本發明專利技術克服現有的無機抗菌劑和有機抗菌劑自身存在的細胞毒性以及氧化石墨烯與織物復合過程復雜的不足，提供一種基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑，其為殼聚糖/氧化石墨烯/染料復合材料。上述的基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑的制備方法為，首先利用氧化石墨烯表面富有的羧基的反應活性，將其酰氯化，然后利用酰氯與活潑氨基、羥基間的反應性將天然抗菌材料殼聚糖共價接枝到氧化石墨烯上；再利用氧化石墨烯與水溶性染料之間的π-π相互作用，使染料吸附在氧化石墨烯平面上而得。上述的基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑可在紡織品中應用。本發明專利技術選用對人體無任何毒副作用的氧化石墨烯、天然陽離子聚合物殼聚糖作為抗菌成分，細胞毒性低。
【技術實現步驟摘要】
一種基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑及其制備方法和 應用
本專利技術屬于紡織
，具體涉及一種基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑及 利用該助劑實現紡織品一步染色、抗菌整理方法。
技術介紹
隨著人們生活水平的提高，防病抗病意識的增強，抗菌功能紡織品越來越受到人 們的青睞。抗菌功能紡織品的制備通常是將抗菌劑通過共混紡絲或功能整理等方式處理到 紡織品上。常見的抗菌劑主要有有機抗菌劑和無機抗菌劑兩類。有機抗菌劑多為季銨鹽、 胍類、脂肪酸類和金屬化合物等，多數有毒，不環保；無機抗菌劑特別是銀系抗菌劑因其良 好的耐熱性、廣譜抗菌性而受到人們的青睞，但其具有一定的細胞毒性，長期使用易引起皮 膚問題。石墨烯是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有 一個碳原子厚度的二維材料；其獨特的物理化學性能引起各國科學家的廣泛關注。近年來， 中國科研人員發現氧化石墨烯納米懸濁液在與大腸桿菌孵育2h后，對其抑制率超過90%。 進一步研究表明，氧化石墨烯的抗菌性源于其對大腸桿菌細胞膜的破壞，且氧化石墨烯對 哺乳動物細胞產生的細胞毒性很小。相關研究成果發表在美國化學會《ACS Nano》雜志上， 并申請了專利(公開號CN101990900A)。由于氧化石墨烯與紡織品之間缺乏親和力，因此很難通過傳統工藝將氧化石墨烯 處理到紡織品上。專利CN102168370A公開了一種利用氧化石墨烯制備抗菌紡織品的方法。 該專利首先將細胞毒性低的交聯劑吸附在含C-H鍵的織物上，然后以織物為濾布，采用過 濾的方式將氧化石墨烯處理到織物上，再通過輻射交聯或熱交聯的方式引發吸附在織物上 的交聯劑聚合，制得抗菌織物。該法工藝路線復雜，難以產業化。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有的無機抗菌劑和有機抗菌劑自身存在 的細胞毒性以及氧化石墨烯與織物復合過程復雜的不足，提供一種基于氧化石墨烯的染 色、抗菌整理劑及其紡織品整理方法。為解決上述技術問題本專利技術采用的技術方案是一種基于氧化石墨烯的染色、抗 菌整理劑，其為殼聚糖/氧化石墨烯/染料復合材料。上述的基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑的制備方法為，首先利用氧化石墨烯 表面富有的羧基的反應活性，將其酰氯化，然后利用酰氯與活潑氨基、羥基間的反應性將 天然抗菌材料殼聚糖共價接枝到氧化石墨烯上；再利用氧化石墨烯與水溶性染料之間的相互作用，使染料吸附在氧化石墨烯平面上而得。上述基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑的制備方法，具體步驟如下(I)將氧化石墨以固液質量體積比為l:10-l:40g/ml分散于酰胺類溶劑中，超聲處理l_2h，得氧化石墨烯(G0-C00H)分散液；(2)將上述氧化石墨烯分散液與氯化亞砜(SOCl2)溶液混合，氧化石墨烯與氯化亞砜的質量體積比為l:60-l:100g/ml，再將其加熱至70_80°C，攪拌下反應24_72h，反應結束后，離心分離，固體物用無水四氫呋喃(THF)或酰胺類溶劑洗滌3-5次后，60-80°C真空干燥 12_24h,得酸氯化的氧化石墨烯(G0-C0C1)；(3)將殼聚糖分散在有機溶劑中，攪拌下加熱至120_14(TC，保溫l_2h，待殼聚糖完全溶解后，加入G0-C0C1，保持該溫度，反應48-96h，反應結束后，抽濾除去溶劑，用有機酸溶液洗滌固體物3-5次，除去未反應的殼聚糖后，蒸餾水洗滌3-5次，60-80°C真空干燥 12-24h，得共價接枝的殼聚糖/氧化石墨烯復合材料；(4)將殼聚糖/氧化石墨烯復合材料超聲分散在有機酸溶液中，加入l-2g/L的染料溶液，超聲反應30-60min，過濾，收集濾餅，去離子水洗滌3_5次后，60-80°C真空干燥 12-24h后，即得氧化石墨烯基染色、抗菌整理劑。步驟(I) (2)中所述的酰胺類溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或N，N_ 二甲基乙酰胺(DMAC)。步驟(3)所述的殼聚糖為低分子量殼聚糖，相對分子質量為5000-30000，脫乙酰度85-95% ;步驟(3)中所述的有機溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺和N，N- 二甲基乙酰胺中的一種或兩種；所述的殼聚糖與有機溶劑的質量體積比為1:60-1:100g/ml，殼聚糖與G0-C0C1 的質量之比為6:1-10:1 ;步驟(3)所述的有機酸溶液為質量濃度為2°/Γ5%的醋酸或朽1檬酸溶液。 步驟(4)所述的殼聚糖/氧化石墨烯復合材料溶于有機酸溶液后的濃度為 1-lOmg/mL ;染料與殼聚糖/氧化石墨烯復合材料質量之比為1:4-1:10 ;所述的有機酸溶液為質量濃度為O. 59Γ2%的醋酸或檸檬酸溶液；所述的染料為具有共軛體系的活性染料、 酸性染料、直接染料中的一種或幾種。由上述技術方案可知本專利技術首先利用氧化石墨烯表面富有的羧基的反應活性， 將其酰氯化，然后利用酰氯與活潑氨基、羥基間的反應性將天然抗菌材料殼聚糖共價接枝到氧化石墨烯上；再利用氧化石墨烯與水溶性染料之間的相互作用，制備具有著色、 抗菌雙重功能的紡織品染色、抗菌整理劑。殼聚糖的引入一方面可與氧化石墨烯產生協同抗菌作用；另一方面，殼聚糖具有與纖維素類似的分子結構，它的引入有利于提高染料與氧化石墨烯的結合量(染料可與殼聚糖之間產生范德華力、氫鍵、離子鍵的結合)，也有利于提高氧化石墨烯與紡織品的結合牢度(共價結合在氧化石墨烯上的殼聚糖可與纖維素纖維之間產生范德華力、氫鍵的結合，也可通過交聯劑的作用，與纖維素纖維形成共價鍵結合)。水溶性染料不僅使材料具有著色功能，還有利于提高氧化石墨烯在溶液中的分散穩定性。上述的基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑可在紡織品中應用。其應用按如下步驟進行(I)將氧化石墨烯基染色、抗菌整理劑超聲分散在水溶液中，然后加入交聯劑環氧氯丙烷，制得氧化石墨烯基染色、抗菌整理液；(2)將經退漿、煮練、漂白的纖維素纖維織物浸軋上述整理液，兩浸兩軋，軋余率 70%-100%，80-90°C烘干后，焙烘l_3min，然后水洗3_5次，皂煮、烘干即可。上述應用步驟(I)中所述的氧化石墨烯基染色、抗菌整理劑分散在水溶液中后濃度為O. 5-20g/L ;交聯劑加入到氧化石墨烯基染色、抗菌整理劑水溶液中后濃度為 O.01-0. 05mol/L。上述應用步驟(2)中所述的纖維素纖維織物為棉、麻和粘膠織物的其中一種或兩者的交織物；所述的焙烘溫度為140-160°C本專利技術的有益效果是(I)選用對人體無任何毒副作用的氧化石墨烯、天然陽離子聚合物殼聚糖作為抗菌成分，細胞毒性低，對人體皮膚沒有刺激性，適用于與人體皮膚直接接觸的紡織品。(2)殼聚糖不僅作為輔助抗菌成分，而且像一座橋梁，將氧化石墨烯與紡織品共價結合在一起，提高了氧化石墨烯與紡織品的結合牢度。(3)本專利技術通過一步法實現了紡織品的染色、抗菌功能整理，處理方法簡單、成本低、無需特殊設備，適合于大規模工業生產。附圖說明圖1實施例1所得氧化石墨烯基染色、抗菌整理劑紅外光譜圖。具體實施方式下面結合具體的實施例，進一步詳細地描述本專利技術。應理解，這些實施例只是為了舉例說明本專利技術，而非以任何方式限制本專利技術的范圍。實施例1(I)將Ig氧化石墨分散到IOml N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，超聲處理lh， 得氧化石墨烯(G0-C00H)分散液；(2)將上述氧本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理劑，其特征在于：其為殼聚糖/氧化石墨烯/染料復合材料。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭勇剛，紀俊玲，汪媛，趙曉燕，施建平，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
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