一种快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维及其制备和使用方法

摘要

本发明属于碘纤维消毒与稳定碘的技术领域，具体涉及一种快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维及其制备和使用方法，解决了现有阴离子交换树脂吸附或交换碘单质或高聚碘存在的稳定性差、易破损、易产生碘的二次污染等问题。其由碘和离子交换纤维制得，为碘-离子交换纤维或高聚碘-离子交换纤维；制备方法步骤为：离子交换纤维的预处理，测定预处理后离子交换纤维的交换容量，然后与碘单质或高聚碘离子或碘离子和碘单质反应制备；其使用方法通过简易过滤筒装置完成。本发明使用时吸附速率快，其制备方法和工艺简单，适合规模化生产。

说明书

技术领域

本发明属于碘纤维消毒与稳定碘的技术领域，具体涉及一种快速吸附和稳定碘并 具有消毒功能的碘纤维及其制备和使用方法，确切地说，是利用公知的碱性阴离子交换纤 维替代离子交换树脂球吸附碘单质或高聚碘离子的方法，以解决碘物质在应用中存在的稳 定性和回收难题，特别是碘在空气和水消毒领域应用中易挥发和余碘难回收或控制等问 题，其应用前景十分广泛。

背景技术

众所周知，碘是一种高效、广谱、安全的消毒剂，可内服亦可外用。

自1811年被法国科学家Courtois发现以来，到1829年被Lugol作为消毒剂（Lugol’ ssolution，卢戈氏液）使用，至今已有190余年的历史。但是，人们在长期的应用中发现，碘 仍存在许多如刺激粘膜及开放性伤口、效期短、有气味、易染色、腐蚀金属和控释等问题或 不足，为此，人们发明了很多含碘的配方或稳定性技术的改进，如行业内或专业技术人员熟 知的聚维酮络合碘、氨基酸络合碘、碘伏、季铵盐络合碘等等，然而，最终的改进结果依然不 能令人满意，如医用碘酊的有效期一般为24个月，并需要在遮光、密封、凉处（不超过20℃） 保存（《中国药典》2005年版二部），如果开封后使用，一般医院暂定有效期为1个月；小容量 （60mL）的碘伏溶液，如果开封后使用，一般要求12天后更换，其原因是，碘在空气中易升华 和不稳定。

由于碘易升华和不稳定的问题一直没有得到很好的解决，所以，碘的应用受到了 限制，特别是碘用于空气或水的消毒研究与应用一直没有取得大的突破。

由此可见，如何更好地解决碘的稳定性问题是碘类消毒剂发展的关键。

上世纪60年代，国外发现阴离子离子交换树脂具有吸附或稳定碘单质或高聚碘离 子的作用，并做了大量的研究工作，包括发明专利，如美国专利：3923665、3907720、 4238477、4999190、5624567、6680050、20130299430、20140217037等；包括文献Appliedand EnvironmentalMicrobiology.1983,46(5):965-969;EuropeanPolymerJournal. 2007,43:4712-4718等。我国也有类似的研究发明，如中国专利：CN1366820A。所述文献与 发明专利均是以苯乙烯系、丙烯酸系或其它高分子聚合物为骨架的体型交联大孔型或凝胶 型碱性阴离子交换树脂球作为载体，阴离子交换树脂球与碘单质或高聚碘离子在一定条件 下接触后，可吸附或交换碘单质或高聚碘离子，但是，阴离子交换树脂球吸附碘单质或高聚 碘离子的速率比较缓慢，一般需要5小时或更长的时间才能达到饱和，因此，无法满足碘消 毒装置快速杀菌和快速吸附余碘的技术要求。

另外，国内外已有的离子交换树脂球吸附碘单质或高聚碘离子后，用于水和空气 的过滤消毒，易受水流或气流的冲击作用，使含碘树脂球破损或掉渣，产生对金属的腐蚀作 用和二次污染。

总之，目前国内外已有的碱性离子交换树脂球吸附或交换碘或高聚碘的方法，无 法解决余碘的超标和金属腐蚀性难题。另外，现有的阴离子交换树脂球材质属体型高分子 材料，无法满足纺织、无纺、编制等加工工艺要求。

发明内容

本发明为了解决现有阴离子交换树脂（球）吸附或交换碘单质或高聚碘存在的稳 定性差、易破损、易产生碘的二次污染（金属腐蚀性）等问题，以及无法满足水处理和空气消 毒后对余碘限量的要求，以及无法满足纺织、无纺加工工艺的技术要求，提供了一种快速吸 附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维及其制备和使用方法。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，由碘和离子交换纤维制得。

所述的快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，为碘-离子交换纤维或高聚 碘-离子交换纤维，所述的碘为碘单质或高聚碘离子或碘离子和碘单质，所述的离子交换纤 维为聚丙烯或聚丙烯腈类高分子骨架结构的碱性阴离子交换纤维或具有阴离子交换功能 的合成或天然纤维。

所述的快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维的制备方法，步骤如下：

1）离子交换纤维的预处理：

（1）先将离子交换纤维放入浓度为0.5~1mol/L的HCl中搅拌洗涤10~30min并抽 滤；（2）用去离子水洗至中性并抽滤；（3）再将离子交换纤维用0.5~1mol/L的NaOH洗涤10 ~30min；（4）用去离子水洗至中性并抽滤，备用，其中，离子交换纤维的质量（单位：g）数与 HCl和NaOH的体积（单位：mL）数的比值均为1:1~30；

2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》测定预处理后离 子交换纤维的交换容量mmol/g，以纤维1mmol交换基团吸附1~3mmol碘单质分子或者1 mmol单电荷的高聚碘离子计算，然后，按照离子交换纤维可交换量的1%~150%计算待吸附 或待交换的碘单质或高聚碘离子物质的量，离子交换纤维可交换量（mmol）=离子交换纤维 的质量（g）×离子交换纤维的交换容量（mmol/g）；

3）碘纤维的制备：用溶剂溶解待吸附的碘单质或高聚碘化合物，得到碘单质溶液或高 聚碘化合物溶液，所用溶剂体积（单位：mL）数是离子交换纤维质量（单位：g）数的1~30倍， 将步骤1）所得离子交换纤维浸渍在含有碘单质溶液或高聚碘化合物溶液的密闭容器中，在 0~80℃、0.1~0.5MPa下搅拌1min~24h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得 到碘-离子交换纤维或高聚碘-离子交换纤维。步骤3）中所用溶剂体积（单位：mL）数是离子 交换纤维质量（单位：g）数的15~20倍，离子交换纤维浸渍在一个含有碘单质或高聚碘化 合物溶液的密闭容器中，在25℃、0.1MPa下搅拌2h。

具有消毒/杀菌功能的碘纤维的制备方法，除可以用离子交换纤维与高聚碘、碘单 质直接吸附或交换外，其步骤还可以为如下：

1）离子交换纤维的预处理：

（1）先将离子交换纤维放入浓度为0.5~1mol/L的HCl中搅拌洗涤10~30min并抽 滤；（2）用去离子水洗至中性并抽滤；（3）再将离子交换纤维用0.5~1mol/L的NaOH洗涤10 ~30min；（4）用去离子水洗至中性并抽滤，备用，其中，离子交换纤维的质量（单位：g）数与 HCl和NaOH的体积（单位：mL）数的比值均为1:1~30；

2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》测定预处理后离 子交换纤维的交换容量，离子交换纤维的可交换量与待吸附的碘离子的摩尔比为1:1~1.5， 优选1:1.1；

3）碘纤维的制备：将步骤1）所得离子交换纤维放入含碘离子的水溶液中搅拌洗涤10~ 30min，所用含碘离子的水溶液的体积（单位：mL）数是离子交换纤维质量（单位：g）数的1~ 30倍，其中，所述水溶液中的碘离子的物质的量大于离子交换纤维的可交换量，然后，再用 去离子水洗去离子交换纤维上多余的碘离子，抽滤备用，此时离子交换纤维完全转化成碘 型离子交换纤维，然后，以离子交换纤维1mmol交换基团吸附1~3mmol碘单质分子计算 待吸附的碘单质的量，用溶剂溶解待吸附的碘单质，得到碘单质溶液，所用碘单质溶液的体 积（单位：mL）数是碘型离子交换纤维质量（单位：g）数的1~30倍，将碘型离子交换纤维浸 渍在含有碘单质溶液的密闭容器中，在0~80℃、0.1~0.5MPa下搅拌1min~24h，抽 滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到高聚碘-离子交换纤维。

上述去离子水洗去离子交换纤维上多余的碘离子的判断方法和标准为：取少量洗 涤液滴加过量饱和AgNO₃溶液，无淡黄色的AgI沉淀生成。将预处理后的离子交换纤维转换 成碘型的离子交换纤维。

采用聚丙烯或聚丙烯腈类高分子骨架结构的碱性阴离子交换纤维，表面接枝的阴 离子交换基团为具有碱性交换阴离子功能的、接枝-NH₂、取代伯胺-NHR₁或仲胺-NR₁R₂或季 铵基-N⁺R₁R₂R₃的基团，其中R₁、R₂、R₃是相同或不同的烷基或芳香基团，优选表面接枝强碱性 季铵基的阴离子交换纤维。

所述的高聚碘化合物是由I₂与MI生成带有负电荷的多碘化物，反应离子方程式 为：，其中M为碱金属阳离子或铵阳离子，是高聚碘离子，m和n是正 整数，n=1~4。

所述的高聚碘离子优选或，相应的高聚碘化合物为KI₃或KI₅，KI₃和KI₅是I₂和 KI分别按照反应摩尔比1:1和2:1直接溶解在所述的溶解高聚碘的溶剂中形成。

所述的溶解碘单质或高聚碘化合物的溶剂是甲醇、乙醇、DMF或DMSO有机溶剂或是 这些有机溶剂与去离子水的混合溶液，优选20~40%的乙醇溶液。

所述的含碘离子水溶液是MI的水溶液，M为碱金属阳离子或铵阳离子，优选KI水溶 液。

所述的快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维的使用方法，通过简易过滤筒 装置完成，所述的简易过滤筒装置包括上下设置开口的筒体，上开口为进口，下开口为出 口，筒体内自上而下设置快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维、带漏水筛孔的隔板、 空白的阴离子交换纤维以及又一带漏水筛孔的隔板。采用空白的阴离子交换纤维（未吸附 碘的纤维）与本发明所述快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维（已吸附或含碘离子 的纤维），用于碘消毒空气或碘消毒水装置中，具体地说，是将快速吸附和稳定碘并具有消 毒功能的碘纤维放在一个过滤筒的前段，在其后面放置空白的、不含碘离子的离子交换纤 维，当空气或水流过时，先通过快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，空气或水流中 的细菌即被碘离子或高聚碘快速杀死，而释放出的余碘则被后端空白离子交换纤维（未吸 附碘离子纤维）快速吸附并固化在纤维上，使通过消毒后的空气或水中无余碘释放。

本发明以碱性阴离子交换纤维作为载体，其骨架是线型高分子，在高分子骨架上 接枝有大量碱性阴离子交换基团。在大量的实验研究中发现，用碱性阴离子交换纤维替代 阴离子交换树脂球，不但吸附或交换碘单质或高聚碘离子的速度快，而且克服了树脂球易 破损或掉渣（产生二次污染）的不足。另外，所述碱性阴离子交换纤维的骨架属线型结构的 高分子材料，加热后可以熔融拉丝，因此可满足纺织、无纺和纤维制品的加工工艺要求，而 传统的阴离子交换树脂球属于体型结构的高分子材料，因此则无法满足纺织、无纺和纤维 制品的加工工艺要求。所以本发明与公知的碱性阴离子离子交换树脂球比较，纤维的表面 积增大，可增加碘单质或高聚碘离子与离子交换纤维的接触面积，有利提高离子交换量，同 时可缩短与碘单质或高聚碘离子的反应时间和提高传质速率，可满足纺织或无纺等加工工 艺的要求，可将碘纤维制成不同用途的卫生用品。

本发明所述的高分子纤维材料的性能，是一般行业内或高分子专业技术人员所熟 知的，高分子材料按加工性能与结构可分两类：一是线型结构的高分子材料；二是体型结构 的高分子材料。线型结构高分子材料，其加热后可以熔融拉丝，硬度和脆性较小，可满足纺 织、无纺制品生产工艺条件与要求，而体型结构的高分子材料硬度和脆性较大，所以，不具 备熔融拉丝和制备纤维的工艺条件与要求。

本发明所述碘纤维包括两类产物，一类是碘单质与离子交换纤维反应制得的碘- 离子交换纤维，这类产物目前只有这一种制备方法；第二类是高聚碘离子与离子交换纤维 反应制得的高聚碘-离子交换纤维，这类产物有两种制备方法：（1）将高聚碘离子直接与离 子交换纤维进行离子交换，可直接得到高聚碘-离子交换纤维；（2）先将碘离子与离子交换 纤维反应得到含有碘离子的离子交换纤维，即碘型离子交换纤维，然后再用该碘型离子交 换纤维与碘单质反应，得到高聚碘-离子交换纤维。

经计算机查新，至今尚未发现国内外有采用碱性阴离子交换纤维替代阴离子交换 树脂球制备碘单质与离子交换纤维反应制得的碘-离子交换纤维，以及高聚碘离子与离子 交换纤维反应制得的高聚碘-离子交换纤维的报道，特别未发现有采用线型结构并具备熔 融拉丝性能的高分子材料制备碘纤维的报道。（注：此处所述线型结构并具备熔融拉丝性能 的高分子材料，是业内人所熟识的专业术语）

本发明通过调整阴离子交换纤维中的含碘量，可制成不同性质和溶出率的消毒/杀菌 纤维。具体地说，是根据阴离子交换纤维的交换量，调整纤维上的碘单质或高聚碘的吸附或 交换量，纤维上的含碘量的多数将决定碘纤维的性质、溶出率及杀菌率。比如，已知（测定） 所用阴离子交换纤维的离子交换量测定值为3mmol/g，用1mmol的高聚碘离子与所述1 g纤维进行交换和吸附，吸附量仅达到纤维理论吸附量的30%，此时的碘纤维性能是非溶出 性的，碘单质不会从纤维上游离出去。如果碘离子或高聚碘在纤维上的负载量为50%时，碘 纤维的性能则是微溶出性的，此时会有微量碘单质从碘纤维上游离出去。当碘离子或高聚 碘在纤维上的负载量大于50%或超过100%时，碘纤维的性质则为完全溶出性的，大量的碘单 质会从碘纤维上游离出去。

综上所述，本发明具有如下特点：

（1）通过调整碘单质或高聚碘离子的使用量，可具体调整所述碘纤维的含碘量，满足不 同的使用要求，其制备方法和工艺简单，适合规模化生产；

（2）所述（所用）离子交换纤维的吸附或交换碘单质或高聚碘离子的速率比较快，一般1 min~2h即可完成；

（3）当按照离子纤维交换容量的1%~50%的比例确定待吸附或待交换的碘单质或高聚 碘离子物质的量，所述含碘纤维的稳定性高，放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保 存3个月，取出观察，无异味，密封容器无黄染现象；

（4）所述具有消毒/杀菌功能的碘纤维及其制备方法，可以先用离子交换纤维按照本发 明所示方法吸附碘单质或高聚碘离子，然后，可按公知的纺织或无纺工艺编织赋形。除外， 也可先将离子交换纤维按公知的纺织或无纺工艺编织赋形，然后，再用编织赋形后的纤维 制品吸附碘单质或高聚碘离子。

试验例：采用本发明制备方法步骤1，对2gD201氯型苯乙烯凝胶离子交换树脂球 （市售商品）和2g聚丙烯纤维接枝季铵基离子交换纤维（市售商品）分别进行预处理，然后 以两种材料交换容量的1.2倍分别与0.04mol/LKI₃溶液（0.04molKI与0.04molI₂溶于1 L20%乙醇溶液）在不同的时间下进行反应，测定两种吸附材料在不同反应时间下分别对I₂和I^-的吸附情况，结果如图1和图2。

从图1和图2可以看到，在不同反应时间条件下离子交换纤维对I₂和I^-的吸附能力 远远大于离子交换树脂的吸附能力。

从图1可看到离子交换纤维对I₂的吸附速率约为D201氯型苯乙烯凝胶离子交换树 脂球的3倍，在10min的时候，离子交换纤维的吸附已达到饱和，而与离子纤维对照的D201 离子交换树脂球在6h后才能缓慢接近饱和。从图2可以看到离子交换纤维对I^-的吸附在30 min的时候达到最大值，之后出现脱附现象，而D201离子交换树脂球在12h后才接近饱和。

附图说明

图1离子交换树脂球与离子交换纤维不同反应时间对I₂吸附量，

图2离子交换树脂球与离子交换纤维不同反应时间对I^-吸附量，

图3为简易过滤筒装置示意图，

图中：1-上开口，2-快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，3-带漏水筛孔的隔 板，4-空白的阴离子交换纤维，5-下开口。

具体的实施方式

快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，由碘和离子交换纤维制得。快速吸附和 稳定碘并具有消毒功能的碘纤维，为碘-离子交换纤维或高聚碘-离子交换纤维，所述的碘 为碘单质或高聚碘离子或碘离子和碘单质，所述的离子交换纤维为聚丙烯或聚丙烯腈类高 分子骨架结构的碱性阴离子交换纤维或具有阴离子交换功能的合成纤维。

所述的快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维的制备方法，给出以下实施 例。

实施例1：碘-聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）本发明所用的聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维预处理的方法： 取10g的聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入30mL 0.5mol/L的HCl中搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交 换纤维用30mL0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备 用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.3852mmol/g；

（3）称取预处理后的离子交换纤维2g，以纤维1mmol交换基团吸附2mmolI₂分子计 算，按照纤维可交换量的10%的比例确定待吸附的碘单质的量为0.9541mmol（0.2422g）， 用50mL20%乙醇溶液将称量好的碘溶解，然后将离子交换纤维浸渍在溶液中，在20℃常 压下搅拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘纤 维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为0，证明交换量为10%的碘-聚丙烯纤维接枝季铵基 强碱性阴离子交换纤维为非溶出性材料。改用中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（烧瓶 震荡法），取0.1g本实施例所述碘纤维进行震荡杀菌试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄 色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌8032，震荡作用30min，杀菌率达99.90%，证明交换量 为10%的碘-聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维为非溶出性碘纤维杀菌材料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降1%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出观 察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂 球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置10天，取出观察，塑料瓶壁表面即出现 明显的染黄现象。

将本实施例所述的碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同 放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察本实施例所述碘纤维对金属的腐蚀现象，结果 无腐蚀。对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm× 100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交 换树脂球高聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

实施例2：高聚碘-聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的预处理：取50g的聚丙烯纤 维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入200mL0.5mol/L的HCl中 搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交换纤维用200mL 0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.3852mmol/g。

（3）称取预处理后的离子交换纤维5g，以纤维1mmol交换基团吸附1mmol离 子计算，按照纤维可交换量的40%的比例确定待吸附的高聚碘离子的量为4.7704mmol， 即需要4.7704mmol（0.7913g）KI与4.7704mmol（1.2108g）I₂来配置KI₃溶液，用150mL 30%乙醇溶液将称量好的KI和I₂溶解配置成溶液，将离子交换纤维浸渍在溶液中，在25℃ 常压下搅拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘 纤维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为13mm，证明交换量为40%的高聚碘-聚丙烯纤维接 枝季铵基强碱性阴离子交换纤维具有明显的抑菌和杀菌作用。注：抑菌环直径大于7mm为 溶出性碘纤维杀菌材料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降4%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明高聚碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出 观察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树 脂球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置15天，取出观察，塑料瓶壁表面即出 现明显的染黄现象。

将本实施例所述的高聚碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁 皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察碘纤维对金属的腐蚀现象，结果无腐蚀。 对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm×100mm× 0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交换树脂球高 聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

实施例3：高聚碘-聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）聚丙烯纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的预处理：取50g的聚丙烯纤 维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入200mL0.5mol/L的HCl中 搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交换纤维用200mL 0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.3852mmol/g。

（3）碘型的离子交换纤维制备：取10g预处理后的离子交换纤维，以离子交换纤维 的1mmol交换基团吸附1mmolI^-计算，按照离子交换纤维可交换量的110%的比例，10g预 处理后的离子交换纤维所需的I^-的量为0.0262mol，则需KI的量为4.3492g（0.0262 mol）。用300mL去离子水溶解KI并将离子交换纤维浸渍在KI溶液中搅拌洗涤30min。再用 去离子水洗掉纤维上附着的多余碘离子（定性判断标准为：取少量洗涤液滴加过量饱和 AgNO₃溶液无淡黄色的AgI沉淀生成），抽滤备用，这样离子交换纤维完全转化成碘型的离子 交换纤维。

（4）称取碘型的离子交换纤维8g，以纤维1mmol交换基团吸附1mmolI₂计算，按 照纤维交换容量的20%的比例确定待吸附的碘单质的量为3.8163mmol（0.9686g），用100 mL30%乙醇溶液将称量好的碘溶解，然后将离子交换纤维浸渍在溶液中，在20℃常压下搅 拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘 纤维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为6mm，证明交换量为20%的高聚碘-聚丙烯纤维接枝 季铵基强碱性阴离子交换纤维具有一定的抑菌和杀菌作用，属于微溶出材料。注：抑菌环直 径大于7mm为溶出性碘纤维杀菌材料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降2%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明高聚碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出 观察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树 脂球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置15天，取出观察，塑料瓶壁表面即出 现明显的染黄现象。

将本实施例所述的高聚碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁 皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察碘纤维对金属的腐蚀现象，结果无腐蚀。 对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm×100mm× 0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交换树脂球高 聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

实施例4：高聚碘-聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的预处理：取50g的聚丙烯 腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入200mL0.5mol/L的 HCl中搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交换纤维用200 mL0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.2300mmol/g。

（3）称取预处理后的离子交换纤维5g，以纤维1mmol交换基团吸附1mmol离 子计算，按照纤维可交换量的15%的比例确定待吸附的高聚碘离子的量为1.6725mmol， 即需要1.6725mmol（0.2776g）KI与1.6725mmol（0.4245g）I₂来配置KI₃溶液，用90mL 30%乙醇溶液将称量好的KI和I₂溶解配置成溶液，将离子交换纤维浸渍在溶液中，在25℃ 常压下搅拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘 纤维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为0mm，证明交换量为15%的碘-聚丙烯纤维接枝季铵 基强碱性阴离子交换纤维为非溶出性材料。改用中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（烧 瓶震荡法），取0.1g本实施例所述碘纤维进行震荡杀菌试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金 黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌8032，震荡作用30min，杀菌率达99.90%，证明交换 量为15%的碘-聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维为非溶出性碘纤维杀菌材 料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降1%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明高聚碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出 观察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树 脂球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置15天，取出观察，塑料瓶壁表面即出 现明显的染黄现象。

将本实施例所述的高聚碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁 皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察碘纤维对金属的腐蚀现象，结果无腐蚀。 对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm×100mm× 0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交换树脂球高 聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

实施例5：高聚碘-聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的预处理：取50g的聚丙烯 腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入200mL0.5mol/L的 HCl中搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交换纤维用200 mL0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.2300mmol/g。

（3）称取预处理后的离子交换纤维5g，以纤维1mmol交换基团吸附1mmol离 子计算，按照纤维可交换量40%的比例确定待吸附的高聚碘离子的量为4.4600mmol，即 需要4.4600mmol（0.7404g）KI与4.4600mmol（1.1320g）I₂来配置KI₃溶液，用150mL30% 乙醇溶液将称量好的KI和I₂溶解配置成溶液，将离子交换纤维浸渍在溶液中，在25℃常压 下搅拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘 纤维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为14mm，证明交换量为40%的高聚碘-聚丙烯腈纤维 接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维具有明显的抑菌和杀菌作用。注：抑菌环直径大于7mm 为溶出性碘纤维杀菌材料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降4%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明高聚碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出 观察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树 脂球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置15天，取出观察，塑料瓶壁表面即出 现明显的染黄现象。

将本实施例所述的高聚碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁 皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察碘纤维对金属的腐蚀现象，结果无腐蚀。 对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm×100mm× 0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交换树脂球高 聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

实施例6：高聚碘-聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的制备。

（1）聚丙烯腈纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维的预处理：取50g的聚丙烯 纤维接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维，先将离子交换纤维放入200mL0.5mol/L的HCl 中搅拌洗涤30min并抽滤；然后用去离子水洗至中性并抽滤；再将离子交换纤维用200mL 0.5mol/L的NaOH洗涤30min并抽滤；最后用去离子水洗至中性并抽滤，备用。

（2）根据《GB/T5760-2000氢氧型阴离子交换树脂交换容量测定方法》，测定预处 理后离子交换纤维的交换容量为2.2300mmol/g。

（3）碘型的离子交换纤维制备：取10g预处理后的离子交换纤维，以离子交换纤维 的1mmol交换基团吸附1mmolI^-计算，按照离子交换纤维可交换量的110%的比例，10g预 处理后的离子交换纤维所需的I^-的量为0.0245mol，则需KI的量为4.0670g（0.0245 mol）。用300mL去离子水溶解KI并将离子交换纤维浸渍在KI溶液中搅拌洗涤30min。再用 去离子水洗掉纤维上附着的多余碘离子（定性判断标准为：取少量洗涤液滴加过量饱和 AgNO₃溶液无淡黄色的AgI沉淀生成），抽滤备用，这样离子交换纤维完全转化成碘型的离子 交换纤维。

（4）称取碘型的离子交换纤维8g，以纤维1mmol交换基团吸附1mmolI₂计算，按 照纤维交换容量的130%的比例确定待吸附的碘单质的量为23.1290mmol（5.8863g），用 200mL无水乙醇溶液将称量好的碘单质溶解，然后将离子交换纤维浸渍在溶液中，在20 ℃常压下搅拌2h，抽滤，用去离子水洗涤，40℃干燥2h得到本实施例产物。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（抑菌环方法），取0.1g本实施例所述碘 纤维进行抑菌环试验，受试菌种为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538、白色葡萄球菌 8032，实验结果显示，抑菌环平均直径为24mm，证明交换量为130%的高聚碘-聚丙烯腈纤维 接枝季铵基强碱性阴离子交换纤维具有明显的抑菌和杀菌作用。注：抑菌环直径大于7mm 为溶出性碘纤维杀菌材料。

按中国卫生部2002年版《消毒技术规范》（消毒剂稳定性试验方法），将本实施例所 制材料于37℃恒温培养箱内保存三个月，测试碘离子交换纤维的含碘量变化，结果显示， 碘的含量较试验前下降9%，稳定性符合《消毒技术规范》要求（有效成分下降率不大于10%为 合格）。

将本发明高聚碘纤维放在PE塑料离心管中密封，并于室温条件下保存3个月，取出 观察，无异味，密封容器无黄染现象。对照品为江苏常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树 脂球高聚碘，将其同样放在PE塑料离心管中密封，放置15天，取出观察，塑料瓶壁表面即出 现明显的染黄现象。

将本实施例所述的高聚碘纤维与100mm×100mm×0.2mm的铜、铝、镀锌铁 皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存3个月，观察碘纤维对金属的腐蚀现象，结果无腐蚀。 对照品为中国常州佳得顺抗菌科技有限公司生产的树脂球高聚碘与100mm×100mm× 0.2mm的铜、铝、镀锌铁皮同放在一个密闭的玻璃容器内保存15天，观察离子交换树脂球高 聚碘对金属的腐蚀现象，结果发现：对照品对试验金属的腐蚀现象非常严重。

应用实施例：快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维的使用方法。

根据本发明具有快速吸附和稳定碘的性能和所制碘纤维具有消毒/杀菌功能的特 点，通过一个简易过滤筒装置，如图3所示，即可实现本发明所述的含碘纤维快速过滤消毒 空气或水和通过空白纤维快速吸附余碘（稳定碘）的发明目的。所述的，通过简易过滤筒装 置完成，所述的简易过滤筒装置包括上下设置开口的筒体，上开口为进口，下开口为出口， 筒体内自上而下设置快速吸附和稳定碘并具有消毒功能的碘纤维、带漏水筛孔的隔板、离 子交换纤维以及又一带漏水筛孔的隔板。