一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無紡布技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
【背景技術(shù)】
[0002]無紡布是一種不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者長絲進(jìn)行定向或隨機(jī)排列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機(jī)械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成，具有柔軟、透氣和平面結(jié)構(gòu)的新型纖維制品，優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生纖維肩，透氣防水、環(huán)保、柔韌、無毒無味、耐用、絲般柔軟，也是增強(qiáng)材料的一種，而且還有棉質(zhì)的感覺。最初用于衛(wèi)生用品的無紡布采用丙綸、滌綸等生產(chǎn)，生產(chǎn)時(shí)對溫度要求比較苛刻，操作難度大，且整體硬度比較大，后來采用ES纖維生產(chǎn)無紡布，具有蓬松性、柔軟性、高強(qiáng)度、吸油、吸水等特點(diǎn)，可以用于口罩、紙尿褲、衛(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生用品，但功能有限，不具有抗菌性，不能吸附有毒有害物質(zhì)。
[0003]殼聚糖又稱水溶性甲殼素，是一種多糖類天然高分子，由甲殼素經(jīng)過脫乙?；磻?yīng)制備而得到的產(chǎn)物，具有良好的生物相容性、抗菌性、生物可降解性和吸附重金屬離子的能力，利用殼聚糖紡絲成殼聚糖纖維，具有顯著的抑菌抗霉作用，可廣泛用于衛(wèi)生紡織品及服裝，如衛(wèi)生巾、嬰兒裝、燒傷及創(chuàng)傷治療用紗布等，但是由于殼聚糖分子間的強(qiáng)氫鍵作用，分子間的有序結(jié)構(gòu)使殼聚糖晶體結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定，因而只溶于酸性水溶液中，限制了殼聚糖的廣泛運(yùn)用。殼聚糖含有豐富的氨基和羥基，在一定條件下可以反應(yīng)得到羧甲基化的殼聚糖，既保留了殼聚糖的優(yōu)點(diǎn)，又極大地改善了水溶性，羧甲基殼聚糖有三種:0_羧甲基殼聚糖、N-羧甲基殼聚糖、0，N_羧甲基殼聚糖，在不同條件下處理可以得到不同取代度的羧甲基殼聚糖產(chǎn)物，羧甲基殼聚糖的性能主要由分子量、脫乙酰度和取代度決定。羧甲基殼聚糖纖維結(jié)構(gòu)中含有大量的胺基和羧甲基基團(tuán)，具有更高的吸水性和吸附性能。
[0004]如何制備一定脫乙酰度和取代度的羧甲基殼聚糖纖維，并與其他纖維混合制備一種無紡布，除了保留殼聚糖纖維的優(yōu)點(diǎn)外，使其能在一定條件下產(chǎn)生微溶狀態(tài)，具備高抗菌、高吸附重金屬微小顆粒的功能，是本領(lǐng)域研發(fā)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，改善傳統(tǒng)無紡布的性能，在一定條件下能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點(diǎn)的ES纖維制備而成，在溫度25?40°C、PH為5.0?8.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，能產(chǎn)生微溶狀態(tài);ES纖維為內(nèi)芯型結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯為PP纖維，外皮為PE纖維;所述羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比為:羧甲基殼聚糖纖維為1%_10%，殼聚糖纖維為5%-20%，ES纖維為70%-94%，羧甲基殼聚糖纖維熔點(diǎn)為500?800°C，殼聚糖纖維熔點(diǎn)為300?600°C，PP纖維熔點(diǎn)為165?173°C，PE纖維熔點(diǎn)為124?138°C。
[0007]所述微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(1)將分子量為IX 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹I?1.5h，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為201111/1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)?!1=9，在45°C下強(qiáng)力攪拌I.5?2h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應(yīng)體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3?5min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機(jī)硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強(qiáng)度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進(jìn)行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風(fēng)粘合，低熔點(diǎn)的ES纖維在交叉點(diǎn)上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點(diǎn)的羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維仍保持原來的狀態(tài)，冷卻后制得高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
[0008]為保證讓本發(fā)明在溫度25?40 °C、PH為5.0?8.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，，所述羧甲基殼聚糖纖維的制備過程中用紫外線處理，加熱均勻，制備的羧甲基殼聚糖分子量較小，水溶性增加。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明所含ES纖維含量高，蓬松性能好，更加柔軟透氣，強(qiáng)度大，不易斷裂；
(2)制備過程中增加了殼聚糖纖維，殼聚糖與金屬離子通過離子交換、吸附、螯合作用發(fā)生結(jié)合，改善傳統(tǒng)無紡布的性能，具有良好的生物相容性、抗菌性、生物可降解性和吸附重金屬離子的能力；
(3)添加羧甲基殼聚糖，由于在羧甲基殼聚糖分子鏈上引入了親水的羧基基團(tuán)，極大地改善了水溶性，使吸濕保濕性能明顯增強(qiáng)，而且在本發(fā)明設(shè)定的條件下制備的羧甲基殼聚糖的取代度達(dá)到了較好的吸水性能和吸附效果，抗菌性能佳；
(4)用于本發(fā)明的羧甲基殼聚糖纖維在制備過程中采用紫外線處理，降解羧甲基殼聚糖的分子量，溶解性能更好;羧甲基殼聚糖纖維制備后采用微波及表面抗菌劑處理，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維的強(qiáng)度和抗菌性，進(jìn)而提高本發(fā)明的強(qiáng)度、水溶性和抗菌性會(huì)K;
(5)本發(fā)明在一定條件下能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，遇到堿性或中性液體，羧甲基殼聚糖纖維會(huì)微溶，遇到酸性液體，羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維同時(shí)微溶，在微溶狀態(tài)下，本發(fā)明被溶解的比率很少，本身外觀、顏色、強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生明顯變化，但是能更有效的阻隔、過濾及粘附微小顆粒，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011]實(shí)施例1
一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點(diǎn)的ES纖維制備而成，在溫度25°C、PH為5.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維溶解15%、殼聚糖纖維溶解7%，產(chǎn)生微溶狀態(tài);ES纖維為內(nèi)芯型結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯為PP纖維，外皮為PE纖維;羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比為:羧甲基殼聚糖纖維為1%，殼聚糖纖維為5%，ES纖維為94%，羧甲基殼聚糖纖維熔點(diǎn)為500?800 °C，殼聚糖纖維熔點(diǎn)為300?600°C，PP纖維熔點(diǎn)為165?173°C，PE纖維熔點(diǎn)為124?138°C。
[0012]微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(1)將分子量為IX 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹Ih，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為20ml/L的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH=9，在45°C下強(qiáng)力攪拌1.5h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應(yīng)體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到O位上取代度為0.6、N位上取代度為0.5的大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機(jī)硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強(qiáng)度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進(jìn)行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風(fēng)粘合，低熔點(diǎn)的ES纖維在交叉點(diǎn)上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點(diǎn)的羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維仍保持原來的狀態(tài)，冷卻后制得高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
[0013]為保證讓本發(fā)明在溫度25°C、PH為5.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維溶解15%、殼聚糖纖維溶解7%，產(chǎn)生微溶狀態(tài)，所述羧甲基殼聚糖纖維的制備過程中用紫外線處理，加熱均勻，制備的羧甲基殼聚糖分子量較小，水溶性增加。
[0014]實(shí)施例2
一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼