CN105274828B - 一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：用乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶烘干，备用；配制氯化锌乙醇溶液，备用；将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)配制的氯化锌乙醇溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理；将经步骤(3)处理后的芳纶洗净，再烘干即可。本发明具有工艺简单，成本低，耗时短的特点，且处理过后的芳纶具有抗菌效果明显，拉伸强度所受影响较小的特点。

Description

一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法
技术领域
本发明涉及一种提升芳纶防霉抗菌性的方法，特别是一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法。
背景技术
芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域，常被用于制造绳索、织带、织布、补强电缆光缆增强芯、船舶用缆绳以及密封用盘根等产品。芳纶结构具有皮芯两层，芳纶的高强度高模量主要由内部高结晶的芯层决定，而芳纶在应用过程中，特别是在一些潮湿或户外暴露的应用环境中，芳纶材料中很容易发霉，当霉菌大量聚集后会对芳纶纤维丝造成损伤，从而降低了其所应用的产品的质量。因此，人们在生产芳纶时，需要对其进行防霉抗菌处理，传统的处理方式中，一种是在芳纶纺丝过程中加入抗菌剂，使抗菌剂融入芳纶纤维丝中，这种方式的工艺相对复杂，成本较高，同时，由于抗菌剂存在于芳纶纤维的的内部，会破坏分子间的规整性，影响芳纶的结晶，大大降低了芳纶的拉伸强度；另一种是通过化学反应在芳纶表面接枝抗菌剂，而这种方式所需的处理时间较长，成本也较高，同时接枝抗菌剂往往需要通过射线辐射或化学方法使芳纶表面产生较多活性基团，在将抗菌剂接枝到芳纶上，这个反应过程会对芳纶性能造成较大影响，也大大降低了芳纶的拉伸强度。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法。本发明具有工艺简单，成本低，耗时短的特点，且处理过后的芳纶具有抗菌效果明显，拉伸强度所受的影响较小的特点。
本发明的技术方案：一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：
(1)清洗：用乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶烘干，备用；
(2)配制浸渍液：配制氯化锌乙醇溶液，备用；
(3)浸渍处理：将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)配制的氯化锌乙醇溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理；
(4)清洗、烘干：将经步骤(3)处理后的芳纶洗净，再烘干即可。
前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：
(1)清洗：用无水乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶在50-80℃烘干，备用；
(2)配制浸渍液：将氯化锌粉末放入无水乙醇中，配制出氯化锌的质量百分比为5％-50％的氯化锌乙醇溶液，备用；
(3)浸渍处理：将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)中配好的氯化锌和乙醇的混合溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理1-15分钟；
(4)清洗、烘干：将经步骤(3)处理后的芳纶用去离子水洗净，再在50-80℃烘干即可。
前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，所述氯化锌乙醇溶液中，氯化锌的质量百分比为10％-40％。
前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，所述氯化锌乙醇溶液中，氯化锌的质量百分比为20％-30％。
前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，所述超声处理时间为1-9分钟。
前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，所述超声处理时间为4-6分钟。
一种使用前述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法制备的芳纶，所述芳纶应用于绳索、织带、织布、补强电缆光缆增强芯、船舶用缆绳以及密封用盘根领域。
本发明的有益效果：本发明只需利用乙醇溶液将芳纶清洗干净，烘干，然后将烘干的芳纶浸渍在氯化锌和乙醇的混合溶液中，并用超声处理器进行超声处理，最后用去离子水洗净并烘干即可，工艺十分简单，耗时非常短，加快了处理速度，降低了生产成本，同时，由于氯化锌和乙醇原料的价格相对便宜，进一步降低了成本。
另外，与现有技术相比，本发明的氯化锌乙醇溶液中的锌离子会与芳纶表面的羰基、氨基发生络合作用，在超声波处理作用下，沿着锌离子络合位置重新结晶生成络合物。这种处理只是针对芳纶的表面处理，不会损伤芳纶的芯层，因此对芳纶强度不会造成太大损伤；同时当细菌霉菌与这种络合物接触时，游离的带正电的锌离子会吸引细菌，锌离子产生的微动力效应，破坏酶活性使蛋白质凝固达到抗菌防霉的作用。
为进一步说明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：
实验例
实验例1：拉伸强度测试
实验方法：
1)取未经本发明处理过的芳纶的单丝50根；
2)取经本发明处理过的芳纶的单丝50根；
3)取经普通化学接枝方法处理过的芳纶的单丝50根；
4)将以上3种芳纶单丝分别按照GB14337-2008标准进行单丝拉伸强度测定，并分别将每种芳纶单丝的拉伸强度取平均值，并记录实验结果。
测试结果：
1)未经本发明处理过的芳纶单丝的平均拉伸强度为22.07cN/dtex，经本发明处理过的芳纶单丝的平均拉伸强度为21.3cN/dtex，拉伸强度降低小于5％。
2)经普通化学接枝方法处理过的芳纶单丝的平均拉伸强度小于18cN/dtex，拉伸强度降低了10％以上。
实验例2：抗菌性能测试
实验方法：取经本发明处理过的芳纶，采用GBT20944.1-2007抗菌测试方法测试。
实验结果：抑菌带宽度为2mm左右，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌标准菌株有明显的抑制作用。
附图说明
附图1为芳纶表面经本发明处理前的扫描电镜图；
附图2为芳纶表面经本发明处理后的扫描电镜图；
附图3是对附图1扫描电镜中的结果进行的EDS能谱分析图；
附图4是对附图2扫描电镜中的结果进行的EDS能谱分析图。
从附图1和2可以看出，处理前，芳纶表面光滑，处理后，芳纶表面生成含锌络合物。从附图3和4可以看出，处理前，芳纶表面元素中没有锌元素，处理后，芳纶表面元素中多了锌元素。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1
一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：
(1)清洗：用无水乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶在60-70℃烘干，备用；
(2)配制浸渍液：按照氯化锌的质量百分比＝MZnCl/(MZnCl+M乙醇)，将氯化锌粉末放入无水乙醇中，配制出氯化锌的质量百分比为20％-30％的氯化锌乙醇溶液，备用；
(3)浸渍处理：将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)中配好的氯化锌和乙醇的混合溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理4-6分钟；
(4)清洗、烘干：将经步骤(3)处理后的芳纶用去离子水洗净，再在60-70℃烘干即可。
实施例2
一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：
(1)清洗：用无水乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶在50-60℃烘干，备用；
(2)配制浸渍液：按照氯化锌的质量百分比＝MZnCl/(MZnCl+M乙醇)，将氯化锌粉末放入无水乙醇中，配制出氯化锌的质量百分比为5％-20％的氯化锌乙醇溶液，备用；
(3)浸渍处理：将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)中配好的氯化锌和乙醇的混合溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理6-15分钟；
(4)清洗、烘干：将经步骤(3)处理后的芳纶用去离子水洗净，再在50-60℃烘干即可。
实施例3
一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，包括如下步骤：
(1)清洗：用无水乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶在70-80℃烘干，备用；
(2)配制浸渍液：按照氯化锌的质量百分比＝MZnCl/(MZnCl+M乙醇)，将氯化锌粉末放入无水乙醇中，配制出氯化锌的质量百分比为30％-50％的氯化锌乙醇溶液，备用；
(3)浸渍处理：将步骤(1)中烘干的芳纶放入步骤(2)中配好的氯化锌和乙醇的混合溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理1-4分钟；
(4)清洗、烘干：将经步骤(3)处理后的芳纶用去离子水洗净，再在70-80℃烘干即可。
实施例4
一种使用实施例1、2或3所述方法制备的芳纶，所述芳纶应用于绳索、织带、织布、补强电缆光缆增强芯、船舶用缆绳以及密封用盘根领域。

Claims (7)

1.一种快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于,包括如下步骤：
（1）清洗：用乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶烘干，备用；
（2）配制浸渍液：配制出氯化锌的质量百分比为 5%-50%的氯化锌乙醇溶液，备用；
（3）浸渍处理：将步骤（1）中烘干的芳纶放入步骤（2）配制的氯化锌乙醇溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理 1-15 分钟；
（4）清洗、烘干：将经步骤（3）处理后的芳纶洗净，再烘干即可。
2.如权利要求 1 所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）清洗：用无水乙醇溶液清洗芳纶，并将清洗后的芳纶在 50-80℃烘干，备用；
（2）配制浸渍液：将氯化锌粉末放入无水乙醇中，配制出氯化锌的质量百分比为 5%-50%的氯化锌乙醇溶液，备用；
（3）浸渍处理：将步骤（1）中烘干的芳纶放入步骤（2）中配好的氯化锌和乙醇的混合溶液中浸渍，同时用超声波处理器进行超声处理 1-15 分钟；
（4）清洗、烘干：将经步骤（3）处理后的芳纶用去离子水洗净，再在50-80℃烘干即可。
3.如权利要求 2 所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于：所述氯化锌乙醇溶液中，氯化锌的质量百分比为10%-40%。
4.如权利要求 3 所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于：所述氯化锌乙醇溶液中，氯化锌的质量百分比为 20%-30%。
5.如权利要求 2 所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于：所述超声处理时间为 1-9 分钟。
6.如权利要求 5 所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法，其特征在于：所述超声处理时间为 4-6 分钟。
7.一种使用权利要求 1-6 任一项所述的快速高效提升芳纶防霉抗菌性的方法制备的芳纶，其特征在于：所述芳纶应用于绳索、织带、织布、补强电缆光缆增强芯以及密封用盘根领域。
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