一種抗菌性纖維膜的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括：由N?(4?羥基?3?甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2?羥丙酯、N,N?二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅制備復合抗菌劑；將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入混合溶劑中得到混合溶液；將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，加入混合溶液后靜電紡絲得到原絲，將原絲置于水中浸泡然后干燥。本發明提出的抗菌性纖維膜的制備方法，其過程簡單，條件溫和，得到的纖維膜抗菌性能好，抗污性能優異，機械強度和韌性高，使用壽命長。
【專利說明】
一種抗菌性纖維膜的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及膜材料技術領域，尤其涉及一種抗菌性纖維膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚丙烯腈具有耐有機溶劑性、耐光性、耐氣候性、耐霉菌性，良好的化學穩定性、熱穩定性和溶液紡絲制膜加工性能等，而且聚丙烯腈來源廣泛、價格便宜，是一種理想的制膜材料，目前已被廣泛應用于超濾、透析、滲透氣化等領域。但是聚丙烯腈是疏水性材料，用其制備的膜容易產生膜污染，縮短膜使用壽命，增加投資成本，且其分子鏈旋轉困難，所得膜的機械強度和韌性差，限制了其進一步應用，在實際應用過程往往需要對其進行改性。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種抗菌性纖維膜的制備方法，其過程簡單，條件溫和，得到的纖維膜抗菌性能好，抗污性能優異，機械強度和韌性高，使用壽命長。
[0004]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0005]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成；
[0006]S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N_ 二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液；
[0007]S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為15-25kV，溫度為10-25°C，相對濕度為10-20%，紡絲距離為10-25cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為 0.5-lmL/h;
[0008]S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。
[0009]優選地，在SI中，所述復合抗菌劑的制備工藝具體如下:將N-(4_輕基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至65-75°C，通氮氣，加入甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和過硫酸銨，在70-85 °C下反應10-20h，反應結束后得到所述復合抗菌劑。
[0010]優選地，在SI中，在復合抗菌劑的制備過程中，N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅的重量比為3-10:1-5:2-5:1-8。
[0011]優選地，在S2中，聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖的重量比為30-50:2-5:1-8。
[0012]優選地，在S3中，復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化I丐、硫代二丙酸二月桂酯的重量比為3-10:2-5:0.5-2:1-8:0.2-1.5:卜5:0.3-1:0.Η。
[0013]優選地，在S3中，復合抗菌劑的重量與混合溶液中聚丙烯腈的重量比為1- 5: 3 O -
60 ο
[0014]優選地，所述抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0015]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由Ν-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、Ν，Ν_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成;且復合抗菌劑的制備工藝具體如下:按重量份將5份Ν-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入40份二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至70°C，通氮氣，加入20份質量分數為10%的甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、30份質量分數為15%的N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、3.5份乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和0.3份過硫酸銨，在80 0C下反應15h，反應結束后得到所述復合抗菌劑；
[0016]S2、按重量份將40份聚丙烯腈、3.8份二醋酸纖維素和5份葡萄糖加入30份N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，其中，混合溶劑中，N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的體積比為2:5，攪拌溶解得到混合溶液；
[0017]S3、按重量份將7份復合抗菌劑、3份聚乙烯醇、I份鋰皂石、5份銀離子負載沸石分子篩、I份納米二氧化鈦、3份氧化鋁溶膠、0.5份氯化鈣和0.1份硫代二丙酸二月桂酯加入30份水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，其中，加入的混合溶液中的聚丙烯腈的重量與復合抗菌劑的重量比為40:2，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為20kV，溫度為20 0C，相對濕度為15 %，紡絲距離為15cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.65mL/h;
[0018]S4、將原絲置于55°C的水中浸泡20min，在85°C的條件下真空干燥5h得到所述抗菌性纖維膜。
[0019]本發明在抗菌性纖維膜的制備方法中，首先以N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅為原料，通過控制N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅的比例，使其發生了聚合反應，得到了復合抗菌劑，將其加入體系中，與鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠和氯化鈣配合，賦予纖維膜膜優異的穩定膜通量、抑菌性和抗污性能，并使膜的通量恢復率提高到89%以上，同時提高了膜的機械性能和韌性，克服了單純的聚丙烯腈分子旋轉困難造成的機械強度和韌性差的缺陷;加入了葡萄糖和二醋酸纖維素為共混劑，通過控制葡萄糖、二醋酸纖維素和聚丙烯腈的比例，使得到的膜孔徑均一、孔隙率高，并配合加入了氯化鈣，降低了膜液的黏度，防止了因二醋酸纖維素的加入引起的純水通量的降低，使膜具有較高水通量。
【具體實施方式】
[0020]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0021]實施例1
[0022]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0023]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成；
[0024]S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N_ 二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液；
[0025]S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為15kV，溫度為25°C，相對濕度為10%，紡絲距離為25cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.5mL/h;
[0026]S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。
[0027]實施例2
[0028]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0029]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成；
[0030]S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N_ 二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液；
[0031]S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為25kV，溫度為10°C，相對濕度為20%，紡絲距離為10cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為lmL/h;
[0032]S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。
[0033]實施例3
[0034]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0035]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成;所述復合抗菌劑的制備工藝具體如下:將N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至65°C，通氮氣，加入甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和過硫酸銨，其中，N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅的重量比為3:5:2:8，在85 °C下反應1h，反應結束后得到所述復合抗菌劑；
[0036]S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N_ 二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液;其中，聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖的重量比為30:5:1;
[0037]S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，其中，復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣、硫代二丙酸二月桂酯的重量比為3:5:0.5:8:0.2:5:0.3:1,然后加入混合溶液混合均勻，其中，復合抗菌劑的重量與混合溶液中聚丙烯腈的重量比為5:30，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為17kV，溫度為21°C，相對濕度為13%，紡絲距離為20cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.65mL/h;
[0038]S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。
[0039]實施例4
[0040]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0041]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成;所述復合抗菌劑的制備工藝具體如下:將N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至75°C，通氮氣，加入甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和過硫酸銨，在70°C下反應20h，反應結束后得到所述復合抗菌劑；其中，在復合抗菌劑的制備過程中，N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅的重量比為10:1:5:1;
[0042]S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液;其中，聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖的重量比為50:2:8;
[0043]S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，其中，復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣、硫代二丙酸二月桂酯的重量比為10:2:2:1:1.5:1:1:0.1;然后加入混合溶液混合均勻，其中，復合抗菌劑的重量與混合溶液中聚丙烯腈的重量比為1:60，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為23kV，溫度為14°C，相對濕度為18%，紡絲距離為15cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.85mL/h;
[0044]S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。
[0045]實施例5
[0046]本發明提出的一種抗菌性纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0047]S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N_ 二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成;且復合抗菌劑的制備工藝具體如下:按重量份將5份N-(4_羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入40份二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至70°C，通氮氣，加入20份質量分數為10%的甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、30份質量分數為15%的N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、3.5份乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和0.3份過硫酸銨，在80 0C下反應15h，反應結束后得到所述復合抗菌劑；
[0048]S2、按重量份將40份聚丙烯腈、3.8份二醋酸纖維素和5份葡萄糖加入30份N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，其中，混合溶劑中，N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的體積比為2:5，攪拌溶解得到混合溶液；
[0049]S3、按重量份將7份復合抗菌劑、3份聚乙烯醇、I份鋰皂石、5份銀離子負載沸石分子篩、I份納米二氧化鈦、3份氧化鋁溶膠、0.5份氯化鈣和0.1份硫代二丙酸二月桂酯加入30份水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，其中，加入的混合溶液中的聚丙烯腈的重量與復合抗菌劑的重量比為40:2，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為20kV，溫度為20 0C，相對濕度為15 %，紡絲距離為15cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.65mL/h;
[0050]S4、將原絲置于55°C的水中浸泡20min，在85°C的條件下真空干燥5h得到所述抗菌性纖維膜。
[0051]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成； S2、將聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖加入N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，攪拌溶解得到混合溶液； S3、將復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣和硫代二丙酸二月桂酯加入水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為15-.25kV，溫度為10-25°C，相對濕度為10-20%，紡絲距離為10-25cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為.0.5-lmL/h； S4、將原絲置于水中浸泡，干燥后得到所述抗菌性纖維膜。2.根據權利要求1所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，在SI中，所述復合抗菌劑的制備工藝具體如下:將N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至65-75°C，通氮氣，加入甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和過硫酸銨，在70-85°C下反應10-20h，反應結束后得到所述復合抗菌劑。3.根據權利要求1或2所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，在SI中，在復合抗菌劑的制備過程中，N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅的重量比為3-10:1-5: 2-5:1-.8。4.根據權利要求1-3中任一項所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，在S2中，聚丙烯腈、二醋酸纖維素和葡萄糖的重量比為30-50:2-5:1-8。5.根據權利要求1-4中任一項所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，在S3中，復合抗菌劑、聚乙烯醇、鋰皂石、銀離子負載沸石分子篩、納米二氧化鈦、氧化鋁溶膠、氯化鈣、硫代二丙酸二月桂酯的重量比為 3-10:2-5:0.5-2:1-8:0.2-1.5:1-5:0.3-1:0.1-1。6.根據權利要求1-5中任一項所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，在S3中，復合抗菌劑的重量與混合溶液中聚丙烯腈的重量比為1-5:30-60。7.根據權利要求1-6中任一項所述抗菌性纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、制備復合抗菌劑;其中，所述復合抗菌劑由N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥丙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅聚合而成;且復合抗菌劑的制備工藝具體如下:按重量份將5份N-(4-羥基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入40份二甲基甲酰胺中攪拌均勻，升溫至70°C，通氮氣，加入20份質量分數為10%的甲基丙烯酸2-羥丙酯水溶液、30份質量分數為15%的N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液、3.5份乙烯基三乙氧基硅烷改性納米氧化鋅和0.3份過硫酸銨，在80°C下反應.15h，反應結束后得到所述復合抗菌劑； S2、按重量份將40份聚丙烯腈、3.8份二醋酸纖維素和5份葡萄糖加入30份N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶劑中，其中，混合溶劑中，N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的體積比為2:5，攪拌溶解得到混合溶液； S3、按重量份將7份復合抗菌劑、3份聚乙烯醇、I份鋰皂石、5份銀離子負載沸石分子篩、.1份納米二氧化鈦、3份氧化鋁溶膠、0.5份氯化鈣和0.1份硫代二丙酸二月桂酯加入30份水中混合均勻，然后加入混合溶液混合均勻，其中，加入的混合溶液中的聚丙烯腈的重量與復合抗菌劑的重量比為40:2，靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中靜電紡絲得到原絲，其中，在靜電紡絲的過程中，紡絲電壓為20kV，溫度為20°C，相對濕度為15%，紡絲距離為15cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.65mL/h; S4、將原絲置于55°C的水中浸泡20min，在85°C的條件下真空干燥5h得到所述抗菌性纖維膜。
【文檔編號】D01F1/10GK105839295SQ201610430641
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】魏松
【申請人】安慶市天虹新型材料科技有限公司