1.本发明涉及抗菌口罩和抗菌防护服领域，具体说是一种抗菌纤维布的制备方法。
背景技术：
2.新冠肺炎疫情期间，口罩、防护服等医疗物资发挥了至关重要的作用。然而，由于新冠病毒在潮湿医用物品表面存活周期长，有二次污染和传染的风险，且需经常更换使用寿命短，也加剧了医疗资源的浪费。因此，亟需开发具有即时杀菌性能的抗菌纤维，用于制备新型口罩、防护服等医用品。
技术实现要素：
3.本发明就是为了解决现有抗菌纤维布制备工艺复杂、成本高、效果不好的技术问题，提供一种成本较低、制备方法较简化、效果较好的抗菌纤维布的制备方法。
4.一种抗菌纤维布的制备方法，所述制备方法为：将与具有官能团的碳材料复合后的无机非金属纳米颗粒/或将表面进行活性处理后的无机非金属纳米颗粒加入纺丝的聚合物溶液/融体中，获得纤维直径为200纳米～30微米的纤维布；
5.其中，所述无机非金属纳米颗粒为二氧化钛、硫化铜、氮化钛、碳化钛的一种或几种；
6.所述碳材料为石墨烯、碳纳米管的一种或两种。
7.所述具有官能团的碳材料为氧化石墨烯、羧基化的碳纳米管或羟基化的碳纳米管的一种或者几种。
8.所述聚合物为聚偏氟乙烯或聚乙烯。
9.表面进行活性处理时，所使用的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或壳聚糖。
10.所述无机纳米非金属颗粒的粒径为30纳米～200纳米。
11.所述纺丝的工艺为静电纺丝或熔喷纺丝。
12.使用静电纺丝时，纺丝液中抗菌纳米颗粒的质量浓度为0.05mg/ml-10mg/ml。
13.使用熔喷纺丝时，抗菌纳米颗粒在聚合物融体中的质量分数为1％-70％。
14.使用静电纺丝工艺时，纺丝液中聚合物的质量分数为5-50％，推注速度为0.5-8ml/h，接收距离为10-50cm，电压为10-50kv，滑台移动速度为30-150cm/min，滚筒转速为20-80r/min，控制环境温度为18-30℃，相对湿度为30-75％。
15.使用熔喷工艺时，热风温度为200-300℃，热空气压力0.05-1.3mpa，法兰温度为100-300℃，弯头温度为100-300℃，模头温度为100-300℃，接收距离为5-60cm，挤出频率为1-4hz，接收滚筒转速为20-150m/min，相对湿度为30-75％。
16.本发明具有以下优点：(1)无机非金属纳米粒子的价格低，制备出的抗菌纤维布的成本更加低廉。(2)利用等离激元效应进行抗菌，抗菌效果更好，抗菌功能体不会失效。(3)本发明的制备方法成本较低、制备过程简单，得到的抗菌纤维布效果好，抑菌率达到95％以上。
附图说明
17.图1是本发明设计的抗菌纤维布中无机非金属纳米粒子的抗菌机理；从图中可以看出，其抗菌机理为：当纤维布接受太阳光的光照后，光激发的微电流有杀菌的效果；另，由于等离激元效应使得光能转化为热能，产生的局部高温区也有杀菌的效果。
18.图2是本发明实施例1制备的纤维布的扫描电镜图。从图中可以看出纤维布中纤维的直径在50-200纳米之间。
具体实施方式
19.下面结合附图和本发明的制备方法对本发明所制备的中空碳纳米纤维材料作进一步描述：
20.实施例1
21.将氧化石墨烯超声分散到去离子水中制成0.2mg/ml的悬浮液，用二水合氯化铜、l-半胱氨酸经过水热反应制备硫化铜/石墨烯复合抗菌纳米颗粒。
22.将8g聚偏氟乙烯加入到52g二甲基甲酰胺中，80℃搅拌8h，然后加入10mg硫化铜@石墨烯纳米复合颗粒，超声分散2h，配成前驱体溶液。
23.静电纺丝制备纤维膜，推注速度为3ml/h，接收距离为25cm，电压为30kv，滑台移动速度为100cm/min，滚筒转速为50r/min，控制环境温度为22℃，相对湿度为45％。最后将纺丝后获得的纤维膜干燥，即可获得抗菌纤维膜。通过载体抑菌实验，可验证该纤维膜的抑菌率为98％。
24.实施例2
25.将羧基化的碳纳米管超声分散到去离子水中制成0.2mg/ml的悬浮液，用钛酸四丁酯、氨水、去离子水和乙醇通过水解作用制备二氧化钛/石墨烯复合抗菌纳米颗粒。
26.将9g聚偏氟乙烯(pvdf)加入到52g二甲基甲酰胺中，90℃搅拌10h，然后加入14mg二氧化钛@碳纳米管纳米复合颗粒，超声分散3h，配成前驱体溶液。
27.静电纺丝制备纤维膜，推注速度为5ml/h，接收距离为30cm，电压为20kv，滑台移动速度为80cm/min，滚筒转速为40r/min，控制环境温度为20℃，相对湿度为55％。最后将纺丝后获得的纤维膜干燥，即可获得抗菌纤维膜。通过载体抑菌实验，可验证该纤维膜的抑菌率为96％。
28.实施例3
29.将氮化钛纳米粉体直接作为抗菌纳米颗粒使用，用壳聚糖改善纳米氮化钛粉体的表面活性。
30.控制氮化钛在聚乙烯融体中的质量分数为42％，热风温度为270℃，热空气压力0.4mpa，法兰温度为240℃，弯头温度为230℃，模头温度为240℃，接收距离为20cm，挤出频率为2.4hz，接收滚筒转速为50m/min，相对湿度为45％。用熔喷纺丝法制备此抗菌纤维膜。通过载体抑菌实验，可验证该纤维膜的抑菌率为95％。
31.实施例4
32.将氧化石墨烯超声分散到去离子水中制成0.3mg/ml的悬浮液，用二水合氯化铜、l-半胱氨酸经过水热反应制备硫化铜/石墨烯复合抗菌纳米颗粒。
33.控制硫化铜/石墨烯复合纳米颗粒在聚乙烯融体中的质量分数为20％，热风温度
为240℃，热空气压力0.3mpa，法兰温度为220℃，弯头温度为210℃，模头温度为220℃，接收距离为30cm，挤出频率为2.2hz，接收滚筒转速为60m/min，相对湿度为35％。用熔喷纺丝法制备此抗菌纤维膜。通过载体抑菌实验，可验证该纤维膜的抑菌率为82％。
34.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
技术特征：
1.一种抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将与具有官能团的碳材料复合后的无机非金属纳米颗粒/或将表面进行活性处理后的无机非金属纳米颗粒加入纺丝的聚合物溶液/融体中，获得纤维直径为200纳米～30微米的纤维布；其中，所述无机非金属纳米颗粒为二氧化钛、硫化铜、氮化钛或碳化钛的一种或几种；所述碳材料为石墨烯或碳纳米管的一种或两种。2.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，所述具有官能团的碳材料为氧化石墨烯、羧基化的碳纳米管或羟基化的碳纳米管的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，所述聚合物为聚偏氟乙烯或聚乙烯。4.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，表面进行活性处理时，所使用的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或壳聚糖。5.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，所述无机纳米非金属颗粒的粒径为30纳米-200纳米。6.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，所述纺丝的工艺为静电纺丝或熔喷纺丝。7.根据权利要求1或6所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，使用静电纺丝时，纺丝液中抗菌纳米颗粒的质量浓度为0.05mg/ml-10mg/ml。8.根据权利要求1或6所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，使用熔喷纺丝时，抗菌纳米颗粒在聚合物融体中的质量分数为1％-70％。9.根据权利要求1或2所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，使用静电纺丝工艺时，纺丝液中聚合物的质量分数为5-50％，推注速度为0.5-8ml/h，接收距离为10-50cm，电压为10-50kv，滑台移动速度为30-150cm/min，滚筒转速为20-80r/min，控制环境温度为18-30℃，相对湿度为30-75％。10.根据权利要求1所述的抗菌纤维布的制备方法，其特征在于，使用熔喷工艺时，热风温度为200-300℃，热空气压力0.05-1.3mpa，法兰温度为100-300℃，弯头温度为100-300℃，模头温度为100-300℃，接收距离为5-60cm，挤出频率为1-4hz，接收滚筒转速为20-150m/min，相对湿度为30-75％。
技术总结
本发明涉及一种抗菌纤维布的制备方法，其解决了现有纤维布材料制备工艺复杂、效果不好的技术问题，本发明使用低成本的硫化铜等半导体或导电陶瓷等无机非金属纳米颗粒为抗菌功能体，替代了常用的贵金属金、银等抗菌功能体，具有价格低廉的优势。纤维布的单根纤维的直径为200纳米～30微米，其中的抗菌功能体纳米颗粒的尺寸在30纳米～200纳米之间。本发明可广泛应用于抗菌口罩过滤层和抗菌防护服布料的制备领域。制备领域。
技术研发人员：唐波 吴新锋
受保护的技术使用者：杭州幄肯新材料科技有限公司
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/1/10