[发明专利]一种新型杀菌纤维材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型杀菌纤维材料及其制备方法。新型杀菌纤维材料制备方法，包括：将硅源、乳酸、锌源混合搅拌，溶于乙醇和水中，制得硅锌混合溶液；将高分子聚合物搅拌溶于溶剂中，制得高分子聚合物溶液；将硅锌混合溶液与高分子聚合物溶液混合、搅拌，制得纺丝液；利用纺丝液通过静电纺丝法制备硅锌混合纤维前驱体，将硅锌混合纤维前驱体取出后烘干，再将纤维在惰性气体氛围下加热，保温，然后自然冷却，得到ZnO/SiO₂复合型纤维材料。新型杀菌纤维材料，由所述的新型杀菌纤维材料制备方法制备而成。本发明所制备的ZnO/SiO₂复合杀菌纤维材料材料成本低廉、制备工艺简洁、强度高，适于工业化生产应用。

技术领域

本发明涉及净化材料技术领域，特别是涉及一种新型杀菌纤维材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步发展，人们的物质生活水平越来越高，对环境污染治理要求也逐步提高，而纤维材料作为一种常用的原材料，其应用非常广泛，特别应用在口罩，净化器，空调等，目前纤维材料有天然纤维(包括植物纤维和动物纤维)、无机纤维(如石棉、玻璃纤维)和合成纤维(如聚酯纤维、聚芳酰胺纤维等)三大类，传统的纤维虽然用途广，在功能上较单一，比如它仅仅作为过滤吸附应用，很少具有杀菌性。

纳米氧化锌作为一种性能优异的新型功能材料，特别是在新工艺设备的带动下，在抗菌、生物医学领域有着广阔的应用前景。氧化锌可以在水介质中连续释放锌离子，锌离子会进入细胞膜，破坏细胞膜，在细胞内与蛋白质的某些基团反应时，破坏细菌和细胞中蛋白质的空间结构，导致细胞中的蛋白酶失活进而杀死细菌。破坏之后，锌离子会从细菌中游离出来，重复杀菌过程。纳米氧化锌可以与细菌表面的细胞壁相互作用，破坏细菌的细胞壁，导致内容物被释放从而杀灭细菌。因此，设计和制备成本低廉、环境友好型氧化锌杀菌纤维材料具有重大的研究意义。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种新型杀菌纤维材料及其制备方法。

第一方面，本发明的新型杀菌纤维材料制备方法，包括：

将硅源、乳酸、锌源混合搅拌，溶于乙醇和水中，制得硅锌混合溶液；

将高分子聚合物搅拌溶于溶剂中，制得高分子聚合物溶液；

将硅锌混合溶液与高分子聚合物溶液混合、搅拌，制得纺丝液；

利用纺丝液通过静电纺丝法制备硅锌混合纤维前驱体，将硅锌混合纤维前驱体取出后烘干，再将纤维在惰性气体氛围下加热，保温，然后自然冷却，得到ZnO/SiO₂复合型纤维材料。

上述技术方案在一种实施方式中，将硅源、乳酸、锌源混合搅拌，溶于乙醇和水中，其中，硅源、乳酸、锌源的总量与乙醇和水的总量的摩尔质量比为1：1-2；

将硅源、乳酸、锌源按摩尔质量比为2:1:2混合搅拌；

乙醇和水的摩尔质量比为2-3:1。

上述技术方案在一种实施方式中，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或组合；

所述锌源为醋酸锌、硫酸锌、氯化锡中的一种或多种。

上述技术方案在一种实施方式中，所述溶剂为乙醇和水，乙醇和水的摩尔质量比为1：0.5-2。

上述技术方案在一种实施方式中，硅锌混合溶液与高分子聚合物溶液的摩尔质量比为1:1-2。

上述技术方案在一种实施方式中，所述分子聚合物种类为PVA，在高分子聚合物溶液中的质量含量为5-15％。