一种静电纺纳米纤维/羊毛抗菌纱线的制备方法
技术领域
本发明属于抗菌纱线的制备领域，特别涉及一种静电纺纳米纤维/羊毛抗菌纱线的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高和纺织技术的发展，纺织品传统的服用性能如保暖性、舒适性等已经不能满足人们的需求，消费者对其功能性正提出越来越高的要求，这从而促使纺织面料向功能化方向发展。
传统纤维直径较粗，长径比低，比表面积小。为了给传统纤维制品赋予一定的功能性，可以通过纤维表面的物理和化学改性、纤维成纱组分和工艺调整、织物组织结构变化及添加一定功能性物质等方法来获得。这些存在着纤维改性难度高、成纱和织造过程工艺复杂、成本高以及功能拓展受限的缺点，另外，向纺织品中添加的功能性物质重复使用过程中存在功能性无法可持续性保持和性能衰减迅速的缺陷。
静电纺技术是目前唯一能够直接、连续、高效制备聚合物纳米纤维的方法，有设备简单、操作容易、材料来源广泛、工艺过程不破坏材料本体等优点。静电纺丝适合于大多数高分子溶液，由静电纺丝法制得的纳米纤维直径小和比表面积大的特点，可使纤维具有尺度化效应，从而易于产生和赋予多功能性，被广泛用于过滤、生物医用、能源、催化和传感等领域，并取得了很好的应用效果。
目前抗菌羊毛产品的加工方式主要有两种，分别是抗菌后整理和抗菌纤维结合混纺。羊毛抗菌后整理通常采用浸染或轧染等工艺进行处理，使织物获得抗菌性能，但织物在多次使用或水洗之后，抗菌性能无法长久保持，而且织物的物理和化学性质易于改变。将传统纺纱技术和静电纺丝技术结合，制备具有一定抗菌性能和效果的纳米纤维/羊毛复合纱线，较羊毛抗菌后整理方法，该制备结合方法操作简单，成本低廉且安全环保，同时提高产品的附加值，所制得的复合纱线抗菌效果好，性能持久。
CN102560896A公开一种具有纳米纤维层复合功能膜的制备方法及其装置，该专利是通过由纺粘法模块制备的非织造布成为复合膜的支撑层，和电纺模块制备的纳米纤维成为复合膜的功能层复合，制备双层或多层功能膜材料，但此方法应用范围小，最后形成的复合功能膜无法进行后续操作形成纺织品，并且熔融纺丝过程羊毛原本的性质容易受到影响。因此本发明将传统纺纱技术和静电纺丝技术结合，在经梳理的羊毛纤维上通过静电纺丝喷上抗菌纳米纤维，之后通过并条、粗纱和细纱等传统纺纱工序制成抗菌纱线，提供一种新的抗菌羊毛纺织品处理办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种静电纺纳米纤维/羊毛抗菌纱线的制备方法，在不破坏羊毛纤维原本结构的情况下使其获得抗菌性能，本发明中通过将传统纺纱技术和静电纺丝技术结合，制备具有一定抗菌性能和效果的纳米纤维/羊毛复合纱线。
本发明的一种纳米纤维/羊毛抗菌纱线的制备方法，包括：
(1)将聚丙烯腈PAN溶于溶剂中，加入抗菌剂，室温搅拌，得到抗菌纺丝液；
(2)将羊毛梳理得到毛网，同时将步骤(1)中的抗菌纺丝液进行静电纺，使静电纺得到的抗菌纳米纤维沉积到毛网上，得到含抗菌纳米纤维的毛网，然后进行后续成纱工序，
即得纳米纤维/羊毛抗菌纱线。
上述制备方法的优选方式如下：
所述步骤(1)中抗菌剂为季铵盐或双胍盐；溶剂为二甲基甲酰胺DMF。
所述步骤(1)中抗菌纺丝液中聚丙烯腈PAN的浓度为8-12wt％，抗菌剂的含量为2-10wt％。
所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为：静电纺丝施加电压为50KV，纺丝喷头为无针式蝶形，接收距离16-20cm，纺丝温度为20-25℃，环境相对湿度为30-65％。
所述步骤(2)中含抗菌纳米纤维的毛网中抗菌纳米纤维的含量为1000mg/kg-1500mg/kg。
所述步骤(2)中后续成纱工序为：混毛、梳毛、精梳、并条、粗纱和细纱。
本发明的一种所述方法制备的纳米纤维/羊毛抗菌纱线。
本发明的一种所述纳米纤维/羊毛抗菌纱线的应用。
有益效果
本发明提供的羊毛纱线抗菌功能化的方法，在成纱之前通过静电纺丝向羊毛纤维中沉积结合带有抗菌剂的纳米纤维，较羊毛抗菌后整理方法，该方法制得的纳米纤维/羊毛复合纱线抗菌性能更好且持久，制备过程简单，成本低廉且安全环保。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为实施例1中得到的含有抗菌纳米纤维的毛网。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例中所使用试剂厂家及规格如下所示：
聚丙烯腈(PAN)，上海国药集团化学试剂有限公司；N,N-二甲基甲酰胺(DMF，纯度99.0％)，上海凌峰化学试剂有限公司；烷氧基硅烷季铵盐，AEGIS公司；聚六亚甲基双胍盐酸盐，Arch Chemicals公司；大肠杆菌(ATCC25922)，上海嘉楚生物工程有限公司；金黄色葡萄球菌(ATCC6538),上海嘉楚生物工程有限公司。
参照标准GB/20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第三部分：振荡法》对复合纱线的抗菌性能进行定量的评价。
实施例1
(1)将PAN粉末溶于DMF溶剂中，室温下搅拌12个小时，得到质量分数为10％的PAN纺丝液；
(2)在PAN纺丝液搅拌过程中加入浓度为6wt％的烷氧基硅烷季铵盐，搅拌速度为500r/h，室温下搅拌12h。
(3)将步骤(2)所得的纺丝液进行静电纺丝，得到含有有机硅季铵盐改性纳米纤维的毛网，毛网中抗菌纳米纤维的含量为1000mg/k，静电纺丝的工艺参数为：电压为50KV，接受距离为16cm，纺丝环境温度为25℃，纺丝环境湿度为60％。
(4)将步骤(3)中含有抗菌纳米纤维的毛网经成条后进入粗纱、细纱等后道成纱工序，最后得到抗菌复合纱线。
实施例2
(1)将PAN粉末溶于DMF溶剂中，室温下搅拌12个小时，得到质量分数为10％的PAN纺丝液；
(2)在PAN纺丝液搅拌过程中加入浓度为8wt％的聚六亚甲基双胍盐酸盐，搅拌速度为 500r/h，室温下搅拌12h。
(3)将步骤(2)所得的纺丝液进行静电纺丝，得到含有聚六亚甲基双胍盐改性纳米纤维的毛网，毛网中抗菌纳米纤维的含量为1100mg/kg，静电纺丝的工艺参数为：电压为50KV，接受距离为16cm，纺丝环境温度为25℃，纺丝环境湿度为60％。
(4)将步骤(3)中含有抗菌纳米纤维的毛网经成条后进入粗纱、细纱等后道成纱工序，最后得到抗菌复合纱线。
表1为实施例1和实施例2得到的纱线抗菌性能测试结果：
表1
表2为实施例2得到的纱线织成的织物和经相同含量的聚六亚甲基双胍盐酸盐后整理处理织物(用相同浓度的聚六亚甲基双胍盐酸盐对织物进行1h浸染整理，反应温度为40℃，浴比1∶50)的抗菌性能测试结果：
表2。
