[发明专利]一种活性炭纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭纤维技术，具体说为一种具有优异抗菌和吸附性能的多功能活性炭纤维及其制备方法，国际专利主分类号拟为Int.Cl D01F 9/00(2006.01)I。

背景技术

目前人们对自身健康及环境卫生越来越重视，各种各样的吸附材料已被应用在水和空气的净化等领域。活性炭纤维具有纤维直径小，比表面积高，微孔结构发达，孔径小且分布窄，吸附容量大，吸附脱附速度快，再生较容易，并可根据具体要求制备成相应的形态，如毡、布等，使用方便等优点。制造活性炭纤维的基体原料有很多，如聚丙烯腈、聚乙烯醇、粘胶纤维、酚醛树脂纤维以及沥青基纤维等。这些原料经过预氧化、炭化和活化制成活性炭纤维。特别是聚丙烯腈基活性炭纤维，含有氮官能团，对硫系化合物和氮系化合物具有特殊的吸附能力，使用范围较广。

但活性炭纤维的广泛使用也受到一定限制，主要的因素是成本和纤维性能。换言之，活性炭纤维性价比不高，限制了其广泛应用。因而提高活性炭纤维性价比，是进一步推广活性炭纤维的关键，也是研发高性能和多功能活性炭纤维新产品的关键之处。

日本专利(JP2001115374)公布了一种制备具有离子交换特性的高性能活性炭纤维的方法。它是将活性炭纤维放入类似H₃PO₄及K₂CO₃等的含有酸或碱的电解溶液中，对其表面进行电化学改性处理，使其含有功能性基团而制成的。这种对活性炭纤维进行表面处理方法，虽可以提高其对重金属和微生物的吸附能力，但成本也相应提高，并不利于推广，同时这种方法制得的活性炭纤维还存在着强度低，只能吸附小分子，生产工艺复杂，易造成二次污染等不足。

中国专利(02115175.X)公布了一种含纳米银颗粒抗菌活性炭纤维的制备方法。该方法以磷酸作为活化剂制备基体活性炭纤维，再利用活性炭纤维的氧化还原特性及吸附性能，通过浸渍法把银吸附沉积在基体活性炭纤维上，得到含纳米银颗粒的活性炭纤维。这类含银抗菌活性炭纤维对大肠埃氏杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococlusaureus)均有很强的杀灭能力，经其处理后，水中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌可被完全杀灭。但该方法通过浸渍方法把银吸附沉积在基体活性炭纤维上，所得活性炭纤维表面沉积的银牢度无法保证，使用过程中易脱落，功效损失较大，且脱落的银会对环境造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，设计一种活性炭纤维及其制备方法。该活性炭纤维具有抗菌、高吸附等多功能，性能优良、效果持久，无脱落污染，且质量轻、强度较高、成本低廉，适于实际推广应用；该活性炭纤维制备方法具有生产收率高，制造成本低，工艺方法简单，工业化实施容易等特点。

本发明解决所述纤维技术问题的技术方案是：设计一种活性炭纤维，其重量百分比组成为：

成纤聚合物       80～95；

功能性添加成分   20～5，

所述的成纤聚合物为聚丙烯腈、改性聚丙烯腈、聚乙烯醇或再生纤维素纤维；所述的功能性添加成分为载金属的超细吸附剂，平均直径为0.01～20μm，所述的载金属为银、铜和锌离子中的任一种。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是：设计一种活性炭纤维制备方法，该制备方法先依据本发明所述活性炭纤维的组成采用共混湿法纺丝工艺方法制备出含功能性添加成分的基材成纤聚合物纤维，所述的基材成纤聚合物纤维为聚丙烯腈基纤维、改性聚丙烯腈基纤维、聚乙烯醇基纤维或再生纤维素纤维基纤维；再对所述含功能性添加成分的基材成纤聚合物纤维进行如下活性化处理：