一种抗菌石墨烯纤维及其制备方法与流程

本申请涉及纤维制备的，尤其是涉及一种抗菌石墨烯纤维及其制备方法。

背景技术：

1、纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡，还可以织成纤维层。同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。而在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。常用的人工合成纤维的抗菌性能不高，从而限制了其的一些领域的应用。

技术实现思路

1、为了提高制得纤维的抗菌性能，本申请提供一种抗菌石墨烯纤维及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供的一种抗菌石墨烯纤维，采用如下的技术方案：

3、一种抗菌石墨烯纤维，所述石墨烯纤维的原料包括如下重量份的组分：pet原料70～80份、壳聚糖改性石墨烯60～70份、改性银粉10～20份、聚乙烯醇10～15份、丙三醇0.1～0.5份；所述改性银粉的原料包括溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、银粉。

4、通过采用上述技术方案，利用溶剂对γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行溶解，然后对银粉进行改性，提高了银粉的分散性能，使得银粉可以均匀分散在纤维中；壳聚糖改性石墨烯表面的壳聚糖可以与聚乙烯醇、丙三醇形成一层抗菌薄膜，对石墨烯、改性银粉进行包裹，银粉表面的γ-氨丙基三乙氧基硅烷还能起到偶联作用，因此提高了壳聚糖改性石墨烯和银粉的附着性能，利用两者的配合，提高了最终制得纤维的抗菌性能。

5、在一个具体的可实施方案中，所述改性银粉的制备方法包括以下步骤：

6、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解在溶剂中，得到改性液：

7、将纳米银粉搅拌混合均匀，在搅拌的过程中，向纳米银粉中喷洒改性液，喷洒完毕后，继续搅拌，烘干，得到改性银粉。

8、通过采用上述技术方案，先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解在溶剂中，得到改性液，接着在对纳米银粉搅拌的过程中，喷洒改性液，喷洒完毕后，继续搅拌，烘干，得到分散效果较好的改性银粉。

9、在一个具体的可实施方案中，所述改性液与所述纳米银粉的重量比为1：(13-14)。

10、通过采用上述技术方案，进一步限定了改性液与纳米银粉的配比，使得γ-氨丙基三乙氧基硅烷可以对纳米银粉更好的进行包裹，从而提高了改性效果。

11、在一个具体的可实施方案中，所述壳聚糖改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：

12、将氧化石墨烯分散在水中，形成石墨烯分散液；

13、将壳聚糖溶解在乙酸水溶液中，得到壳聚糖溶液；

14、将石墨烯分散液加入到壳聚糖溶液中，搅拌均匀，得到原液；

15、向原液中加入戊二醛，搅拌均匀，静置，加入氢氧化钠溶液，浸泡，过滤、洗涤、烘干、研磨，得到壳聚糖改性石墨烯。

16、通过采用上述技术方案，先将氧化石墨烯分散在水中，得到石墨烯分散液，再将石墨烯分散液加入到壳聚糖溶液中，然后加入戊二醛，将壳聚糖上的羟基交联，使得壳聚糖对氧化石墨烯进行包覆，得到分散效果较好的壳聚糖改性石墨烯。

17、在一个具体的可实施方案中，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量分数为1％-5％；所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1％-0.5％；所述混合液中氧化石墨烯分散液与壳聚糖溶液的重量比为1：(8-10)。

18、通过采用上述技术方案，进一步限定了氧化石墨烯与壳聚糖的配比，从而使得壳聚糖可以更加均匀的包覆在氧化石墨烯的表面上，提高了壳聚糖改性石墨烯的分散效果。

19、在一个具体的可实施方案中，所述石墨烯纤维的原料还包括5～10重量份的抗菌提取物，所述抗菌提取物的原料包括金银花、野菊、芦荟。

20、通过采用上述技术方案，利用金银花、野菊、芦荟制得的抗菌提取物，不仅可以进一步提高制得纤维的抗菌性能，还能改善制得纤维的气味。

21、在一个具体的可实施方案中，所述抗菌提取物的制备方法包括以下步骤：

22、浸泡：将金银花、野菊、芦荟浸泡在乙醇中，得到浸泡液；

23、提取：在70-80℃下，用热回流法提取浸泡液，得到提取液；

24、浓缩：将提取液进行浓缩，得到抗菌提取物。

25、第二方面，本申请提供的一种抗菌石墨烯纤维的制备方法，采用如下的技术方案：

26、一种抗菌石墨烯纤维的制备方法，包括以下步骤：

27、将pet原料、壳聚糖改性石墨烯、改性银粉、聚乙烯醇、丙三醇、抗菌提取物搅拌混合均匀，得到混合料；

28、将混合料加热至250-270℃熔融，挤出纺丝，冷却成型，卷绕，牵伸，卷曲，上油，热定型，切断，得到抗菌石墨烯纤维。

29、通过采用上述技术方案，先将原料混合，接着熔融，挤出纺丝，冷却成型，卷绕，牵伸，卷曲，上油，热定型，切断，得到抗菌性能较好的抗菌石墨烯纤维。

30、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

31、1.本申请中利用溶剂对γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行溶解，然后对银粉进行改性，提高了银粉的分散性能，使得银粉可以均匀分散在纤维中；壳聚糖改性石墨烯表面的壳聚糖可以与聚乙烯醇、丙三醇形成一层抗菌薄膜，对石墨烯、改性银粉进行包裹，银粉表面的γ-氨丙基三乙氧基硅烷还能起到偶联作用，因此提高了壳聚糖改性石墨烯和银粉的附着性能，利用两者的配合，提高了最终制得纤维的抗菌性能；

32、2.本申请中利用金银花、野菊、芦荟制得的抗菌提取物，不仅可以进一步提高制得纤维的抗菌性能，还能改善制得纤维的气味；

33、3.本申请中的方法，先将原料混合，接着熔融，挤出纺丝，冷却成型，卷绕，牵伸，卷曲，上油，热定型，切断，得到抗菌性能较好的抗菌石墨烯纤维。

技术特征：

1.一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述石墨烯纤维的原料包括如下重量份的组分：pet原料70~80份、壳聚糖改性石墨烯60~70份、改性银粉10~20份、聚乙烯醇10~15份、丙三醇0.1~0.5份；所述改性银粉的原料包括溶剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、银粉。

2.根据权利要求1所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述改性银粉的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述改性液与所述纳米银粉的重量比为1：（13-14）。

4.根据权利要求1所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述壳聚糖改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量分数为1％-5％；所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1％-0.5％；所述原液中石墨烯分散液与壳聚糖溶液的重量比为1：（8-10）。

6.根据权利要求1所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述石墨烯纤维的原料还包括5~10重量份的抗菌提取物，所述抗菌提取物的原料包括金银花、野菊、芦荟。

7.根据权利要求6所述的一种抗菌石墨烯纤维，其特征在于：所述抗菌提取物的制备方法包括以下步骤：

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的抗菌石墨烯纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及纤维制备的技术领域，具体公开了一种抗菌石墨烯纤维及其制备方法。一种抗菌石墨烯纤维，所述石墨烯纤维的原料包括如下重量份的组分：PET原料70~80份、壳聚糖改性石墨烯60~70份、改性银粉10~20份、聚乙烯醇10~15份、丙三醇0.1~0.5份；所述改性银粉的原料包括溶剂、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、银粉。一种抗菌石墨烯纤维的制备方法，包括以下步骤：将PET原料、壳聚糖改性石墨烯、改性银粉、聚乙烯醇、丙三醇、抗菌提取物搅拌混合均匀，得到混合料；将混合料加热至250‑270℃熔融，挤出纺丝，冷却成型，卷绕，牵伸，卷曲，上油，热定型，切断，得到抗菌石墨烯纤维。

技术研发人员：许国良,赵成芳,许水良
受保护的技术使用者：杭州奔马化纤纺丝有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23