本發明涉及水(shui)凈化材(cai)料領域(yu)，尤其(qi)涉及一種多元離(li)子抗菌碳(tan)纖(xian)維濾芯。
背景技術：
濾芯用于分(fen)離液體或者(zhe)氣體中固體顆粒(li)，或者(zhe)使不(bu)同的物質成分(fen)充分(fen)接觸，加快反應時(shi)間(jian)，可保護設備的正常工作或者(zhe)空氣的潔(jie)(jie)凈，當(dang)流(liu)體進入(ru)置有一定規格濾網的濾芯后，其雜質被阻擋，而清潔(jie)(jie)的流(liu)物通過(guo)濾芯流(liu)出。
在濾(lv)(lv)芯(xin)中(zhong)，通(tong)常會添加有(you)抗(kang)菌(jun)(jun)劑(ji)，以(yi)對(dui)過濾(lv)(lv)介(jie)質起(qi)到殺菌(jun)(jun)作(zuo)用(yong)(yong)。如申請號(hao)為CN201310139477.3的(de)中(zhong)國專利(li)公(gong)開了一種濾(lv)(lv)芯(xin)，所述濾(lv)(lv)芯(xin)為由(you)多層(ceng)疊放(fang)的(de)無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)纏繞(rao)形成的(de)中(zhong)空管狀體，所述多層(ceng)疊放(fang)的(de)無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)包括至少(shao)一層(ceng)紡(fang)粘(zhan)無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)和(he)至少(shao)一層(ceng)熔噴無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)，所述濾(lv)(lv)芯(xin)的(de)各無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)層(ceng)間相互熱粘(zhan)接，所述熔噴無紡(fang)布(bu)(bu)(bu)含有(you)抗(kang)菌(jun)(jun)劑(ji)。該發(fa)明還(huan)提供了該濾(lv)(lv)芯(xin)的(de)制造方(fang)法。還(huan)提供另一種濾(lv)(lv)芯(xin)及(ji)其制造方(fang)法。該發(fa)明實(shi)施例的(de)濾(lv)(lv)芯(xin)，可以(yi)同時(shi)起(qi)到截留(liu)和(he)殺菌(jun)(jun)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)，可以(yi)去除水中(zhong)的(de)99.0％以(yi)上細菌(jun)(jun)。由(you)于(yu)濾(lv)(lv)芯(xin)提高了抗(kang)菌(jun)(jun)性能，因此(ci)可延長濾(lv)(lv)芯(xin)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命，可以(yi)達到18月以(yi)上。
雖然上述濾(lv)芯中(zhong)(zhong)這(zhe)些抗(kang)菌(jun)劑(ji)對細菌(jun)有(you)(you)顯著的預(yu)防抵制作用，但這(zhe)些抗(kang)菌(jun)劑(ji)中(zhong)(zhong)有(you)(you)的抗(kang)菌(jun)劑(ji)的抗(kang)菌(jun)活性卻存在問題(ti)。
第一(yi)(yi)種：人(ren)們發現帶有長鏈烷(wan)基的(de)(de)季(ji)銨鹽基團具有很強(qiang)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌性能，但是有機(ji)小分(fen)子抗(kang)(kang)(kang)菌劑存在易揮發、不(bu)易加工、化(hua)學穩(wen)定性差(cha)等(deng)缺點，而且小分(fen)子抗(kang)(kang)(kang)菌劑會滲透進人(ren)體皮膚(fu)，給人(ren)的(de)(de)生命安全帶來更大隱患。如申請號(hao)為(wei)201210313532.1的(de)(de)中國專利公(gong)開了一(yi)(yi)種抗(kang)(kang)(kang)菌高分(fen)子材料，由以下重量份(fen)數(shu)的(de)(de)成(cheng)份(fen)組成(cheng)：50-60份(fen)聚(ju)(ju)對苯二甲酸(suan)乙二酯，5-10份(fen)抗(kang)(kang)(kang)菌劑，0.5-1.5份(fen)氧(yang)(yang)化(hua)聚(ju)(ju)乙烯(xi)，1-3份(fen)聚(ju)(ju)丁二醇(chun)，0.5-0.8份(fen)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)劑168。該(gai)明的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌劑為(wei)異噻(sai)唑酮衍(yan)生物或季(ji)銨鹽類。
第二(er)種：季膦(lin)鹽類(lei)中陽離子(zi)和分離子(zi)對聚季膦(lin)鹽抗菌(jun)活性有很大影響，若(ruo)形成離子(zi)相對緊密(mi)的化合(he)物(wu)，其抗菌(jun)性能就(jiu)會降低。
第三種：有機(ji)錫(xi)類(lei)的(de)抗(kang)(kang)菌(jun)劑。研究(jiu)顯示，含有機(ji)錫(xi)抗(kang)(kang)菌(jun)團的(de)抗(kang)(kang)菌(jun)劑對于革蘭(lan)氏陰性(xing)細胞的(de)殺(sha)滅率較低(di)，在單體共聚后(hou)，會(hui)導致抗(kang)(kang)菌(jun)基因團濃(nong)度的(de)下降(jiang)(jiang)，抗(kang)(kang)菌(jun)活性(xing)也(ye)跟著下降(jiang)(jiang)。
技術實現要素：
為(wei)了解決上述技術(shu)問題，本發(fa)明(ming)提(ti)供了一種多(duo)元(yuan)離(li)(li)(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌(jun)碳纖維(wei)濾芯。本發(fa)明(ming)制得(de)的(de)(de)多(duo)元(yuan)離(li)(li)(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌(jun)碳纖維(wei)濾芯能(neng)夠克(ke)服上述缺點，本發(fa)明(ming)的(de)(de)多(duo)元(yuan)離(li)(li)(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌(jun)碳纖維(wei)濾芯中含有(you)多(duo)元(yuan)離(li)(li)(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌(jun)材料(liao)，其利用(yong)離(li)(li)(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌(jun)原理(li)和(he)微磁電場技術(shu)原理(li)，穩定性(xing)好，抗(kang)(kang)菌(jun)活(huo)性(xing)高(gao)，且具有(you)吸附能(neng)力；能(neng)夠有(you)效地(di)提(ti)高(gao)高(gao)分(fen)(fen)子(zi)材料(liao)的(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)性(xing)能(neng)和(he)使用(yong)壽命，避免了傳統高(gao)分(fen)(fen)子(zi)中抗(kang)(kang)菌(jun)材料(liao)的(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)性(xing)、耐(nai)水(shui)解性(xing)、抗(kang)(kang)氧化性(xing)低(di)下，不耐(nai)酸堿，使用(yong)壽命低(di)和(he)溫度依賴性(xing)太強等(deng)問題。
本(ben)發明的具體技術方案為：一種多(duo)元離子抗(kang)菌碳纖維(wei)濾芯，由以(yi)下(xia)步驟制得(de)：
(A)多(duo)元(yuan)(yuan)離(li)子(zi)高(gao)分子(zi)抗(kang)(kang)菌母(mu)料的(de)(de)制備：將氧化鈰(shi)粉、長石(shi)粉、三氧化四鐵與聚氯乙(yi)烯(xi)或聚丙烯(xi)按(an)質(zhi)量(liang)(liang)比0.4-0.6:0.4-0.6:0.8-1.2:8混(hun)合(he)，然后(hou)向混(hun)合(he)物中(zhong)加入(ru)其(qi)質(zhi)量(liang)(liang)1-5％的(de)(de)食用(yong)植(zhi)物油并混(hun)勻；采(cai)用(yong)雙螺桿(gan)機擠(ji)壓(ya)造粒(li)得(de)到(dao)A母(mu)料；向A母(mu)料中(zhong)加入(ru)其(qi)質(zhi)量(liang)(liang)0.1-5％的(de)(de)多(duo)元(yuan)(yuan)離(li)子(zi)抗(kang)(kang)菌材料，20-40℃下攪拌(ban)混(hun)勻后(hou)再次(ci)進(jin)入(ru)雙螺桿(gan)機擠(ji)壓(ya)造粒(li)，得(de)到(dao)多(duo)元(yuan)(yuan)離(li)子(zi)高(gao)分子(zi)抗(kang)(kang)菌母(mu)料。
其(qi)中(zhong)，食用(yong)植物油起(qi)到潤滑、粘合(he)的作用(yong)。
(B)聚丙烯腈共(gong)聚物的制(zhi)備：采用水相沉淀聚合法制(zhi)得粉狀的含有(you)所述(shu)多元(yuan)離子高(gao)分子抗菌母料的聚丙烯腈共(gong)聚物。
(C)聚丙(bing)烯腈(jing)纖(xian)維(wei)的制(zhi)備(bei)：將(jiang)聚丙(bing)烯腈(jing)共聚物與二(er)甲基甲酰(xian)胺(an)按質量比2.5-3.5:1混合，通過(guo)紡(fang)絲工藝制(zhi)得聚丙(bing)烯腈(jing)纖(xian)維(wei)。
(D)纖(xian)維后處理：將(jiang)(jiang)聚丙烯(xi)腈(jing)纖(xian)維在(zai)空(kong)氣中加熱(re)至(zhi)(zhi)260-280℃并保溫0.5-3h，進行預氧化處理，成(cheng)為預氧化纖(xian)維；再(zai)將(jiang)(jiang)預氧化纖(xian)維在(zai)惰性(xing)氣體加熱(re)至(zhi)(zhi)1500-1700℃進行碳(tan)化處理，形成(cheng)碳(tan)纖(xian)維。
預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)處理是纖(xian)(xian)維碳(tan)化(hua)(hua)的(de)(de)預(yu)備(bei)階段。預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)，聚(ju)丙烯(xi)腈線性高分子(zi)受熱氧(yang)(yang)化(hua)(hua)，發(fa)生氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、熱解(jie)、交聯、環化(hua)(hua)等一系列化(hua)(hua)學(xue)反(fan)(fan)應形成(cheng)耐熱梯形高分子(zi)，顏色由白色逐(zhu)漸變成(cheng)黃色、棕色，最后(hou)形成(cheng)黑色的(de)(de)預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)纖(xian)(xian)維。預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)處理后(hou)，聚(ju)丙烯(xi)腈纖(xian)(xian)維直接加熱不熔不燃，仍能夠保持其原來的(de)(de)纖(xian)(xian)維狀態。碳(tan)化(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)，則纖(xian)(xian)維進一步產(chan)生交聯環化(hua)(hua)、芳構(gou)(gou)化(hua)(hua)及縮聚(ju)等反(fan)(fan)應，并(bing)脫除氫、氮、氧(yang)(yang)原子(zi)，最后(hou)形成(cheng)二(er)維碳(tan)環平面(mian)網狀結(jie)構(gou)(gou)和層片(pian)粗(cu)糙平行的(de)(de)亂層石(shi)墨結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)碳(tan)纖(xian)(xian)維長。碳(tan)化(hua)(hua)后(hou)的(de)(de)纖(xian)(xian)維具有強大的(de)(de)吸附能力和活力，能夠將抗菌劑的(de)(de)效果發(fa)揮到最大。
(E)濾(lv)芯(xin)(xin)制(zhi)備：將碳纖維利用(yong)機(ji)器纏繞(rao)成柱狀濾(lv)芯(xin)(xin)形成纏繞(rao)濾(lv)芯(xin)(xin)，或按照噴熔(rong)濾(lv)芯(xin)(xin)工(gong)藝(yi)生產噴熔(rong)濾(lv)芯(xin)(xin)，從(cong)而制(zhi)得(de)多元離子抗(kang)菌碳纖維濾(lv)芯(xin)(xin)。
本發明(ming)的多元(yuan)離子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌(jun)碳(tan)纖維(wei)濾芯中(zhong)含有(you)多元(yuan)離子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌(jun)材(cai)(cai)(cai)料，其利用離子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌(jun)原(yuan)理和微磁電場技術原(yuan)理，穩(wen)定性(xing)好，抗(kang)菌(jun)活性(xing)高(gao)，且具有(you)吸附能(neng)力；能(neng)夠有(you)效地提高(gao)高(gao)分子(zi)(zi)(zi)材(cai)(cai)(cai)料的抗(kang)菌(jun)性(xing)能(neng)和使用壽(shou)命(ming)，避免了傳統(tong)高(gao)分子(zi)(zi)(zi)中(zhong)抗(kang)菌(jun)材(cai)(cai)(cai)料的抗(kang)菌(jun)性(xing)、耐水解性(xing)、抗(kang)氧化性(xing)低(di)(di)下，不(bu)耐酸堿，使用壽(shou)命(ming)低(di)(di)和溫度依賴性(xing)太強等問題。
其抗(kang)菌(jun)活性(xing)高的(de)原因(yin)在(zai)(zai)(zai)(zai)于：由于濾芯內部含有(you)多種(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子，在(zai)(zai)(zai)(zai)濾芯內部形成了原電(dian)池(chi)效(xiao)應，這(zhe)幾種(zhong)金(jin)屬(shu)之(zhi)間的(de)價(jia)格差(cha)導致它們之(zhi)間形成了電(dian)位差(cha)，這(zhe)樣就會(hui)(hui)導致在(zai)(zai)(zai)(zai)水(shui)流通(tong)過時會(hui)(hui)因(yin)為電(dian)位差(cha)形成電(dian)流，在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)流作用下會(hui)(hui)對水(shui)中的(de)各種(zhong)金(jin)屬(shu)進行(xing)捕捉，減少水(shui)中各種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)含量。同時碳化后的(de)纖(xian)維具(ju)有(you)強大的(de)吸附能(neng)力和活力，能(neng)夠將抗(kang)菌(jun)劑的(de)效(xiao)果發揮到最大。
作為優選(xuan)，步(bu)驟(A)中(zhong)，所述氧化鈰粉、長石粉、三氧化四鐵的(de)粒度為200-800目。
作為優選，步驟(A)中(zhong)，所述多元離子抗菌材料的制備方法(fa)為：
(1)先按質(zhi)量(liang)比(bi)0.5-0.6:1將二(er)氧(yang)化硅(gui)與(yu)水混(hun)(hun)合，再將其(qi)加入到0.4-0.6倍質(zhi)量(liang)的水中(zhong)，攪(jiao)拌(ban)得(de)到懸(xuan)浮(fu)液(ye)；將硝酸(suan)(suan)銀、硝酸(suan)(suan)鋅(xin)和氧(yang)化鎂各自與(yu)懸(xuan)浮(fu)液(ye)按質(zhi)量(liang)比(bi)1.5-2:1混(hun)(hun)合，得(de)到三(san)種溶(rong)(rong)液(ye)；將三(san)種溶(rong)(rong)液(ye)分(fen)別用水浴加熱至(zhi)28-35℃，然后將三(san)種溶(rong)(rong)液(ye)混(hun)(hun)合并持續攪(jiao)拌(ban)至(zhi)完全溶(rong)(rong)解，得(de)到溶(rong)(rong)液(ye)A。
將二(er)氧化(hua)硅先與(yu)一部分水混合(he)(he)，然后再加入到水中，如此能(neng)夠形成穩定(ding)的懸浮液，如果直(zhi)接將二(er)氧化(hua)硅與(yu)全部水混合(he)(he)，便無法形成懸浮液。二(er)氧化(hua)硅與(yu)各金(jin)屬(shu)離子結(jie)合(he)(he)后，作為載體(ti)，穩定(ding)性(xing)好。
(2)先將(jiang)銅熔(rong)融，接著添加鋅(xin)使鋅(xin)與銅熔(rong)融混(hun)合，然后(hou)(hou)添加木(mu)炭(tan)粉(fen)，其(qi)中銅、鋅(xin)、木(mu)炭(tan)粉(fen)的質(zhi)量比為1:1.4-1.6:2.8-3.2；混(hun)合均勻后(hou)(hou)降溫(wen)冷(leng)卻，研磨得到復合黃銅粉(fen)。
當復合黃(huang)銅中鋅含(han)量(liang)小于(yu)(yu)35％時，鋅能(neng)溶于(yu)(yu)銅內形成(cheng)單相，成(cheng)為(wei)單相黃(huang)銅。這種黃(huang)銅可(ke)塑性好，適于(yu)(yu)冷(leng)熱加壓(ya)加工，在(zai)材(cai)料中有(you)助于(yu)(yu)穩定材(cai)料的性能(neng)，也有(you)助于(yu)(yu)抗(kang)菌劑的穩定。
在(zai)制(zhi)備過程中(zhong)(zhong)(zhong)注意需要先溶解(jie)銅，因為(wei)銅與鋅的(de)(de)(de)溶解(jie)溫度(du)不(bu)同，如果先溶解(jie)鋅的(de)(de)(de)話會(hui)導致在(zai)還(huan)沒達(da)到銅的(de)(de)(de)溶解(jie)溫度(du)時鋅就被(bei)蒸(zheng)發消耗。在(zai)黃銅中(zhong)(zhong)(zhong)加入木(mu)(mu)炭，會(hui)使抗(kang)菌(jun)材(cai)料在(zai)原有的(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)效果下具(ju)有吸附(fu)力，而木(mu)(mu)炭作為(wei)抗(kang)菌(jun)材(cai)料中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)載體(ti)和骨架，讓抗(kang)菌(jun)材(cai)料中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)各(ge)種金(jin)屬(shu)離子被(bei)吸附(fu)，對于在(zai)材(cai)料中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)，更是在(zai)表面形成了(le)抗(kang)菌(jun)膜，提高了(le)滅(mie)菌(jun)率。
(3)按質(zhi)(zhi)量(liang)比1.1-1.3:2將復合(he)(he)(he)黃銅粉(fen)加入到(dao)(dao)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)A中(zhong)，形成混合(he)(he)(he)物(wu)B；配(pei)制pH值為4.2-5的硝(xiao)酸溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)，將混合(he)(he)(he)物(wu)B加入到(dao)(dao)其1.8-2.2倍質(zhi)(zhi)量(liang)的硝(xiao)酸溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)；升(sheng)溫至(zhi)100-140℃；配(pei)制冰醋酸和二(er)乙(yi)醇胺(an)總濃度為30-40wt％的溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)，添加至(zhi)硝(xiao)酸溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)，產生(sheng)沉(chen)淀(dian)并洗(xi)滌沉(chen)淀(dian)，然后(hou)升(sheng)溫、洗(xi)滌重復多次；每次洗(xi)滌時冰醋酸和二(er)乙(yi)醇胺(an)的溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)的用(yong)量(liang)為硝(xiao)酸溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)量(liang)的0.4-0.6倍；向溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)添加溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)量(liang)0.3-0.4倍的二(er)氧化鈦，烘干，冷卻后(hou)，得到(dao)(dao)多元離子抗(kang)菌材料。
將(jiang)復合黃銅粉與溶液A混合，然(ran)后制得多元離(li)子抗(kang)菌(jun)材料(liao)，抗(kang)菌(jun)材料(liao)中加入二(er)氧(yang)化鈦(tai)，不(bu)僅能(neng)(neng)夠起到抗(kang)菌(jun)作(zuo)用，而且能(neng)(neng)夠增加粉體白度(du)和耐高溫性能(neng)(neng)的(de)穩定。
目前的高分子材料中所(suo)添加的抗(kang)菌(jun)(jun)劑一般為以(yi)下(xia)三類(lei)：季銨鹽(yan)類(lei)抗(kang)菌(jun)(jun)劑、季膦鹽(yan)類(lei)抗(kang)菌(jun)(jun)劑、含有(you)機錫基(ji)團的抗(kang)菌(jun)(jun)劑。但是上述三種(zhong)抗(kang)菌(jun)(jun)劑均存在各自的缺(que)點：
(1)含季銨鹽類抗菌劑的高分子材料的抗菌能力受長鏈烷基的影響較大。是因為其中的R1鏈的長短對抗菌能(neng)力影(ying)響(xiang)較大，特(te)別是其中的碳(tan)(tan)原子數量沒(mei)(mei)在(zai)10-16之間時，抗菌劑對細菌基(ji)本沒(mei)(mei)有(you)殺傷力，所以(yi)就必須要將碳(tan)(tan)原子控制在(zai)這(zhe)之間，抗菌劑才會有(you)效果，但(dan)這(zhe)種技術和這(zhe)種要求不(bu)僅成本高還很難(nan)達到。
(2)含(han)有季膦鹽類的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌劑在(zai)離(li)子(zi)緊(jin)密的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下抗(kang)(kang)菌活(huo)性(xing)(xing)(xing)差。這(zhe)種(zhong)抗(kang)(kang)菌劑只有在(zai)形成(cheng)自由離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，抗(kang)(kang)菌活(huo)性(xing)(xing)(xing)才會較為活(huo)躍(yue)，也就說，只有提(ti)高季膦鹽單(dan)體的(de)(de)(de)(de)含(han)量，才能提(ti)高它的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌活(huo)性(xing)(xing)(xing)。雖(sui)然現在(zai)的(de)(de)(de)(de)技術可以合成(cheng)含(han)锍鹽基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)聚合物(wu)，比(bi)小(xiao)分子(zi)抗(kang)(kang)菌活(huo)性(xing)(xing)(xing)要好，但這(zhe)種(zhong)抗(kang)(kang)菌劑的(de)(de)(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)(xing)較差。而且這(zhe)種(zhong)環境下的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌劑不(bu)僅效果差更重要的(de)(de)(de)(de)是(shi)不(bu)安全。
(3)含(han)有(you)機錫(xi)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)劑對于革(ge)蘭氏(shi)(shi)陰性(xing)細胞的(de)(de)(de)(de)殺滅(mie)率較低。造成這(zhe)種情況出現的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因是因為(wei)單體(ti)共(gong)聚(ju)后，由于抗(kang)菌(jun)基(ji)(ji)團濃度(du)的(de)(de)(de)(de)下降(jiang)，抗(kang)菌(jun)活性(xing)也(ye)隨之下降(jiang)。這(zhe)種離子單體(ti)共(gong)聚(ju)是借(jie)助催(cui)化劑的(de)(de)(de)(de)作用(yong)使幾種單體(ti)分子活化成離子而進(jin)行共(gong)聚(ju)的(de)(de)(de)(de)反應，這(zhe)是現階段這(zhe)種抗(kang)菌(jun)劑主要的(de)(de)(de)(de)合成方法(fa)(fa)。因為(wei)這(zhe)種合成方法(fa)(fa)對金黃(huang)色葡(pu)萄色球菌(jun)有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)殺滅(mie)率，所以(yi)克服其對革(ge)蘭氏(shi)(shi)陰性(xing)細胞的(de)(de)(de)(de)殺滅(mie)率低的(de)(de)(de)(de)問題(ti)是現在(zai)要解決的(de)(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)。
本發明(ming)的多(duo)元(yuan)離(li)子抗菌(jun)(jun)材料(liao)(liao)利用(yong)離(li)子抗菌(jun)(jun)原理和(he)微磁(ci)電場技術原理，形成了(le)一(yi)種新(xin)型高(gao)(gao)效高(gao)(gao)分(fen)子抗菌(jun)(jun)添加(jia)材料(liao)(liao)。有(you)效地(di)提高(gao)(gao)了(le)高(gao)(gao)分(fen)子材料(liao)(liao)的抗菌(jun)(jun)性能和(he)使用(yong)壽(shou)命(ming)，避免(mian)了(le)傳統高(gao)(gao)分(fen)子抗菌(jun)(jun)材料(liao)(liao)的抗菌(jun)(jun)性低(di)下(xia)、使用(yong)壽(shou)命(ming)低(di)和(he)溫度依賴性太(tai)強等(deng)問題(ti)，使一(yi)般的磁(ci)電高(gao)(gao)分(fen)子材料(liao)(liao)符合了(le)社會需求。其優點具(ju)體為：
(1)多元離子抗菌材料通過離子抗菌的方法來提高抗菌能力。針對上述三種抗菌劑出現的問題，用于高分子材料的多元離子抗菌材料在磁電的基礎上，通過離子抗菌的手段，吸附交換各種離子，穩定了R1鏈的長短(duan)，將其控(kong)制在(zai)可(ke)控(kong)范(fan)圍內，使抗菌性(xing)達到最(zui)活(huo)躍(yue)的狀態。而對(dui)于離子(zi)(zi)出現緊密的狀態造成(cheng)抗菌活(huo)性(xing)差的問(wen)題，在(zai)離子(zi)(zi)交換中(zhong)可(ke)以(yi)(yi)將單個的季膦(lin)鹽單體含量提(ti)高(gao)以(yi)(yi)提(ti)高(gao)抗菌活(huo)性(xing)。而離子(zi)(zi)單體共聚可(ke)以(yi)(yi)使用離子(zi)(zi)交換法來打破這種局面，并且(qie)可(ke)以(yi)(yi)添(tian)加各(ge)種對(dui)人體無害的離子(zi)(zi)來使抗菌性(xing)能提(ti)高(gao)。
(2)多元(yuan)離子抗菌材(cai)料(liao)可以有效(xiao)干擾細(xi)(xi)胞壁(bi)的合成。細(xi)(xi)菌細(xi)(xi)胞壁(bi)重要組分為肽(tai)聚糖，離子抗菌劑對(dui)細(xi)(xi)胞壁(bi)的干擾作(zuo)用，主要抑制(zhi)多糖鏈與四肽(tai)交聯有連結，從而使細(xi)(xi)胞壁(bi)失去完整(zheng)性，失去了對(dui)滲透壓的保護(hu)作(zuo)用，損害菌體而死(si)亡。
多元(yuan)離子抗菌(jun)材料(liao)可損(sun)(sun)傷細(xi)(xi)(xi)胞膜。細(xi)(xi)(xi)胞膜是細(xi)(xi)(xi)菌(jun)細(xi)(xi)(xi)胞生命活動(dong)重要的(de)組成部分。因此，如細(xi)(xi)(xi)胞膜受損(sun)(sun)傷、破壞，將(jiang)導致(zhi)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)死亡。
多元(yuan)離(li)子(zi)抗(kang)菌材(cai)料能(neng)夠抑(yi)制蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的合(he)成(cheng)。蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的合(he)成(cheng)過程(cheng)變更、停(ting)(ting)止、使細菌死亡(wang)。蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)對于細菌來(lai)說是(shi)(shi)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)基礎，是(shi)(shi)有(you)機(ji)大分子(zi)，是(shi)(shi)構成(cheng)細胞的基本(ben)有(you)機(ji)物(wu)，是(shi)(shi)生命(ming)活(huo)動的主(zhu)要承擔者(zhe)(zhe)。沒有(you)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)就沒有(you)生命(ming)，而離(li)子(zi)交(jiao)換法破環(huan)了蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的合(he)成(cheng)過程(cheng)，使整(zheng)個過程(cheng)變更或者(zhe)(zhe)停(ting)(ting)止，這樣細菌就停(ting)(ting)止生長或者(zhe)(zhe)死亡(wang)。
多元離子抗菌材料能夠(gou)干(gan)擾核酸的(de)(de)合成(cheng)(cheng)。總(zong)的(de)(de)說是阻礙遺傳信(xin)息的(de)(de)復(fu)制(zhi)，包括DNA、RNA的(de)(de)合成(cheng)(cheng)，以(yi)及DNA模板轉錄mRNA等。
(3)添加(jia)有(you)多(duo)元離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌材(cai)(cai)料(liao)的(de)高(gao)分子(zi)(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)長(chang)。高(gao)分子(zi)(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)一般和抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)直接相關，抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)能力越好，使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)就越長(chang)；反之(zhi)則相反。而多(duo)元離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌材(cai)(cai)料(liao)的(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)加(jia)強是通過(guo)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌的(de)技術(shu)來實現(xian)的(de)，加(jia)強了耐氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)，會讓其(qi)在一定時間內保持其(qi)固有(you)的(de)屬性(xing)(xing)，不(bu)被氧(yang)化(hua)(hua)，延長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)。而且離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換可以加(jia)入抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)，使(shi)材(cai)(cai)料(liao)隔(ge)絕氧(yang)氣，提升材(cai)(cai)料(liao)的(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)，增(zeng)加(jia)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)。所(suo)以對(dui)比于(yu)其(qi)他的(de)材(cai)(cai)料(liao)，添加(jia)有(you)多(duo)元離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌材(cai)(cai)料(liao)的(de)高(gao)分子(zi)(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)(shou)命(ming)會比較(jiao)長(chang)。
本(ben)發明通過磁場加強了復合金屬離子的電離活性和強度(du)，有效地(di)提高了抗菌(jun)滅菌(jun)性能，有效地(di)防(fang)止細菌(jun)的滋生。
作為(wei)優選，步驟(zou)(3)中(zhong)，所述冰(bing)醋(cu)酸(suan)和二乙醇胺的溶(rong)液中(zhong)，冰(bing)醋(cu)酸(suan)與(yu)二乙醇胺的質量比為(wei)1:1.5-2.5。
作為優選，步驟(3)中(zhong)，烘干溫(wen)度為80-100℃。
作為優選，步(bu)驟(zou)(B)中，聚丙烯腈共聚物的(de)制備過程為：
將(jiang)丙(bing)烯醇、丙(bing)烯酸甲酯、第三單(dan)體、多元離子(zi)高分子(zi)抗菌母料(liao)和引發劑(ji)按質量比2:0.9-1.1:0.15-0.25:0.4-0.6:0.7-0.8通過(guo)計量泵(beng)打入(ru)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)中，用次硝酸調(diao)節聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)液的(de)(de)pH值為1.9-2.2；接(jie)著升(sheng)溫至35-55℃進(jin)行聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)，反(fan)應(ying)(ying)1.5-2.0h，控制轉化率為81.2-83.1％；然后(hou)將(jiang)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)內含單(dan)體的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)淤(yu)漿壓到堿終(zhong)止釜(fu)中，用氫氧化鈉水溶液調(diao)節pH值，使反(fan)應(ying)(ying)終(zhong)止；將(jiang)含有單(dan)體的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)淤(yu)漿粘稠度調(diao)節為12.2-13.5％后(hou)送至脫(tuo)單(dan)體塔，用蒸汽在(zai)減壓、75-80℃條件下將(jiang)未反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)單(dan)體驅趕(gan)并(bing)回收；將(jiang)脫(tuo)除單(dan)體后(hou)的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)淤(yu)漿經過(guo)脫(tuo)水、洗(xi)滌(di)、干燥(zao)，冷卻后(hou)，得(de)到粉狀的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙(bing)烯腈共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)。
通(tong)過上述(shu)方法制備聚丙烯腈共聚物(wu)，單體反(fan)應轉化率高(gao)，制得的(de)聚丙烯腈共聚物(wu)分(fen)子(zi)量高(gao)，便于后續步驟的(de)預氧化和碳化。
作為優選，所述第三單體為含可電離酸基或堿基的單體；所述引發劑為NaClO3或Na2SO3。
作為優選(xuan)，步驟(C)中，聚(ju)丙烯腈纖維的制備過程(cheng)為：
將聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)共聚(ju)物與二甲基(ji)甲酰胺混合后，在(zai)齒(chi)輪計(ji)量泵(beng)中攪(jiao)拌熔融(rong)后加熱(re)至(zhi)145-155℃，再通過噴絲(si)(si)(si)(si)板得到聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)纖(xian)(xian)維(wei)長(chang)絲(si)(si)(si)(si)；聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)纖(xian)(xian)維(wei)長(chang)絲(si)(si)(si)(si)經(jing)過6-10m長(chang)的(de)(de)垂(chui)直(zhi)紡(fang)絲(si)(si)(si)(si)甬道(dao)(dao)，紡(fang)絲(si)(si)(si)(si)甬道(dao)(dao)的(de)(de)頂部溫度保持在(zai)200-250℃，并且用300-400℃的(de)(de)惰性氣體吹向(xiang)聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)纖(xian)(xian)維(wei)長(chang)絲(si)(si)(si)(si)；將從紡(fang)絲(si)(si)(si)(si)甬道(dao)(dao)出來的(de)(de)聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)纖(xian)(xian)維(wei)長(chang)絲(si)(si)(si)(si)在(zai)155-170℃的(de)(de)拉(la)伸裝置(zhi)上(shang)拉(la)伸8-12倍，拉(la)伸后直(zhi)徑為0.1-1mm，得到聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)纖(xian)(xian)維(wei)。
作為優(you)選，在步驟(zou)(D)中，所述聚丙烯腈纖維的分子量為6-8萬。
作為優選，步驟(E)中，所述纏繞濾(lv)芯的過濾(lv)精(jing)度為0.4-0.6微米，所述噴(pen)熔濾(lv)芯的過濾(lv)精(jing)度為0.15-0.25微米。
與現(xian)有技術對(dui)比，本發明(ming)的有益(yi)效果是：
本發明的多元離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌碳纖(xian)維濾芯中含(han)有多元離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌材(cai)料(liao)，其利用離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)抗(kang)(kang)菌原理和微(wei)磁電場技術原理，穩定性(xing)(xing)好，抗(kang)(kang)菌活性(xing)(xing)高(gao)(gao)，且具有吸附能(neng)力；能(neng)夠有效地提高(gao)(gao)高(gao)(gao)分子(zi)(zi)(zi)材(cai)料(liao)的抗(kang)(kang)菌性(xing)(xing)能(neng)和使用壽命，避免了傳統高(gao)(gao)分子(zi)(zi)(zi)中抗(kang)(kang)菌材(cai)料(liao)的抗(kang)(kang)菌性(xing)(xing)、耐水解性(xing)(xing)、抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)低下(xia)，不耐酸堿，使用壽命低和溫度依賴性(xing)(xing)太強等問題(ti)。
具體實施方式
下面結(jie)合(he)實施例對本(ben)發明作進一步的描述(shu)。
實施例1
一種多元離子抗菌(jun)碳纖維濾芯(xin)，由以下步驟(zou)制得：
多元離子抗(kang)菌材料的制備：
(1)先按(an)質量比0.55:1將(jiang)二氧化(hua)硅與水混(hun)(hun)合，再將(jiang)其(qi)加(jia)入到0.5倍(bei)質量的水中，攪拌得(de)(de)到懸浮(fu)(fu)液(ye)；將(jiang)硝酸銀(yin)、硝酸鋅和氧化(hua)鎂各自(zi)與懸浮(fu)(fu)液(ye)按(an)質量比1.8:1混(hun)(hun)合，得(de)(de)到三(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)；將(jiang)三(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)分別用(yong)水浴加(jia)熱至30℃，然(ran)后(hou)將(jiang)三(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)混(hun)(hun)合并持(chi)續攪拌至完全(quan)溶(rong)(rong)解，得(de)(de)到溶(rong)(rong)液(ye)A。
(2)先將銅熔融(rong)，接著添(tian)加(jia)鋅使鋅與(yu)銅熔融(rong)混合，然后添(tian)加(jia)木炭(tan)粉，其中(zhong)銅、鋅、木炭(tan)粉的質量比為1:1.5:3；混合均勻后降溫冷卻(que)，研磨得(de)到復合黃銅粉。
(3)按質(zhi)量(liang)比1.2:2將復合黃銅粉加(jia)入到溶液(ye)(ye)A中(zhong)，形成(cheng)混(hun)合物B；pH值為4.6的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)(ye)，將混(hun)合物B加(jia)入到其2倍質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)(ye)中(zhong)；升(sheng)溫(wen)至120℃；配制冰(bing)醋(cu)酸(suan)和二(er)乙醇胺(an)(an)總(zong)濃度為35wt％的(de)(de)(de)溶液(ye)(ye)(冰(bing)醋(cu)酸(suan)與二(er)乙醇胺(an)(an)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比為1:2)，添加(jia)至硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)(ye)中(zhong)，產生沉淀并洗(xi)(xi)滌(di)沉淀，然后升(sheng)溫(wen)、洗(xi)(xi)滌(di)重復三次；每次洗(xi)(xi)滌(di)時(shi)冰(bing)醋(cu)酸(suan)和二(er)乙醇胺(an)(an)的(de)(de)(de)溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)用量(liang)為硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)(ye)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)0.5倍。向溶液(ye)(ye)中(zhong)添加(jia)溶液(ye)(ye)質(zhi)量(liang)1/3的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)鈦，90℃烘干，冷卻后，得到多元離子抗菌材料。
(A)多元離子高分(fen)子抗(kang)菌母(mu)料(liao)的制備：將粒(li)度為(wei)500目(mu)的氧化鈰粉、長石粉、三氧化四鐵與聚氯(lv)乙烯按質(zhi)量比0.5:0.5:1:8混(hun)(hun)合，然(ran)后(hou)向混(hun)(hun)合物中(zhong)加入(ru)(ru)(ru)其質(zhi)量3％的食用植物油并(bing)混(hun)(hun)勻；采用雙螺桿(gan)機(ji)擠(ji)壓(ya)造(zao)粒(li)得到(dao)A母(mu)料(liao)；向A母(mu)料(liao)中(zhong)加入(ru)(ru)(ru)其質(zhi)量2.5％的多元離子抗(kang)菌材(cai)料(liao)，30℃下(xia)攪拌混(hun)(hun)勻后(hou)再次進入(ru)(ru)(ru)雙螺桿(gan)機(ji)擠(ji)壓(ya)造(zao)粒(li)，得到(dao)多元離子高分(fen)子抗(kang)菌母(mu)料(liao)。
(B)聚丙烯腈共聚物的制備：將丙烯醇、丙烯酸甲酯、第三單體(含可電離酸基或堿基的單體)、多元離子高分子抗菌母料和引發劑(NaClO3)按質量(liang)比2:1:0.2:0.5:0.75通過(guo)計量(liang)泵打(da)入聚合(he)釜(fu)中，用次硝(xiao)酸(suan)調(diao)節聚合(he)液的(de)(de)(de)pH值(zhi)為1.9-2.2；接(jie)著升溫至(zhi)45℃進(jin)行聚合(he)反應，反應1.75h，控制轉化(hua)率為81.2-83.1％；然后將聚合(he)釜(fu)內含單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)淤(yu)(yu)漿壓到堿終止(zhi)釜(fu)中，用氫氧化(hua)鈉水溶液調(diao)節pH值(zhi)，使(shi)反應終止(zhi)；將含有單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)淤(yu)(yu)漿粘稠(chou)度調(diao)節為12.2-13.5％后送至(zhi)脫(tuo)單(dan)(dan)體塔，用蒸(zheng)汽(qi)在減壓、78℃條(tiao)件下將未反應的(de)(de)(de)單(dan)(dan)體驅趕并回收；將脫(tuo)除單(dan)(dan)體后的(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)淤(yu)(yu)漿經過(guo)脫(tuo)水、洗(xi)滌、干燥，冷卻后，得到粉狀的(de)(de)(de)聚丙烯腈共聚物(wu)。
(C)聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)制備(bei)：將聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)共聚(ju)物與(yu)二甲基(ji)甲酰胺按質量比3:1混合，在齒(chi)輪計量泵中攪拌熔融后加熱至150℃，再通過噴絲(si)(si)板得到(dao)聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)長絲(si)(si)；聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)長絲(si)(si)經過8m長的(de)垂直紡絲(si)(si)甬(yong)道(dao)，紡絲(si)(si)甬(yong)道(dao)的(de)頂(ding)部溫度保持在225℃，并且用350℃的(de)惰性(xing)氣體吹向聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)長絲(si)(si)；將從紡絲(si)(si)甬(yong)道(dao)出來的(de)聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)長絲(si)(si)在160℃的(de)拉伸裝置(zhi)上拉伸10倍，拉伸后直徑(jing)為(wei)0.5mm左(zuo)右，得到(dao)聚(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)。
(D)纖(xian)維(wei)(wei)后處理(li)(li)：選取分(fen)子量為(wei)6-8萬的聚(ju)(ju)丙(bing)烯腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)，將聚(ju)(ju)丙(bing)烯腈(jing)纖(xian)維(wei)(wei)在空氣中加(jia)熱至270℃并保溫2h，進(jin)行(xing)預(yu)氧化處理(li)(li)，成為(wei)預(yu)氧化纖(xian)維(wei)(wei)；再將預(yu)氧化纖(xian)維(wei)(wei)在惰性氣體加(jia)熱至1600℃進(jin)行(xing)碳化處理(li)(li)，形成碳纖(xian)維(wei)(wei)。
(E)濾(lv)芯(xin)制備：將碳纖維(wei)利(li)用機器纏繞成(cheng)柱狀濾(lv)芯(xin)形(xing)成(cheng)纏繞濾(lv)芯(xin)(過(guo)濾(lv)精度約(yue)為0.5微米(mi))，或(huo)按照噴熔(rong)(rong)濾(lv)芯(xin)工藝(yi)生產噴熔(rong)(rong)濾(lv)芯(xin)(過(guo)濾(lv)精度約(yue)為0.2微米(mi))，從(cong)而制得多(duo)元離子抗菌碳纖維(wei)濾(lv)芯(xin)。
實施例2
多元離子抗菌材料的制備：
(1)先按質(zhi)量比0.5:1將(jiang)二(er)氧化硅與(yu)水混(hun)合，再將(jiang)其加入到(dao)0.4倍質(zhi)量的水中，攪(jiao)拌得到(dao)懸浮(fu)液(ye)；將(jiang)硝(xiao)酸(suan)銀、硝(xiao)酸(suan)鋅和(he)氧化鎂各自(zi)與(yu)懸浮(fu)液(ye)按質(zhi)量比1.5:1混(hun)合，得到(dao)三種溶液(ye)；將(jiang)三種溶液(ye)分(fen)別用水浴加熱至28℃，然后(hou)將(jiang)三種溶液(ye)混(hun)合并持續攪(jiao)拌至完全溶解，得到(dao)溶液(ye)A。
(2)先(xian)將銅(tong)熔融，接著添加鋅(xin)使鋅(xin)與銅(tong)熔融混合(he)，然后添加木(mu)炭粉(fen)，其中銅(tong)、鋅(xin)、木(mu)炭粉(fen)的質量比為(wei)1:1.4:2.8；混合(he)均勻(yun)后降溫冷卻(que)，研磨(mo)得到復合(he)黃銅(tong)粉(fen)。
(3)按(an)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)比1.2:2將(jiang)復合黃銅粉加(jia)入到溶(rong)(rong)(rong)液A中(zhong)，形成混合物B；配制pH值(zhi)為4.2的(de)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)(rong)液，將(jiang)混合物B加(jia)入到其1.8倍質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)；升溫至(zhi)100℃；配制冰(bing)醋(cu)酸(suan)和二(er)(er)乙醇(chun)胺總濃度(du)為30wt％的(de)溶(rong)(rong)(rong)液(冰(bing)醋(cu)酸(suan)與(yu)二(er)(er)乙醇(chun)胺的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)比為1:1.5)，添加(jia)至(zhi)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)，產生沉(chen)淀(dian)并(bing)洗滌(di)沉(chen)淀(dian)，然后升溫、洗滌(di)重(zhong)復三(san)；每次洗滌(di)時冰(bing)醋(cu)酸(suan)和二(er)(er)乙醇(chun)胺的(de)溶(rong)(rong)(rong)液的(de)用(yong)量(liang)為硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)(rong)液質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)0.4倍。向(xiang)溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)添加(jia)溶(rong)(rong)(rong)液質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)0.3倍的(de)二(er)(er)氧化鈦，80℃烘干，冷卻后，得到多元離子抗菌材(cai)料。
(A)多元(yuan)(yuan)離(li)(li)子高分子抗(kang)(kang)菌(jun)母(mu)(mu)料的制備：將粒(li)度為200目(mu)的氧(yang)化鈰粉(fen)、長石(shi)粉(fen)、三氧(yang)化四鐵與聚丙烯按質量(liang)比0.4:0.4:0.8:8混(hun)(hun)合，然后向混(hun)(hun)合物中加(jia)入(ru)其質量(liang)1％的食(shi)用植物油并(bing)混(hun)(hun)勻；采(cai)用雙螺桿機擠(ji)壓(ya)造粒(li)得(de)到(dao)A母(mu)(mu)料；向A母(mu)(mu)料中加(jia)入(ru)其質量(liang)0.1％的多元(yuan)(yuan)離(li)(li)子抗(kang)(kang)菌(jun)材(cai)料，20℃下攪(jiao)拌混(hun)(hun)勻后再次進(jin)入(ru)雙螺桿機擠(ji)壓(ya)造粒(li)，得(de)到(dao)多元(yuan)(yuan)離(li)(li)子高分子抗(kang)(kang)菌(jun)母(mu)(mu)料。
(B)聚丙烯腈共聚物的制備：將丙烯醇、丙烯酸甲酯、第三單體(含可電離酸基或堿基的單體)、多元離子高分子抗菌母料和引發劑(Na2SO3)按質量比2:0.9:0.15:0.4:0.7通(tong)過計量泵打入聚(ju)(ju)合(he)釜中(zhong)，用次硝酸調(diao)(diao)節聚(ju)(ju)合(he)液的(de)(de)pH值為(wei)1.9-2.2；接(jie)著(zhu)升(sheng)溫至35℃進行聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應，反(fan)應2.0h，控(kong)制(zhi)轉(zhuan)化率為(wei)81.2-83.1％；然后將聚(ju)(ju)合(he)釜內(nei)含單(dan)體(ti)的(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)淤漿壓(ya)到堿(jian)終止釜中(zhong)，用氫氧化鈉水(shui)溶(rong)液調(diao)(diao)節pH值，使反(fan)應終止；將含有(you)單(dan)體(ti)的(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)淤漿粘稠度調(diao)(diao)節為(wei)12.2-13.5％后送(song)至脫單(dan)體(ti)塔(ta)，用蒸汽在減(jian)壓(ya)、75℃條件(jian)下(xia)將未(wei)反(fan)應的(de)(de)單(dan)體(ti)驅趕并回收；將脫除單(dan)體(ti)后的(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)淤漿經(jing)過脫水(shui)、洗滌、干燥，冷卻后，得到粉狀(zhuang)的(de)(de)聚(ju)(ju)丙烯腈共(gong)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)。
(C)聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)的(de)(de)(de)制備：將聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)共聚(ju)物與(yu)二(er)甲基(ji)甲酰胺按質量比2.5:1混合，在(zai)齒輪計量泵中攪拌熔融(rong)后加熱至145℃，再通過噴絲(si)(si)板得(de)(de)到聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)長絲(si)(si)；聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)長絲(si)(si)經過6m長的(de)(de)(de)垂直紡(fang)絲(si)(si)甬道(dao)(dao)，紡(fang)絲(si)(si)甬道(dao)(dao)的(de)(de)(de)頂部(bu)溫度保持在(zai)200℃，并(bing)且用300℃的(de)(de)(de)惰性氣體吹向(xiang)聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)長絲(si)(si)；將從紡(fang)絲(si)(si)甬道(dao)(dao)出來的(de)(de)(de)聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)長絲(si)(si)在(zai)155℃的(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)裝(zhuang)置上拉(la)伸(shen)8倍，拉(la)伸(shen)后直徑為1mm左(zuo)右，得(de)(de)到聚(ju)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)(jing)纖維(wei)。
(D)纖(xian)維后處(chu)(chu)理：選(xuan)取分子量為6-8萬的(de)聚丙烯腈纖(xian)維，將聚丙烯腈纖(xian)維在空氣中加(jia)(jia)熱至(zhi)260℃并(bing)保溫3h，進(jin)行預氧(yang)化(hua)處(chu)(chu)理，成為預氧(yang)化(hua)纖(xian)維；再將預氧(yang)化(hua)纖(xian)維在惰性(xing)氣體加(jia)(jia)熱至(zhi)1500℃進(jin)行碳(tan)化(hua)處(chu)(chu)理，形成碳(tan)纖(xian)維。
(E)濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)制(zhi)備：將碳纖維(wei)利用機器(qi)纏繞成柱狀濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)形成纏繞濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(過濾(lv)(lv)(lv)(lv)精(jing)度(du)約為0.4微米(mi))，或按照噴熔濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)工(gong)藝生產噴熔濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(過濾(lv)(lv)(lv)(lv)精(jing)度(du)約為0.15微米(mi))，從而制(zhi)得多(duo)元離(li)子抗菌碳纖維(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)芯(xin)(xin)(xin)(xin)。
實施例3
多元離子抗菌材料(liao)的制備：
(1)先按質(zhi)量比0.6:1將(jiang)二(er)氧化(hua)硅與水混合，再將(jiang)其加(jia)入到0.6倍質(zhi)量的水中，攪拌得(de)(de)到懸浮液(ye)；將(jiang)硝(xiao)酸銀(yin)、硝(xiao)酸鋅和氧化(hua)鎂各自與懸浮液(ye)按質(zhi)量比2:1混合，得(de)(de)到三(san)(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)；將(jiang)三(san)(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)分別用(yong)水浴(yu)加(jia)熱至35℃，然后將(jiang)三(san)(san)種(zhong)溶(rong)(rong)液(ye)混合并持續(xu)攪拌至完全溶(rong)(rong)解，得(de)(de)到溶(rong)(rong)液(ye)A。
(2)先將銅(tong)熔(rong)融，接著添(tian)加(jia)鋅(xin)使鋅(xin)與銅(tong)熔(rong)融混合(he)，然后添(tian)加(jia)木炭粉，其中銅(tong)、鋅(xin)、木炭粉的質量比(bi)為1:1.6:3.2；混合(he)均(jun)勻后降溫冷(leng)卻，研(yan)磨得(de)到復合(he)黃(huang)銅(tong)粉。
(3)按質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)比1.1-1.3:2將復合(he)(he)黃(huang)銅(tong)粉(fen)加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)到溶液(ye)(ye)(ye)A中(zhong)(zhong)，形成混合(he)(he)物B；配制(zhi)(zhi)pH值為5的硝酸(suan)溶液(ye)(ye)(ye)，將混合(he)(he)物B加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)到其2.2倍(bei)(bei)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的硝酸(suan)溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)；升溫至(zhi)140℃；配制(zhi)(zhi)冰醋(cu)酸(suan)和二(er)乙醇胺(an)總濃度為40wt％的溶液(ye)(ye)(ye)(冰醋(cu)酸(suan)與二(er)乙醇胺(an)的質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)比為1:2.5)，添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)至(zhi)硝酸(suan)溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)，產生沉淀并洗滌沉淀，然后(hou)升溫、洗滌重復三次；每次洗滌時冰醋(cu)酸(suan)和二(er)乙醇胺(an)的溶液(ye)(ye)(ye)的用量(liang)為硝酸(suan)溶液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的0.6倍(bei)(bei)。向溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)溶液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)0.4倍(bei)(bei)的二(er)氧化鈦(tai)，100℃烘干，冷卻后(hou)，得到多元離(li)子(zi)抗菌材料。
(A)多(duo)元(yuan)(yuan)離子(zi)(zi)(zi)高分子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌母(mu)料(liao)的(de)制備：將粒度為800目的(de)氧化鈰粉、長石粉、三氧化四鐵與聚丙烯按質(zhi)量比0.6:0.6:1.2:8混合，然后(hou)向(xiang)混合物中加入其質(zhi)量5％的(de)食用植物油并混勻；采用雙(shuang)螺桿(gan)機擠壓造粒得到(dao)A母(mu)料(liao)；向(xiang)A母(mu)料(liao)中加入其質(zhi)量5％的(de)多(duo)元(yuan)(yuan)離子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌材料(liao)，40℃下攪拌混勻后(hou)再次進入雙(shuang)螺桿(gan)機擠壓造粒，得到(dao)多(duo)元(yuan)(yuan)離子(zi)(zi)(zi)高分子(zi)(zi)(zi)抗(kang)菌母(mu)料(liao)。
(B)聚丙烯腈共聚物的制備：將丙烯醇、丙烯酸甲酯、第三單體(含可電離酸基或堿基的單體)、多元離子高分子抗菌母料和引發劑(Na2SO3)按質量(liang)比2:1.1:0.25:0.6:0.8通過計量(liang)泵打入聚(ju)(ju)合釜(fu)中(zhong)，用次硝酸調節聚(ju)(ju)合液(ye)的(de)(de)pH值(zhi)(zhi)為(wei)1.9-2.2；接著升溫至55℃進行聚(ju)(ju)合反(fan)應，反(fan)應1.5h，控制(zhi)轉化(hua)(hua)率為(wei)81.2-83.1％；然后將聚(ju)(ju)合釜(fu)內(nei)含(han)單(dan)體(ti)的(de)(de)聚(ju)(ju)合物(wu)淤(yu)漿壓(ya)到(dao)堿終(zhong)止(zhi)(zhi)釜(fu)中(zhong)，用氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)水溶液(ye)調節pH值(zhi)(zhi)，使反(fan)應終(zhong)止(zhi)(zhi)；將含(han)有單(dan)體(ti)的(de)(de)聚(ju)(ju)合物(wu)淤(yu)漿粘稠度調節為(wei)12.2-13.5％后送(song)至脫(tuo)(tuo)單(dan)體(ti)塔，用蒸汽在減壓(ya)、80℃條件(jian)下將未(wei)反(fan)應的(de)(de)單(dan)體(ti)驅趕并(bing)回收(shou)；將脫(tuo)(tuo)除單(dan)體(ti)后的(de)(de)聚(ju)(ju)合物(wu)淤(yu)漿經過脫(tuo)(tuo)水、洗滌、干燥，冷卻(que)后，得到(dao)粉狀(zhuang)的(de)(de)聚(ju)(ju)丙烯腈共聚(ju)(ju)物(wu)。
(C)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)的(de)(de)制備：將(jiang)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)共聚(ju)(ju)(ju)物與二甲基甲酰胺按質量比3.5:1混合，在(zai)齒輪計量泵中攪拌熔融(rong)后(hou)加熱(re)至155℃，再通(tong)過噴絲板得到(dao)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)長絲；聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)長絲經過10m長的(de)(de)垂直(zhi)紡(fang)絲甬(yong)道(dao)，紡(fang)絲甬(yong)道(dao)的(de)(de)頂部溫度(du)保持在(zai)250℃，并且(qie)用(yong)400℃的(de)(de)惰(duo)性氣體吹向(xiang)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)長絲；將(jiang)從紡(fang)絲甬(yong)道(dao)出來的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)長絲在(zai)170℃的(de)(de)拉伸裝置上拉伸12倍，拉伸后(hou)直(zhi)徑為0.1mm左右，得到(dao)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)腈(jing)(jing)纖維(wei)(wei)。
(D)纖(xian)維(wei)后處理(li)：選取分子量為6-8萬的聚丙烯腈(jing)纖(xian)維(wei)，將(jiang)聚丙烯腈(jing)纖(xian)維(wei)在(zai)空氣中加(jia)(jia)熱至280℃并保溫0.5h，進(jin)行預氧化(hua)處理(li)，成為預氧化(hua)纖(xian)維(wei)；再將(jiang)預氧化(hua)纖(xian)維(wei)在(zai)惰性氣體加(jia)(jia)熱至1700℃進(jin)行碳化(hua)處理(li)，形成碳纖(xian)維(wei)。
(E)濾(lv)(lv)芯(xin)制備：將碳(tan)纖維利用機器纏繞成(cheng)柱狀濾(lv)(lv)芯(xin)形成(cheng)纏繞濾(lv)(lv)芯(xin)(過濾(lv)(lv)精度約(yue)(yue)為0.6微(wei)米)，或按照噴熔(rong)濾(lv)(lv)芯(xin)工(gong)藝(yi)生產噴熔(rong)濾(lv)(lv)芯(xin)(過濾(lv)(lv)精度約(yue)(yue)為0.25微(wei)米)，從而制得多(duo)元(yuan)離子抗菌碳(tan)纖維濾(lv)(lv)芯(xin)。
對本發(fa)明制得的濾芯進行抗菌(jun)效果測(ce)試，測(ce)試結果如下表所示：
原水：
原水過濾后：
測(ce)試效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)說明：這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)濾芯內(nei)部(bu)形(xing)成(cheng)了原(yuan)(yuan)電(dian)池效(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)，之(zhi)所以會形(xing)成(cheng)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)效(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)的(de)原(yuan)(yuan)因是該濾芯內(nei)部(bu)含有的(de)幾種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)離子(zi)，這(zhe)(zhe)幾種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)之(zhi)間的(de)價格差(cha)導(dao)(dao)致他(ta)們之(zhi)間形(xing)成(cheng)了電(dian)位差(cha)，這(zhe)(zhe)樣就(jiu)會導(dao)(dao)致在(zai)水流(liu)通過時(shi)會因為電(dian)位差(cha)形(xing)成(cheng)電(dian)流(liu)，在(zai)電(dian)流(liu)作用下(xia)會對水中的(de)各(ge)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)進行捕捉，減少水中各(ge)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)含量。
而碳(tan)化(hua)后的纖維具有強(qiang)大(da)的吸附能力和活力，從而將抗菌(jun)劑(ji)的效果發(fa)揮到最大(da)。
本發明(ming)中所用(yong)原料、設備，若無特別(bie)說明(ming)，均(jun)為本領(ling)域的常用(yong)原料、設備；本發明(ming)中所用(yong)方法(fa)，若無特別(bie)說明(ming)，均(jun)為本領(ling)域的常規(gui)方法(fa)。
以上所述，僅是本(ben)(ben)發(fa)明的(de)較佳實(shi)施例，并非對本(ben)(ben)發(fa)明作(zuo)任何(he)限制(zhi)，凡是根(gen)據本(ben)(ben)發(fa)明技(ji)(ji)術(shu)實(shi)質對以上實(shi)施例所作(zuo)的(de)任何(he)簡單修改、變(bian)更以及等(deng)效變(bian)換(huan)，均仍屬于本(ben)(ben)發(fa)明技(ji)(ji)術(shu)方案的(de)保護范圍(wei)。