澱析出，抽濾，用去離子水溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥，得到交聯劑；

（4）改性棉紡織纖維的製備 ：將 5g 棉纖維紡織品浸漬在質量分數 5％~30％的燒鹼溶液中，20~35℃下浸漬15~60min，將織物取出，放到質量濃度為10%的100g氯乙酸水溶液中，30~45min 後取出，將棉紡織纖維密封在聚乙烯塑膠袋中，置於 30~80℃烘箱中反應 1~3h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液50ml洗滌 3~5 次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉紡織纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、黃連提取物2.2g分散到 蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬 30~45min，取出，然後浸漬上述（4）交聯劑6g，反應0.5~1.5h，加入物質C0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾 5~15min ，水洗 3~5 次，烘乾即可。

金屬催化增效劑為三乙醇胺、三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇醯胺、吲哚-2-羧酸乙酯、丁二醯胺中的任意一種；提取增速劑為丁基卡必醇、醇醚糖苷AEG、n-溴代丁二醯亞胺、N-氯代琥珀醯亞胺、羥基琥珀醯亞胺中的任意一種；氧化保護劑A為硼酸、硼酸鈉、矽酸鈉、矽酸鋁鈉中的任意一種；物質C為4-乙醯氨基水楊酸、雙胍、4-氨基丁酸和甲丙氨酯中的任意一種。

本發明的優勢在於：

（1）金屬催化增效劑可以對γ-Al2O3、乙烯基矽氮烷進行增效，而選擇的己二酸、乙二胺四乙酸，羥乙基乙二胺三乙酸增加催化劑表面活性基團，使催化劑既能催化，而且與提取產物反應，使提取產物量增加。

·（2）醇醚糖苷AEG為道純化工生產，棉紡織品纖維購買於定陶縣普天紡織有限公司，黃連粉末購買於亳州市鑑政貿易有限公司。

（3）殼聚糖購買於濰坊科海甲殼素有限公司。

（4）丁基卡必醇、醇醚糖苷AEG、n-溴代丁二醯亞胺、N-氯代琥珀醯亞胺、羥基琥珀醯亞胺可增加黃連提取物的提取速度,同時使黃連提取物中生物鹼和木脂素的量增加。

(5)硼酸、硼酸鈉、矽酸鈉、矽酸鋁鈉使高碘酸鉀將澱粉氧化醛，但不能過度氧化，也就是不能繼續氧化為羧酸。

（6）4-乙醯氨基水楊酸、雙胍、4-氨基丁酸和甲丙氨酯抑制甲醛產生。

（7）本紡織品可以使用滌綸、棉、錦綸等織物均可獲得同等抗菌效果。

（8）本發明所使用化工原料工業級別、分析級均可。

具體實施方式

實例1

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，於75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入三乙醇胺0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，在110℃乾燥18h，壓片、破碎、篩分後取 20目的樣品為所需催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和丁基卡必醇0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到溫度為50℃的蒸餾水1000ml中，攪拌均勻澱粉溶液，加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、硼酸0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min，終止氧化反應，加入氯化鈉8g，充分混合後，加入300mL乙醇使其沉澱析出，抽濾，用去離子水50ml溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥。最終得到交聯劑；

（4）改性棉紡織纖維的製備 ：將 5g棉織物纖維浸漬在質量分數 5％的燒鹼溶液100g中，20℃下浸漬15min，將織物取出，放到質量濃度10%的100g氯乙酸水溶液中，30min 後取出，將織物密封在聚乙烯塑膠袋中，置於 30℃烘箱中反應 1h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液50ml洗滌3次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉織物纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、步驟（2）黃連提取物2.2g分散在蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬 30min後，取出，然後浸漬到步驟（3）交聯劑6g和50ml水中，反應0.5h，加入4-乙醯氨基水楊酸0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾 5min 後，水洗 3 次，烘乾即可。

實例2

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，在 75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入三乙醇胺硼酸酯0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，在 110℃乾燥 18h，壓片、破碎、 篩分後取50目的樣品為催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水中，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和醇醚糖苷AEG 0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到1000ml溫度為50℃的熱蒸餾水中，攪拌均勻的澱粉溶液；加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、硼酸鈉0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min終止氧化反應，加入8g 氯化鈉，充分混合後，加入300mL乙醇使其沉澱析出，抽濾，用60g去離子水溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥，最終得到交聯劑；

（4）改性棉紡織纖維的製備 ：將 5g棉織物纖維浸漬在質量分數 30％的燒鹼溶液60g中，35℃下浸漬60min，將棉織物纖維取出，放到質量濃度為10%的100g氯乙酸水溶液中，45min 後取出，將棉織物纖維密封在聚乙烯塑膠袋中，置於 80℃烘箱中反應3h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液50ml洗滌 5 次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉織物纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、步驟（2）黃連提取物2.2g分散在蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬45min後，取出，然後浸漬到步驟（3）交聯劑6g和50ml水中，反應1.5h，加入雙胍0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾15min ，水洗 5 次，烘乾即可。

實例3

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，在 75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入油酸二乙醇醯胺0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，在 110℃乾燥 18h，壓片、破碎、 篩分後取40目的樣品作為催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水中，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和N-氯代琥珀醯亞胺0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到1000ml溫度50℃的蒸餾水中，攪拌均勻的澱粉溶液；加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、n-溴代丁二醯亞胺0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min終止氧化反應，加入8g 氯化鈉，充分混合後，加入300mL乙醇使其沉澱析出，抽濾，用80g去離子水溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥，最終得到改性澱粉交聯劑；

（4）改性棉紡織纖維的製備 ：將 5g棉織物纖維浸漬在質量分數 20％的燒鹼溶液60g中，25℃下浸漬 37min，將棉織物纖維取出，放到質量濃度為10%的100g氯乙酸水溶液中，37min 後取出，將棉織物纖維密封在聚乙烯塑膠袋中，置於55℃烘箱中反應 3h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液50ml洗滌 3~5 次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉織物纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、步驟（2）黃連提取物2.2g分散在蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬37min，然後浸漬到交聯劑6g和50ml水中，反應1h，加入4-氨基丁酸0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾10min 後，水洗4 次，烘乾即可。

實例4

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，在 75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入二醯胺0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，在 110℃乾燥 18h，壓片、破碎、 篩分後取 40 目的樣品為催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水中，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和N-氯代琥珀醯亞胺0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到1000ml溫度為50℃的蒸餾水中，攪拌均勻的澱粉溶液；加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、矽酸鋁鈉0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min終止氧化反應，加入8g 氯化鈉，充分混合後，加入300ml乙醇使其沉澱析出，抽濾，用80g去離子水溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥。最終得到改性澱粉交聯劑；

（4）羧甲基化棉織物纖維的製備 ：將 5g棉織物纖維浸漬在質量分數 20％的燒鹼溶液60g中，25℃下浸漬 37min，將棉織物纖維取出，放到質量濃度為10%的100g氯乙酸水溶液中，37min 後取出，將棉織物纖維密封在聚乙烯塑膠袋中，置於 55℃烘箱中反應 3h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液50ml洗滌 3~5 次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉織物纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、步驟（2）黃連提取物2.2g分散在蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬37min，然後浸漬到步驟（3）交聯劑6g和50ml水中，反應1h，加入甲丙氨酯0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾10min 後，水洗4 次，烘乾即可。

實例5

（1）催化劑A: 分別稱取30g粉末狀的γ-Al2O3、5g乙烯基矽氮烷、己二酸0.7g、乙二胺四乙酸0.6g，加入300ml去離子水，在 75℃條件下反應2h，再加入羥乙基乙二胺三乙酸0.6g，70℃反應1h，再加入丁二醯胺0.3g，60℃反應1h，靜置 0.5h，在 110℃乾燥 18h，壓片、破碎、 篩分後取 40 目的樣品為催化劑A；

（2）黃連提取物的製備:將80g經粉碎的黃連粉末溶解於400mL去離子水中，加入上述（1）所製備的催化劑A1.3g、乙醯檸檬酸三丁酯0.8g和羥基琥珀醯亞胺0.3g於100℃保溫60min，趁熱過濾，減壓蒸餾將濾液濃縮，濃縮液在60℃的真空乾燥器中烘乾，得到黃連提取物；

（3）交聯劑的製備：取8g玉米澱粉加入到1000ml溫度為50℃的熱蒸餾水中，攪拌均勻的澱粉溶液；加入2%的高碘酸鉀溶液50ml、n-溴代丁二醯亞胺0.9g，避光氧化反應24h，加入6g乙二醇，攪拌10min終止氧化反應，加入8g氯化鈉，充分混合後，加入300mL乙醇使其沉澱析出，抽濾，用80g去離子水溶解產物，再用乙醇300mL析出、抽濾，如此反覆3次後真空乾燥。最終得到交聯劑；

（4）改性棉紡織纖維的製備 ：將 5g 棉織物纖維浸漬在質量分數 20％的燒鹼溶液60g中，25℃下浸漬 37min，將棉織物纖維取出，放到質量濃度為10%的100g氯乙酸水溶液中，37min 後取出，將棉織物纖維密封在聚乙烯塑膠袋中，置於 55℃烘箱中反應 1h，然後用體積比為 80:20 的乙醇與水的混合溶液洗滌 4 次，烘乾 ；

(5) 抗菌棉織物纖維的製備 ：將海藻酸鈉0.6g、殼聚糖0.7g、步驟（2）黃連提取物2.2g分散在蒸餾水100g中，30℃混合攪拌15min，得微膠囊的殼聚糖溶液 ；將上述改性棉紡織纖維纖維浸漬在微膠囊的殼聚糖溶液中，浸漬37min，然後浸漬到步驟（3）交聯劑6g和50ml水中，反應1h，加入甲丙氨酯0.3g，90℃反應1h，150℃烘乾10min 後，水洗4次，烘乾即可。

抗菌性能按照 GB/T20944.3-2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分：振蕩法》標準測試，以抑菌率的計算值作為結果，對金黃色葡萄球菌(用A表示）及大腸桿菌（用B表示）的抑菌率≥70%，說明樣品具有抗菌效果。

抗菌效果耐水洗性測試 ：織物抗菌效果耐水洗性測試在耐洗色牢度試驗機中完 成，洗滌程序如下（該洗滌程序1次相當於 5 次洗滌）：室溫，洗滌劑濃度 0.2%，150mL 溶液，鋼珠 10 粒，洗45min。洗滌後取出試樣，在100mL 水中清洗2 次，每次1min。

表1 抗菌效果對比

空白是棉紡織纖維未進行抗菌處理。

從表可以看出，本發明所製備的紡織品在洗100次，也可滿足對金黃色葡萄球菌(用A表示）及大腸桿菌（用B表示）的抑菌率≥70%，說明樣品具有抗菌效果持久，耐水洗。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本發明技術方案的保護範圍之內。