[发明专利]一种智能石墨烯纤维防护织物的制备方法

说明书

本发明公开了一种智能石墨烯纤维防护织物的制备方法，包括以下步骤：步骤1，基材预处理；以咖啡炭纤维纱线为基材；步骤2，整理液准备；将氧化石墨烯放入去离子水中，在60℃的水浴加热环境下，进行超声震荡，使氧化石墨烯分散于去离子水中，形成氧化石墨烯溶液；自然冷却，再加入壳聚糖，再次进行超声震荡，形成整理液；步骤3，整理处理。本发明制备方法成本低，工序简单，处理效率高，适于工业化大批量生产过程，制备的咖啡炭纤维纱线具有良好的抗菌性能，对于大肠杆菌、金黄葡萄球菌等抑菌率达到99%以上，耐洗涤性好，在经历120次洗涤后，抑菌率仍能保持在95%以上。

技术领域

本发明涉及纺织领域，特别涉及一种智能石墨烯纤维防护织物的制备方法。

背景技术

石墨烯和氧化石墨烯都具有良好的抗菌性能。2010年中国科学院上海应用物理研究所Hu W等人在ACS Nano发表文章，首次发现氧化石墨烯可以破坏细菌细胞膜，导致细菌死亡，具有抗菌效果，从此展开了对石墨烯及其衍生物抗菌性的研究。石墨烯及其衍生物的抗菌机理主要有细胞膜应力和氧化应激两种，即石墨烯及其衍生物刺破细菌细胞膜导致细胞质流出，造成细菌死亡和石墨烯及其衍生物破坏或氧化了细菌细胞内的关键分子或结构，导致细菌死亡。Tu Yusong等人，研究发现了石墨烯抗菌性能的机制。石墨烯可以大规模直接抽取细胞膜上的磷脂分子，与细菌细胞膜上的磷脂分子发生很强的色散相互作用，因此能够将细菌杀死。余改丽等研究发现当加入质量分数为0.3%石墨烯时，采用静电纺丝方法制备的石墨烯/聚丙烯腈纳米复合膜的过滤性能最好，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 40.5%和56.7%,使得石墨烯/聚丙烯腈复合纤维纳米膜具有良好过滤性能的同时具有一定的抗菌性。

但是目前石墨烯和氧化石墨烯在抗菌防护织物方面的应用还处于理论研究阶段，缺乏一种制造成本低，适于大批量生产的具有高效抗菌杀菌性能的智能石墨烯防护织物的开发。即使存在少量石墨烯防护织物也多是采用涂层的方式，存在抗菌效果不理想，耐洗涤性和耐久性差的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能石墨烯纤维防护织物的制备方法，以咖啡炭纤维纱线为基材，采用浸轧整理的方式，将氧化石墨烯的抗菌性能应用到织物上，解决了目前石墨烯和氧化石墨烯在抗菌防护织物方面的应用还处于理论研究阶段，缺乏一种制造成本低，适于大批量生产的具有高效抗菌杀菌性能的智能石墨烯防护织物的开发，即使存在少量石墨烯防护织物也多是采用涂层的方式，存在抗菌效果不理想，耐洗涤性和耐久性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种智能石墨烯纤维防护织物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，基材预处理；以咖啡炭纤维纱线为基材；

步骤2，整理液准备；将氧化石墨烯放入去离子水中，在60℃的水浴加热环境下，进行超声震荡，使氧化石墨烯分散于去离子水中，形成氧化石墨烯溶液；自然冷却，再加入壳聚糖，再次进行超声震荡，形成整理液；

步骤3，整理处理；先对咖啡炭纤维纱线进行抽真空处理，然后浸渍到整理液中；在30-40℃的温度环境下，对咖啡炭纤维纱线进行多次浸轧，每次进行浸轧后在60-75℃环境下进行烘干。

作为本发明的一种优选方案，步骤1，基材预处理时，将咖啡炭纤维纱线在70-80℃的环境下，通过乙醇进行蒸汽，处理时间为10-20min。

作为本发明的一种优选方案，步骤2中，所述整理液中的氧化石墨烯与壳聚糖的质量比为1：（0.8-1.4）。

作为本发明的一种优选方案，步骤2中，所述氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:（800-2000）。

作为本发明的一种优选方案，步骤2中，向所述氧化石墨烯溶液加入分散剂、活化剂，充分搅拌均匀后，再加入壳聚糖，制成所述整理液。

作为本发明的一种优选方案，步骤2中，加入所述壳聚糖，超声分散完成后，加入渗透剂，形成所述整理液。