本申请涉及防护服领域，更具体地说，它涉及一种改性纤维及其制备方法、防护布料和医用防护服。
背景技术：
：医用防护服是指医务人员及进入特定医药卫生区域的人群所使用的防护性服装，医用防护服的作用是隔离病菌、有害超细粉尘、酸碱性溶液、电磁辐射等，保证人员的安全。相关技术中，申请号为202010343144.2的中国申请文件公开了一种医用防护服纺织面料及其制备方法和医用防护服，该纺织面料医用防护服纺织面料采用纱线a和纱线b织造而成，纱线a采用光触媒艾草纤维、棉纤维和抗菌整理剂制成，纱线b为由改性聚酯纤维和涤纶混纺制得。采用光触媒溶液对艾草纤维进行浸轧处理，然后烘干即得光触媒艾草纤维，光触媒艾草纤维和棉纤维经清棉、疏棉、并条、粗纱、细纱、并条、倍捻处理，形成低捻度复合纱，再用抗菌整理剂浸渍处理45～90分钟，烘干、定型，得到纱线a；采用纱线a和纱线b织造成经平组织、经平斜或者经平绒组织结构的医用防护服纺织面料。针对上述中的相关技术，发明人认为存在有上述医用防护服面料中的抗菌整理剂采用浸渍处理的方式粘附在纱线a上，制得的医用抗菌服抗菌持久性低的缺陷。技术实现要素：为了改善上述医用抗菌服抗菌持久性低的问题，本申请提供一种改性纤维及其制备方法和医用防护服。第一方面，本申请提供的一种改性纤维采用如下的技术方案：一种改性纤维，由包括以下重量份的原料制得：聚合物纤维30～50份，n,n-二甲基甲酰胺50～70份，硅烷偶联剂5～15份，三(3-氨基丙基)胺5～10份，金属氧化物3～6份。通过采用上述技术方案，金属氧化物具有杀菌、抗静电效果好的优点；利用硅烷偶联剂将金属氧化物包覆，并利用带有氨基的三(3-氨基丙基)胺连接在硅烷偶联剂上，使得金属氧化物成为携带氨基的金属氧化物。聚合物纤维粉为一类化学纤维，具有质轻、强度高、弹性好、吸湿性能好等优点；其中，n,n-二甲基甲酰胺在作为溶解聚合物纤维粉溶剂的同时，充当聚合物纤维粉与金属氧化物的连接桥梁，由于n,n-二甲基甲酰胺中的-co-可以与三(3-氨基丙基)胺中的-nh2-形成酰胺键，将金属氧化物与聚合物纤维粉连接，则最终制得的聚合物纤维粉为携带有金属氧化物的聚合物纤维粉。此金属氧化物在聚合物纤维粉上结合牢固，使得改性聚合物纤维粉制成的改性纤维抗菌持久性好，防静电效果好。可选的，所述改性纤维由包括以下重量份的原料制得：聚合物纤维粉40～50份，n,n-二甲基甲酰胺55～65份，硅烷偶联剂10～13份，三(3-氨基丙基)胺8～10份，金属氧化物5～6份。通过采用上述技术方案，优化重量份的改性纤维原料，使得金属氧化物重量及包覆金属氧化物的硅烷偶联剂重量选用均较合适，并通过恰当重量份的三(3-氨基丙基)胺与n,n-二甲基甲酰胺使得金属氧化物连接在聚合物纤维粉上，则制得的聚合物纤维粉上的金属氧化物连接均匀性好，最终通过聚合物纤维粉制得的改性纤维表面平滑度较好。可选的，所述金属氧化物是ag2o、zno和cuo中的一种。通过采用上述技术方案，由于ag2o、zno和cuo均具有抗菌性能，也具有防静电性能，因此在硅烷偶联剂中分别包覆三种不同的金属氧化物均可以使得最终制得的改性纤维具有持久的抗菌性与防静电性能。可选的，所述金属氧化物由ag2o、zno和cuo组成，且ag2o、zno和cuo的重量比为(0.2～0.5):(2～4):(3～5)。通过采用上述技术方案，由实施例9与实施例10可以明显看出，ag2o、zno和cuo组成的金属氧化物抗菌效果及防静电效果优于单独使用ag2o、zno和cuo，说明ag2o、zno和cuo组成的金属氧化物的抗菌效果及防静电效果起到了协同作用；由于ag2o的抗菌效果在上述三种金属氧化物中最好，但氧化银的价格较zno和cuo昂贵，因此为了节省成本，选用部分抗菌性能稍差的zno和cuo共同作为改性纤维的金属氧化物，在达到抗菌效果的同时，大大降低了成本。可选的，所述聚合物纤维是聚丙烯腈或聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维中的一种。通过采用上述技术方案，聚丙烯腈粉具有柔软、抗菌和吸湿等性能；聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉具有质轻、耐化学腐蚀性、吸湿、柔软等优点，将聚丙烯腈粉或聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉作为改性纤维粉的原料，使得改性纤维制成的布料吸湿性好、柔软且耐腐蚀，工作人员穿着该布料制成的防护服工作时，且舒适性较好。第二方面，本申请提供一种改性纤维的制备方法，采用如下的技术方案：包括以下步骤的方法制备得到：ⅰ、将聚合物纤维粉溶入n,n-二甲基甲酰胺中并搅拌，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将硅烷偶联剂加入乙醇和氨水中，搅拌均匀后，加入金属氧化物，持续搅拌得到硅烷偶联剂包覆的金属氧化物溶液；ⅲ、将三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的金属氧化物溶液中，持续搅拌得到带有氨基的金属氧化物球溶液，离心干燥得到带有氨基的金属氧化物球；ⅳ、将带有氨基的金属氧化物球加入步骤i所得溶液中，持续搅拌反应，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液离心弃去上清液后，干燥得到改性纤维粉，并纺丝制得改性纤维。通过采用上述技术方案，步骤ⅰ中，将聚合物纤维粉溶入n,n-二甲基甲酰胺中，由于n,n-二甲基甲酰胺为亲核试剂，会进攻含有亲电碳原子的聚合物纤维粉，使得聚合物纤维粉稳定的溶解于n,n-二甲基甲酰胺中；步骤ⅱ及步骤ⅲ中，金属氧化物最终形成携带有氨基的金属氧化物球体；步骤ⅳ中，携带有氨基的金属氧化物球通过n,n-二甲基甲酰胺与聚合物纤维粉连接，则聚合物纤维粉成为携带有金属氧化物的改性纤维粉；步骤ⅴ中，将改性纤维粉的溶剂离心除去后并干燥，会得到改性纤维粉。可选的，所述步骤v得到的改性纤维溶液离心弃去上清液后，经饱和氯化钠水溶液洗涤多次，干燥得到改性纤维粉。通过采用上述技术方案，饱和氯化钠会将残留在改性纤维粉上的n,n-二甲基甲酰胺洗掉，则最终干燥的改性纤维粉为纯净的改性纤维粉。第三方面，本申请提供一种防护布料，采用如下技术方案：一种防护布料，其特征在于，所述防护布料包括外纤维层、内纤维层和夹设在外改性纤维层与内改性纤维层中间的透气层；所述外纤维层和内纤维层由权利要求1-5任一所述的改性纤维及聚酯纤维纺织制备得到或由权利要求6-7的制备方法制备得到的改性纤维及聚酯纤维纺织制备得到。通过采用上述技术方案，外改性纤维层与内改性纤维层的设置，使得防护布料的最外层与最内层均具有抗菌、抗静电的效果；中间层为透气层，使得防护布料制成的医用防护服具有透气性，医护人员长期穿上防护服后不会产生闷热感。第四方面，本申请提供一种医用防护服，采用如下技术方案：一种医用防护服，由防护布料制成。通过采用上述技术方案，用此防护布料制成的防护服抑菌、抗静电，且透气性良好，医护人员穿着舒适感较佳。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请将金属氧化物与聚合物纤维粉连接，则最终制得的聚合物纤维粉为携带有金属氧化物的聚合物纤维粉，此金属氧化物在聚合物纤维粉上结合牢固，使得改性聚合物纤维粉制成的改性纤维抗菌持久性好，防静电效果好；2、选用ag2o、zno和cuo共同作为抗菌氧化物，在达到抗菌效果的同时，大大降低了成本；3、本申请外纤维层、透气层与内纤维层的设置，使得防护布料内外层均具有抗菌、抗静电效果，且具有良好的透气性。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。原料来源：聚丙烯腈粉和聚酰胺纤维粉，购自连云港瑞创新材料科技有限公司；聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉，购自苏州名奥塑化有限公司；硅烷偶联剂、三(3-氨基丙基)胺，购自青岛恒达众诚科技有限公司；二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺，购自上海凯茵化工有限公司；ag2o粉末、zno粉末与cuo粉末，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；聚四氟乙烯纤维，购自上海鸿塑塑化有限公司；市售医用抗菌布料-313d，购自广东荣牌医用新材料科技有限公司。改性纤维的实施例实施例1ⅰ、将30g聚丙烯腈粉溶入70gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将5g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入3gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将10g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到38g改性纤维粉。静电纺丝：将38g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例2ⅰ、将50g聚丙烯腈粉溶入50gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将15g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入6gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将5g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到68g改性纤维粉。静电纺丝：将68g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例3ⅰ、将35g聚丙烯腈粉溶入68gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将10g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入5gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将10g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到48g改性纤维粉。静电纺丝：将48g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例4ⅰ、将45g聚丙烯腈粉溶入60gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将13g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入6gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将8g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到60g改性纤维粉。静电纺丝：将60g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例5ⅰ、将40g聚丙烯腈粉溶入65gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将12g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入5gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将9g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o球；ⅳ、将带有氨基的ag2o球加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到52g改性纤维粉。静电纺丝：将52g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例6与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的zno粉末。实施例7与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的cuo粉末。实施例8与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.14gag2o粉末、2.8gzno粉末与2.08gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.2:4:3。实施例9与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.21gag2o粉末、2.05gzno粉末与2.74gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.3:3:4。实施例10与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.33gag2o粉末、1.33gzno粉末与3.33gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.5:2:5。实施例11与实施例9的不同之处在于：将步骤i中的聚丙烯腈粉替换为等重量的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉。静电纺丝时，将改性纤维粉加入到含有氯化锂的二甲基亚砜中。实施例12与实施例9的不同之处在于：将步骤i中的聚丙烯腈粉替换为等重量的聚酰胺纤维粉。实施例13与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的mgo粉末。对比例1与实施例5的不同之处在于：步骤ⅱ中不添加ag2o粉末，添加17g硅烷偶联剂。对比例2与实施例5的不同之处在于：步骤ⅲ中不添加三(3-氨基丙基)胺，步骤ⅱ中添加21g硅烷偶联剂。对比例3与实施例5的不同之处在于：步骤ⅱ中不添加硅烷偶联剂，步骤ⅲ中添加21g三(3-氨基丙基)胺。对比例4与实施例5的不同之处在于：步骤i中不添加n,n-二甲基甲酰胺，添加77g硅烷偶联剂。防护布料的实施例如表1所示，实施例1-12和对比例1-4的主要区别在于采用的改性纤维不同，以下以实施例1为例进行说明。实施例1采用改性纤维的实施例1所得到的改性纤维作为外改性纤维层和内改性纤维层的纺织纤维，聚四氟乙烯纤维作为中间夹层的纺织纤维，采用申请号为202010857430.0的发明专利的具体实施方式“(2)编制方法”进行编织。方法如下：(1)原料：pes75d/36fsddty52个；pes40d/1fsdfdy26个；pu40d52个。(2)编织方法：选用中国台湾精镁jt/2f的双面针织大圆机，28g针距，筒径为36＂，进线路数为78，6路进线一循环；编织过程如下：a、纱线进纱排列：1、4路半含用pes40d/1fsdfdy，2、5路为下针床编织下单边纬平组织，采用pes75d/36fsddty加衬垫氨纶pu40d，3、6路为上针床编织上单边纬平组织，采用pes75d/36fsddty加衬垫氨纶pu40d。b、进线纱长：pes75d/36fsddty的进线纱长为24.5cm/100针；pes40d/1fsdfdy的进线纱长为51.5cm/100针；pu40d的进线纱长为8cm/100针。c、双面针织大圆机的机器输送盘直径大小为10英寸，调节机器运转速度为15转/分钟；pes75d/36fsddty进线的输送盘内径大小为8英寸，每路进线的送纱量为116米/分钟；pes40d/1fsdfdy进线的输送盘内径大小为9英寸，每路进线的送纱量为244.7米/分钟；pu40d进线的输送盘的内径大小为7.5英寸，每路进线的送纱量为38米/分钟；机上卷布布封控制在212cm，机上经密26线/cm，喂纱张力2n，机速控制15转/分钟。表1防护布料改性纤维防护布料改性纤维实施例2实施例2实施例8实施例8实施例3实施例3实施例9实施例9实施例4实施例4实施例10实施例10实施例5实施例5实施例11实施例11实施例6实施例6实施例12实施例12实施例7实施例7实施例13实施例13对比例1对比例1对比例1对比例2对比例3对比例3对比例3对比例4对比例5采用市售的医用抗菌布料，313-d。性能检测试验对实施例1至12和对比例1至5中制得的防护布料进行性能测试，如表2所示，为检测项目与检测标准；如表3所示，为防护布料洗后的检测结果；如表4所示，为防护布料抗菌性能检测结果；表2表3表4注：标准空白试样“0”接触时间的活菌浓度，大肠杆菌：2.5*104cfu/ml；金黄色葡萄球菌：2.3*104cfu/ml；大肠杆菌：1.6*104cfu/ml；a：防护面料试样震荡18h后的活菌浓度(cfu/ml)检测所得抑菌率(％)；b：防护面料水洗20次后，试样震荡18h后的活菌浓度(cfu/ml)检测所得抑菌率(％)。结合实施例1、2、3、4和实施例5，可以看出，合适比例的改性纤维粉原料的加入，使得合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料透湿性、抗合成血液性、断裂伸长率、断裂强力几个基本性能均较好；静电衰减性能及抗菌性也较好。结合实施例5、6和实施例7，可以看出，实施例5、6和7中金属氧化物分别为等重量的ag2o、zno和cuo，合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料透湿性、抗合成血液性、断裂伸长率、断裂强力几个基本性能均较好；静电衰减性能及抑菌率均较好，且水洗20次后，ag2o作为金属氧化物合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料抗菌性基本未衰减。结合实施例8、9、实施例10可以看出，实施例8、9、10的金属氧化物中ag2o、zno和cuo的重量比分别为0.2:4:3、0.3:3:4和0.5:2:5，其中，由于实施例8中的ag2o含量较少，实施例8的防护布料抗菌性能较差，静电衰减性能也较差，实施例9和实施例10的防护面料各项基本性能均较好，且抗菌性及静电衰减性相当，证明ag2o持续增加，对抗菌性并无明显增强，因此，实施例9中的金属氧化物比例最佳。结合实施例9、11和实施例12，可以看出，实施例9、11和12中采用的聚合物纤维粉分别为聚丙烯腈粉、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉和聚酰胺纤维粉，当采用聚酰胺纤维粉时，防护布料的各项基本性能均没有添加聚丙烯腈粉和聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉的数据好，尤其是透湿性及静电衰减性能变差；抗菌性稍变差。结合实施例9和对比例1，可以看出，对比例1中未添加ag2o，静电衰减性能及抗菌性较差。结合实施例9和对比例2、3、4，可以看出，对比例2、3和4分别未添加ag2o与聚丙烯腈粉的中间连接物质，因此，ag2o附着在聚丙烯腈粉上较少，仅是通过静电吸附力吸附在聚丙烯腈粉上，连接作用力较若，则水洗20次后，抗菌性极具下降。结合实施例9与对比例5，可以看出，采用市售的抗菌防护面料进行同样条件下的性能检测，市售的抗菌防护面料各项性能均没有本申请的防护面料好。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12
背景技术：
：医用防护服是指医务人员及进入特定医药卫生区域的人群所使用的防护性服装，医用防护服的作用是隔离病菌、有害超细粉尘、酸碱性溶液、电磁辐射等，保证人员的安全。相关技术中，申请号为202010343144.2的中国申请文件公开了一种医用防护服纺织面料及其制备方法和医用防护服，该纺织面料医用防护服纺织面料采用纱线a和纱线b织造而成，纱线a采用光触媒艾草纤维、棉纤维和抗菌整理剂制成，纱线b为由改性聚酯纤维和涤纶混纺制得。采用光触媒溶液对艾草纤维进行浸轧处理，然后烘干即得光触媒艾草纤维，光触媒艾草纤维和棉纤维经清棉、疏棉、并条、粗纱、细纱、并条、倍捻处理，形成低捻度复合纱，再用抗菌整理剂浸渍处理45～90分钟，烘干、定型，得到纱线a；采用纱线a和纱线b织造成经平组织、经平斜或者经平绒组织结构的医用防护服纺织面料。针对上述中的相关技术，发明人认为存在有上述医用防护服面料中的抗菌整理剂采用浸渍处理的方式粘附在纱线a上，制得的医用抗菌服抗菌持久性低的缺陷。技术实现要素：为了改善上述医用抗菌服抗菌持久性低的问题，本申请提供一种改性纤维及其制备方法和医用防护服。第一方面，本申请提供的一种改性纤维采用如下的技术方案：一种改性纤维，由包括以下重量份的原料制得：聚合物纤维30～50份，n,n-二甲基甲酰胺50～70份，硅烷偶联剂5～15份，三(3-氨基丙基)胺5～10份，金属氧化物3～6份。通过采用上述技术方案，金属氧化物具有杀菌、抗静电效果好的优点；利用硅烷偶联剂将金属氧化物包覆，并利用带有氨基的三(3-氨基丙基)胺连接在硅烷偶联剂上，使得金属氧化物成为携带氨基的金属氧化物。聚合物纤维粉为一类化学纤维，具有质轻、强度高、弹性好、吸湿性能好等优点；其中，n,n-二甲基甲酰胺在作为溶解聚合物纤维粉溶剂的同时，充当聚合物纤维粉与金属氧化物的连接桥梁，由于n,n-二甲基甲酰胺中的-co-可以与三(3-氨基丙基)胺中的-nh2-形成酰胺键，将金属氧化物与聚合物纤维粉连接，则最终制得的聚合物纤维粉为携带有金属氧化物的聚合物纤维粉。此金属氧化物在聚合物纤维粉上结合牢固，使得改性聚合物纤维粉制成的改性纤维抗菌持久性好，防静电效果好。可选的，所述改性纤维由包括以下重量份的原料制得：聚合物纤维粉40～50份，n,n-二甲基甲酰胺55～65份，硅烷偶联剂10～13份，三(3-氨基丙基)胺8～10份，金属氧化物5～6份。通过采用上述技术方案，优化重量份的改性纤维原料，使得金属氧化物重量及包覆金属氧化物的硅烷偶联剂重量选用均较合适，并通过恰当重量份的三(3-氨基丙基)胺与n,n-二甲基甲酰胺使得金属氧化物连接在聚合物纤维粉上，则制得的聚合物纤维粉上的金属氧化物连接均匀性好，最终通过聚合物纤维粉制得的改性纤维表面平滑度较好。可选的，所述金属氧化物是ag2o、zno和cuo中的一种。通过采用上述技术方案，由于ag2o、zno和cuo均具有抗菌性能，也具有防静电性能，因此在硅烷偶联剂中分别包覆三种不同的金属氧化物均可以使得最终制得的改性纤维具有持久的抗菌性与防静电性能。可选的，所述金属氧化物由ag2o、zno和cuo组成，且ag2o、zno和cuo的重量比为(0.2～0.5):(2～4):(3～5)。通过采用上述技术方案，由实施例9与实施例10可以明显看出，ag2o、zno和cuo组成的金属氧化物抗菌效果及防静电效果优于单独使用ag2o、zno和cuo，说明ag2o、zno和cuo组成的金属氧化物的抗菌效果及防静电效果起到了协同作用；由于ag2o的抗菌效果在上述三种金属氧化物中最好，但氧化银的价格较zno和cuo昂贵，因此为了节省成本，选用部分抗菌性能稍差的zno和cuo共同作为改性纤维的金属氧化物，在达到抗菌效果的同时，大大降低了成本。可选的，所述聚合物纤维是聚丙烯腈或聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维中的一种。通过采用上述技术方案，聚丙烯腈粉具有柔软、抗菌和吸湿等性能；聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉具有质轻、耐化学腐蚀性、吸湿、柔软等优点，将聚丙烯腈粉或聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉作为改性纤维粉的原料，使得改性纤维制成的布料吸湿性好、柔软且耐腐蚀，工作人员穿着该布料制成的防护服工作时，且舒适性较好。第二方面，本申请提供一种改性纤维的制备方法，采用如下的技术方案：包括以下步骤的方法制备得到：ⅰ、将聚合物纤维粉溶入n,n-二甲基甲酰胺中并搅拌，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将硅烷偶联剂加入乙醇和氨水中，搅拌均匀后，加入金属氧化物，持续搅拌得到硅烷偶联剂包覆的金属氧化物溶液；ⅲ、将三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的金属氧化物溶液中，持续搅拌得到带有氨基的金属氧化物球溶液，离心干燥得到带有氨基的金属氧化物球；ⅳ、将带有氨基的金属氧化物球加入步骤i所得溶液中，持续搅拌反应，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液离心弃去上清液后，干燥得到改性纤维粉，并纺丝制得改性纤维。通过采用上述技术方案，步骤ⅰ中，将聚合物纤维粉溶入n,n-二甲基甲酰胺中，由于n,n-二甲基甲酰胺为亲核试剂，会进攻含有亲电碳原子的聚合物纤维粉，使得聚合物纤维粉稳定的溶解于n,n-二甲基甲酰胺中；步骤ⅱ及步骤ⅲ中，金属氧化物最终形成携带有氨基的金属氧化物球体；步骤ⅳ中，携带有氨基的金属氧化物球通过n,n-二甲基甲酰胺与聚合物纤维粉连接，则聚合物纤维粉成为携带有金属氧化物的改性纤维粉；步骤ⅴ中，将改性纤维粉的溶剂离心除去后并干燥，会得到改性纤维粉。可选的，所述步骤v得到的改性纤维溶液离心弃去上清液后，经饱和氯化钠水溶液洗涤多次，干燥得到改性纤维粉。通过采用上述技术方案，饱和氯化钠会将残留在改性纤维粉上的n,n-二甲基甲酰胺洗掉，则最终干燥的改性纤维粉为纯净的改性纤维粉。第三方面，本申请提供一种防护布料，采用如下技术方案：一种防护布料，其特征在于，所述防护布料包括外纤维层、内纤维层和夹设在外改性纤维层与内改性纤维层中间的透气层；所述外纤维层和内纤维层由权利要求1-5任一所述的改性纤维及聚酯纤维纺织制备得到或由权利要求6-7的制备方法制备得到的改性纤维及聚酯纤维纺织制备得到。通过采用上述技术方案，外改性纤维层与内改性纤维层的设置，使得防护布料的最外层与最内层均具有抗菌、抗静电的效果；中间层为透气层，使得防护布料制成的医用防护服具有透气性，医护人员长期穿上防护服后不会产生闷热感。第四方面，本申请提供一种医用防护服，采用如下技术方案：一种医用防护服，由防护布料制成。通过采用上述技术方案，用此防护布料制成的防护服抑菌、抗静电，且透气性良好，医护人员穿着舒适感较佳。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请将金属氧化物与聚合物纤维粉连接，则最终制得的聚合物纤维粉为携带有金属氧化物的聚合物纤维粉，此金属氧化物在聚合物纤维粉上结合牢固，使得改性聚合物纤维粉制成的改性纤维抗菌持久性好，防静电效果好；2、选用ag2o、zno和cuo共同作为抗菌氧化物，在达到抗菌效果的同时，大大降低了成本；3、本申请外纤维层、透气层与内纤维层的设置，使得防护布料内外层均具有抗菌、抗静电效果，且具有良好的透气性。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。原料来源：聚丙烯腈粉和聚酰胺纤维粉，购自连云港瑞创新材料科技有限公司；聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉，购自苏州名奥塑化有限公司；硅烷偶联剂、三(3-氨基丙基)胺，购自青岛恒达众诚科技有限公司；二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺，购自上海凯茵化工有限公司；ag2o粉末、zno粉末与cuo粉末，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；聚四氟乙烯纤维，购自上海鸿塑塑化有限公司；市售医用抗菌布料-313d，购自广东荣牌医用新材料科技有限公司。改性纤维的实施例实施例1ⅰ、将30g聚丙烯腈粉溶入70gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将5g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入3gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将10g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到38g改性纤维粉。静电纺丝：将38g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例2ⅰ、将50g聚丙烯腈粉溶入50gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将15g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入6gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将5g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到68g改性纤维粉。静电纺丝：将68g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例3ⅰ、将35g聚丙烯腈粉溶入68gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将10g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入5gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将10g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到48g改性纤维粉。静电纺丝：将48g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例4ⅰ、将45g聚丙烯腈粉溶入60gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将13g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入6gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将8g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o粉末；ⅳ、将带有氨基的ag2o粉末加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到60g改性纤维粉。静电纺丝：将60g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例5ⅰ、将40g聚丙烯腈粉溶入65gn,n-二甲基甲酰胺中，在50rpm下搅拌10min，直到聚合物纤维粉在n,n-二甲基甲酰胺中完全溶解；ⅱ、将12g硅烷偶联剂加入20g乙醇和3g氨水中，在30rpm下搅拌2min后，加入5gag2o粉末，在800rpm下搅拌2h后，得到硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液；ⅲ、将9g三(3-氨基丙基)胺加入硅烷偶联剂包覆的ag2o溶液中，在800rpm下搅拌1h后，得到带有氨基的ag2o溶液，并在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液，在恒温干燥箱中干燥20min，得到带有氨基的ag2o球；ⅳ、将带有氨基的ag2o球加入步骤i所得溶液中，在800rpm下搅拌50min后，得到改性纤维溶液；ⅴ、将改性纤维溶液在1500rpm下离心分离5min，弃去上清液后，用500g饱和nacl溶液洗涤5次，每次1min，洗涤结束，干燥得到52g改性纤维粉。静电纺丝：将52g改性纤维粉加入到二甲基亚砜中，形成质量浓度为5％的纺丝液，在室温下匀速搅拌，直到获得澄清透明的静电纺丝液；然后，将静电纺丝液放置到一个20ml的注射器中；整个装置电压供应与针尖相连，设置5％的纺丝液浓度、15kv的电压、针尖到滚筒收集器的垂直距离为15cm；最后，静电纺丝形成的改性纤维收集在由铝箔覆盖的滚筒上。实施例6与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的zno粉末。实施例7与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的cuo粉末。实施例8与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.14gag2o粉末、2.8gzno粉末与2.08gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.2:4:3。实施例9与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.21gag2o粉末、2.05gzno粉末与2.74gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.3:3:4。实施例10与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为0.33gag2o粉末、1.33gzno粉末与3.33gcuo粉末，其中，ag2o、zno和cuo的重量比为0.5:2:5。实施例11与实施例9的不同之处在于：将步骤i中的聚丙烯腈粉替换为等重量的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉。静电纺丝时，将改性纤维粉加入到含有氯化锂的二甲基亚砜中。实施例12与实施例9的不同之处在于：将步骤i中的聚丙烯腈粉替换为等重量的聚酰胺纤维粉。实施例13与实施例5的不同之处在于：将步骤ⅱ中的ag2o粉末替换为等重量的mgo粉末。对比例1与实施例5的不同之处在于：步骤ⅱ中不添加ag2o粉末，添加17g硅烷偶联剂。对比例2与实施例5的不同之处在于：步骤ⅲ中不添加三(3-氨基丙基)胺，步骤ⅱ中添加21g硅烷偶联剂。对比例3与实施例5的不同之处在于：步骤ⅱ中不添加硅烷偶联剂，步骤ⅲ中添加21g三(3-氨基丙基)胺。对比例4与实施例5的不同之处在于：步骤i中不添加n,n-二甲基甲酰胺，添加77g硅烷偶联剂。防护布料的实施例如表1所示，实施例1-12和对比例1-4的主要区别在于采用的改性纤维不同，以下以实施例1为例进行说明。实施例1采用改性纤维的实施例1所得到的改性纤维作为外改性纤维层和内改性纤维层的纺织纤维，聚四氟乙烯纤维作为中间夹层的纺织纤维，采用申请号为202010857430.0的发明专利的具体实施方式“(2)编制方法”进行编织。方法如下：(1)原料：pes75d/36fsddty52个；pes40d/1fsdfdy26个；pu40d52个。(2)编织方法：选用中国台湾精镁jt/2f的双面针织大圆机，28g针距，筒径为36＂，进线路数为78，6路进线一循环；编织过程如下：a、纱线进纱排列：1、4路半含用pes40d/1fsdfdy，2、5路为下针床编织下单边纬平组织，采用pes75d/36fsddty加衬垫氨纶pu40d，3、6路为上针床编织上单边纬平组织，采用pes75d/36fsddty加衬垫氨纶pu40d。b、进线纱长：pes75d/36fsddty的进线纱长为24.5cm/100针；pes40d/1fsdfdy的进线纱长为51.5cm/100针；pu40d的进线纱长为8cm/100针。c、双面针织大圆机的机器输送盘直径大小为10英寸，调节机器运转速度为15转/分钟；pes75d/36fsddty进线的输送盘内径大小为8英寸，每路进线的送纱量为116米/分钟；pes40d/1fsdfdy进线的输送盘内径大小为9英寸，每路进线的送纱量为244.7米/分钟；pu40d进线的输送盘的内径大小为7.5英寸，每路进线的送纱量为38米/分钟；机上卷布布封控制在212cm，机上经密26线/cm，喂纱张力2n，机速控制15转/分钟。表1防护布料改性纤维防护布料改性纤维实施例2实施例2实施例8实施例8实施例3实施例3实施例9实施例9实施例4实施例4实施例10实施例10实施例5实施例5实施例11实施例11实施例6实施例6实施例12实施例12实施例7实施例7实施例13实施例13对比例1对比例1对比例1对比例2对比例3对比例3对比例3对比例4对比例5采用市售的医用抗菌布料，313-d。性能检测试验对实施例1至12和对比例1至5中制得的防护布料进行性能测试，如表2所示，为检测项目与检测标准；如表3所示，为防护布料洗后的检测结果；如表4所示，为防护布料抗菌性能检测结果；表2表3表4注：标准空白试样“0”接触时间的活菌浓度，大肠杆菌：2.5*104cfu/ml；金黄色葡萄球菌：2.3*104cfu/ml；大肠杆菌：1.6*104cfu/ml；a：防护面料试样震荡18h后的活菌浓度(cfu/ml)检测所得抑菌率(％)；b：防护面料水洗20次后，试样震荡18h后的活菌浓度(cfu/ml)检测所得抑菌率(％)。结合实施例1、2、3、4和实施例5，可以看出，合适比例的改性纤维粉原料的加入，使得合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料透湿性、抗合成血液性、断裂伸长率、断裂强力几个基本性能均较好；静电衰减性能及抗菌性也较好。结合实施例5、6和实施例7，可以看出，实施例5、6和7中金属氧化物分别为等重量的ag2o、zno和cuo，合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料透湿性、抗合成血液性、断裂伸长率、断裂强力几个基本性能均较好；静电衰减性能及抑菌率均较好，且水洗20次后，ag2o作为金属氧化物合成的改性纤维粉纺丝制得的防护面料抗菌性基本未衰减。结合实施例8、9、实施例10可以看出，实施例8、9、10的金属氧化物中ag2o、zno和cuo的重量比分别为0.2:4:3、0.3:3:4和0.5:2:5，其中，由于实施例8中的ag2o含量较少，实施例8的防护布料抗菌性能较差，静电衰减性能也较差，实施例9和实施例10的防护面料各项基本性能均较好，且抗菌性及静电衰减性相当，证明ag2o持续增加，对抗菌性并无明显增强，因此，实施例9中的金属氧化物比例最佳。结合实施例9、11和实施例12，可以看出，实施例9、11和12中采用的聚合物纤维粉分别为聚丙烯腈粉、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉和聚酰胺纤维粉，当采用聚酰胺纤维粉时，防护布料的各项基本性能均没有添加聚丙烯腈粉和聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维粉的数据好，尤其是透湿性及静电衰减性能变差；抗菌性稍变差。结合实施例9和对比例1，可以看出，对比例1中未添加ag2o，静电衰减性能及抗菌性较差。结合实施例9和对比例2、3、4，可以看出，对比例2、3和4分别未添加ag2o与聚丙烯腈粉的中间连接物质，因此，ag2o附着在聚丙烯腈粉上较少，仅是通过静电吸附力吸附在聚丙烯腈粉上，连接作用力较若，则水洗20次后，抗菌性极具下降。结合实施例9与对比例5，可以看出，采用市售的抗菌防护面料进行同样条件下的性能检测，市售的抗菌防护面料各项性能均没有本申请的防护面料好。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
