[发明专利]一种抗菌羊毛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌羊毛的加工方法，涉及结合高分子改性技术里面链转移接枝反应机理和有机抗菌剂的对羊毛的抗菌改性的方法，属于纺织染整技术及功能材料技术领域。

背景技术

羊毛是一种主要由角蛋白构成的天然蛋白质纤维，具有复杂的化学组成及构造，由于丰富的来源及优良的弹性、保暖性，吸、放湿性能和材质轻柔而倍受喜爱，然而，羊毛的鳞片结构导致其织物易毡缩、难护理、及穿着刺痒感，加之蛋白质的降解物、脱落物在适当的温湿条件下易助使细菌在羊毛纤维上滋长，不仅会产生难闻的气味，还会导致羊毛或其织物的颜色发生改变、羊毛性能的恶化，如霉菌引起的霉变降解等，更严重的是提高公共环境的交叉感染率助长了病菌传播，影响人类健康。因此，羊毛及其织物的抗菌功能改性是具有实用价值和商业价值的。

纺织品的抗菌功能改性主要通过抗菌剂来实现，主要的抗菌织物整理方法有两种，一种是通过涂层法、浸轧法、喷雾法等将抗菌剂通过简单的物理作用整理到织物上，其缺点是抗菌持久性能差，但作为不重复多次性使用的产品而言，其简易的操作使该方法被广泛应用。另一种方法是从纤维内部到外表的改性整理，主要有在纺丝阶段加入抗菌剂或通过抗菌剂渗透进入原丝制备抗菌纤维，抗菌纤维与其他纤维混纺和后整理抗菌加工三种，其中后整理抗菌加工又包括接枝、络合作用、交联作用或物理吸附将抗菌剂固着在纺织品上。

商业化的抗菌剂主要分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三类。无机抗菌剂包括以银、铜、汞等重金属为主的一系列的金属盐，金属氧化物如TiO2、ZnO、MgO、GaO，稀土激活抗菌剂等，其中使用最广泛及时间最长的是银及其化合物，通过与酶活性中心作用抑制细胞的新陈代谢。然而，由于缺乏与羊毛的强作用力，而且重金属离子与人体皮肤接触的潜在危险限制了无机抗菌剂的应用。有机抗菌剂主要包括季铵化合物（QACs），酚类、胍类等。它们的抗菌机理有通过阳离子与电负性的细胞膜作用导致细胞膜通透性发生改变、细胞质外泄，或阻碍细菌的蛋白合成，阻碍酶的合成进而影响细菌的新陈代谢等，有研究认为PHMB和大部分季胺化合物主要通过离子键和氢键作用于织物上。壳聚糖及其衍生物等天然抗菌剂也已被广泛研究，虽然与季铵化合物有类似的抗菌机理，但其抗菌活性仍较季铵化合物弱。弱的抗菌活性、困难的处理工艺等限制了壳聚糖在抗菌织物的应用。

以上所述的大部分抗菌剂缺乏与羊毛直接的强相互作用，使其抗菌性能无法持久存在，通过交联剂、粘合剂或者载体来增加抗菌剂和羊毛的结合力，是获取持久抗菌性能的途径。然而对于溶出型抗菌机理的抗菌剂，如重金属离子，抗菌过程实际上是一个缓释过程，始终表现为水洗性能差，与纤维的结合力差；而季铵盐类和胍类化合物等具有强的抗菌力、抗菌高效性、抗菌广谱性，然而通过离子作用和氢键作用亦不足以稳定固着在羊毛上；此外，交联剂、粘合剂或载体的使用常导致纤维硬化，手感变差而影响织物的使用价值。因此，纺织品的抗菌整理必须能有效解决抗菌剂安全性、抗菌性能持久性、抗菌剂分布均匀、不影响纺织品后续加工及使用、整理方法的绿色环保等问题。研究发现羊毛角蛋白具有丰富的反应性基团-SH、-COOH、-NH₃、-OH等，通过光、电、热、辐射、化学反应等能产生用于接枝聚合的链增长活性中心，这为将抗菌剂通过化学共价键作用于角蛋白上提供了途径。 

发明内容

鉴于上述多种抗菌剂的优缺点，本发明旨为解决抗菌织物安全性、抗菌性能持久性、抗菌剂分布均匀、不影响纺织品后续加工及使用、整理方法的绿色环保等问题而提出来的一种制备抗菌羊毛的加工方法。该发明目的将通过以下技术方案得以实现。

发明提供了一种抗菌羊毛，通过接枝共聚反应在其表面接枝含季铵盐抗菌基团的聚合物。

于所述的季铵盐抗菌基团为：

其中：R₁为-CH₃、-C₂H₅或-CH₂-CH=CH₂；R₂为-CH₃、-C₂H₅或-CH₂-CH=CH₂；R₃为-CH₃、-C₂H₅或-苯环。R₁、R₂、R₃ 具有相同或相异的选择性；L为Br或Cl的阴离子。