纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法
阅读说明：本技术 纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法 (Nano antibacterial hairbrush material and preparation method thereof ) 是由 熊静静 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法。制备步骤如下：制备蚕砂生物炭；纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭：1)将十六烷基三甲基氯化胺和去离子水混合超声,加热搅拌；2)加入NaCl溶液高速搅拌,逐滴加入AgNO-3溶液反应；3)加入HCl溶液调pH；4)再缓慢加入蚕砂生物炭反应；5)离心洗涤,真空干燥；6)加入到戊二醛溶液中,磁力搅拌,离心洗涤,干燥过夜；将纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭、尼龙66切片和辅助助剂在捏合机中搅匀,经双螺杆挤出机挤出造粒；真空干燥后,采用喷丝板进行喷丝即得。本发明所制备的纳米抗菌型毛刷材料具有很好的抗菌性能,对大肠杆菌的抑制率、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌都具有很好的抑制效果。(The invention provides a nano antibacterial hairbrush material and a preparation method thereof. The preparation steps are as follows: preparing silkworm excrement biochar; grafting silkworm excrement biochar by using a nano antibacterial agent: 1) mixing hexadecyl trimethyl ammonium chloride and deionized water, and carrying out ultrasonic treatment, heating and stirring; 2) adding NaCl solution, stirring at high speed, and adding AgNO dropwise 3 Carrying out solution reaction; 3) adding HCl solution to adjust the pH value; 4) slowly adding silkworm excrement biochar for reaction; 5) centrifugally washing and vacuum drying; 6) adding into glutaraldehyde solution, magnetically stirring, centrifuging, washing, and drying overnight; uniformly stirring the nano antibacterial agent grafted silkworm excrement biochar, the nylon 66 slices and the auxiliary agent in a kneading machine, and extruding and granulating by a double-screw extruder; and (4) after vacuum drying, spinning by using a spinneret plate to obtain the yarn. The nano antibacterial hairbrush material prepared by the invention has good antibacterial performance and is suitable for escherichia coliThe inhibition rate, staphylococcus aureus and bacillus subtilis all have good inhibition effect.)
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体涉及纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法。
背景技术
进入新世纪以来，抗菌型毛刷材料的市场潜力引起刷毛行业的广泛注意，特别是合成纤维的性能多样性和可加工性使其在毛刷行业的用途方面开始全面替代动物毛的使用，大大推动了毛刷生产的快速发展。同时，由于合成纤维的可加工性强，对于毛刷丝的性能要求也越来越高，抗菌性就是其中一项，作为一种长期使用的材料，如何能够达到有效且长效的抗菌效果在拓宽其领域和降低成本等方面具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法，纳米抗菌型毛刷材料具有很好的抗菌性能，对大肠杆菌的抑制率、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌都具有很好的抑制效果。
技术方案：纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备蚕砂生物炭：用蒸馏水清洗蚕沙后置于105℃下干燥2h；放入管式炉加热区，通N2，以5℃/min升至700℃炭化2h；将KOH粉末按质量比4:1与炭化蚕砂混匀放入瓷方舟内，通入N2进行二次活化；将活化后的样品用1mol/L盐酸反应，再用蒸馏水清洗至pH为中性，得蚕砂生物炭；
(2)纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭：1)将0.18mmol十六烷基三甲基氯化胺和100mL去离子水混合超声10min，加热搅拌30min；2)加入1mL 0.5mol/L NaCl溶液，高速搅拌30min，逐滴加入1mL 0.5mol/L AgNO3溶液，在40℃下反应1h；3)加入1mL 0.1mol/L HCl溶液，调溶液pH值为5；4)再缓慢加入3-5g蚕砂生物炭反应2-3h；5)离心、洗涤，30℃下真空干燥24h；6)加入到25％的戊二醛溶液中，磁力搅拌3h，离心、洗涤，在40℃真空干燥箱中干燥过夜得纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭；
(3)将纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭、尼龙66切片和辅助助剂在捏合机中搅匀，经双螺杆挤出机挤出造粒；
(4)真空干燥后，采用喷丝板进行喷丝即得纳米抗菌型毛刷材料。
进一步的，所述步骤(3)中辅助助剂包括环氧大豆油、聚四氟乙烯和蒙脱土。
进一步的，所述步骤(3)中双螺杆挤出机的挤出温度为240℃-270℃，螺杆转速为150r/min。进一步的，所述步骤(4)中喷丝板的直径为160mm，90孔，孔径为0.8mm。
进一步的，所述蒙脱土为钠基或钙基蒙脱土，使用前用C16-C18的季铵盐进行处理，处理完的层间距在2nm-3.5nm之间。
有益效果：
1、本发明中通过将蚕砂进行炭化活化，得到了一种高比表面的中微双孔道生物炭材料，对抗菌剂具有良好的吸附作用，能够将抗菌剂牢牢固定于其中。
2、本发明采用无机/有机抗菌剂配合，使其具有快速杀菌和长时抗菌的协同效应。
3、本发明制备的纳米抗菌型毛刷材料具有很好的抗菌性能，对大肠杆菌的抑制率可达到100％对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的抑制率分别最高达到99.6％和99.7％。
具体实施方式
实施例1
纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备蚕砂生物炭：用蒸馏水清洗蚕沙后置于105℃下干燥2h；放入管式炉加热区，通N2，以5℃/min升至700℃炭化2h；将KOH粉末按质量比4:1与炭化蚕砂混匀放入瓷方舟内，通入N2进行二次活化；将活化后的样品用1mol/L盐酸反应，再用蒸馏水清洗至pH为中性，得蚕砂生物炭；
(2)纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭：1)将0.18mmol十六烷基三甲基氯化胺和100mL去离子水混合超声10min，加热搅拌30min；2)加入1mL 0.5mol/L NaCl溶液，高速搅拌30min，逐滴加入1mL 0.5mol/L AgNO3溶液，在40℃下反应1h；3)加入1mL 0.1mol/L HCl溶液，调溶液pH值为5；4)再缓慢加入3g蚕砂生物炭反应2h；5)离心、洗涤，30℃下真空干燥24h；6)加入到25％的戊二醛溶液中，磁力搅拌3h，离心、洗涤，在40℃真空干燥箱中干燥过夜得纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭；
(3)将纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭、尼龙66切片、环氧大豆油、聚四氟乙烯和钠基蒙脱土在捏合机中搅匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，其中，挤出温度为240℃，螺杆转速为150r/min；(4)真空干燥后，采用喷丝板进行喷丝即得纳米抗菌型毛刷材料，其中，喷丝板的直径为160mm，90孔，孔径为0.8mm。
实施例2
纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备蚕砂生物炭：用蒸馏水清洗蚕沙后置于105℃下干燥2h；放入管式炉加热区，通N2，以5℃/min升至700℃炭化2h；将KOH粉末按质量比4:1与炭化蚕砂混匀放入瓷方舟内，通入N2进行二次活化；将活化后的样品用1mol/L盐酸反应，再用蒸馏水清洗至pH为中性，得蚕砂生物炭；
(2)纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭：1)将0.18mmol十六烷基三甲基氯化胺和100mL去离子水混合超声10min，加热搅拌30min；2)加入1mL 0.5mol/L NaCl溶液，高速搅拌30min，逐滴加入1mL 0.5mol/L AgNO3溶液，在40℃下反应1h；3)加入1mL 0.1mol/L HCl溶液，调溶液pH值为5；4)再缓慢加入4g蚕砂生物炭反应2.5h；5)离心、洗涤，30℃下真空干燥24h；6)加入到25％的戊二醛溶液中，磁力搅拌3h，离心、洗涤，在40℃真空干燥箱中干燥过夜得纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭；
(3)将纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭、尼龙66切片、环氧大豆油、聚四氟乙烯和钠基或钙基蒙脱土在捏合机中搅匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，其中，挤出温度为265℃，螺杆转速为150r/min；
(4)真空干燥后，采用喷丝板进行喷丝即得纳米抗菌型毛刷材料，其中，喷丝板的直径为160mm，90孔，孔径为0.8mm。
实施例3
纳米抗菌型毛刷材料及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备蚕砂生物炭：用蒸馏水清洗蚕沙后置于105℃下干燥2h；放入管式炉加热区，通N2，以5℃/min升至700℃炭化2h；将KOH粉末按质量比4:1与炭化蚕砂混匀放入瓷方舟内，通入N2进行二次活化；将活化后的样品用1mol/L盐酸反应，再用蒸馏水清洗至pH为中性，得蚕砂生物炭；
(2)纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭：1)将0.18mmol十六烷基三甲基氯化胺和100mL去离子水混合超声10min，加热搅拌30min；2)加入1mL 0.5mol/L NaCl溶液，高速搅拌30min，逐滴加入1mL 0.5mol/L AgNO3溶液，在40℃下反应1h；3)加入1mL 0.1mol/L HCl溶液，调溶液pH值为5；4)再缓慢加入5g蚕砂生物炭反应3h；5)离心、洗涤，30℃下真空干燥24h；6)加入到25％的戊二醛溶液中，磁力搅拌3h，离心、洗涤，在40℃真空干燥箱中干燥过夜得纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭；
(3)将纳米抗菌剂接枝蚕砂生物炭、尼龙66切片、环氧大豆油、聚四氟乙烯和钠基或钙基蒙脱土在捏合机中搅匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，其中，挤出温度为270℃，螺杆转速为150r/min；
(4)真空干燥后，采用喷丝板进行喷丝即得纳米抗菌型毛刷材料，其中，喷丝板的直径为160mm，90孔，孔径为0.8mm。
本发明制备的纳米抗菌型毛刷材料具有很好的抗菌性能，对大肠杆菌的抑制率可达到100％对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的抑制率分别最高达到99.6％和99.7％。
实施例的性能如下：
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