CN101294313A

CN101294313A - 一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法

Info

Publication number: CN101294313A
Application number: CNA2008100391279A
Authority: CN
Inventors: 何春菊; 王庆瑞; 孙俊芬; 陈雪英
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2008-10-29

Abstract

本发明涉及一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，包括：(1)将机械粉碎的纤维素和抗病毒药物以2～200∶1的重量比例混合，在机械搅拌下，投入到离子液体中，在60～130℃温度下溶解1～80小时，形成均一稳定纺丝溶液；(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，进行纺丝，凝固浴固化、拉伸、水洗、上油，得到目标产物纤维素纤维。本发明所得的纤维素纤维对多种病毒有良好的抵抗作用，机械强度高，可以广泛应用于医用口罩、防护服、病房用被面等各种需要具有抗菌、抗病毒等防护功能的纺织用品领域。

Description

一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法

技术领域

本发明属化学纤维的制备领域，特别是涉及一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法。

背景技术

自然界中的所有物质中纤维素不仅储备量大，而且有巨大的恢复量。目前只有极少的纤维素被制成纤维。用于制造纤维和薄膜的纤维素量，还不及世界工业生产的纤维素产量的4％。随着人类对自然界认识的不断深入以及石油、煤、天然气等自然资源的日益短缺，纤维素的利用还将逐渐扩大。纤维素纤维由于原料纤维素能被生物分解或安全燃烧转化成水蒸气和二氧化碳，由废弃物引起的破坏环境问题少，因此发展纤维素纤维是十分必要的。制造再生纤维素纤维的半制品——浆粕的原材料来源相当广泛，从优质的针叶木和棉短绒到阔叶木、速生材、竹子、麻以及各种草本植物如甘蔗渣、芦苇、黄麻杆等。

目前制备纤维素纤维主要采用的是粘胶法，生产过程冗长而复杂，能耗和操作费用高，并存在废气、废水、废渣的污染、处理回收等多项问题。而离子液体作为一种新型的纤维素溶剂，在较宽的范围内以液态存在，且具有良好的热稳定性，无毒、无挥发性，有利于环境保护和操作人员健康。并可以通过选择适宜的阴、阳离子组合而改变其物理化学性质，是许多有机物、无机物和高分子材料的良性溶剂。许多离子液体对纤维素的溶解度很大，有些甚至达到25％；而采用纤维素黄化法生产粘胶纤维所采用的纤维素浓度不超过10％，因此采用离子液体生产纤维素纤维可以大大提高生产效率。

病毒是最小的病原微生物，临床上较多的疾病与病毒感染有关，后者也是目前世界上发病率最高的传染性疾病之一。据国外统计资料报道，近3/4的传染病是由病毒引起的。不同的病毒感染引起不同的疾患，需要不同的抗病毒药物治疗。一些由病毒引起的疾病在日常生活中严重影响着人们的健康和生活，甚至影响家庭生活。更严重的是有些病毒还可能引发更严重的疾病，如近年来已发现宫颈癌的发病率增高更是与上面提到的几种病毒感染有关，HPV感染与外阴浸润癌、外阴疣状癌、阴道上皮内瘤变及浸润癌的关系也已受到重视。因此，开发抗病毒纤维及其用品，可有效杀灭或抑制与其接触的病毒，从而起到治疗和预防病毒的作用。

再生纤维素纤维作为一种常用的纤维原料，对于开发抗病毒类纤维素纤维显得非常重要。采用该抗病毒纤维素纤维制成的抗菌织物对病毒起到了阻隔兼杀灭的功能，不会导致病毒产生耐药变异菌株抗药性，不造成人体伤害和环境伤害，具有安全、杀菌彻底、长效抗病毒、广谱抗病毒等诸多特性。

专利00809842.5涉及了一种具有杀病毒和抗微生物活性的药物纤维及其制品，该纤维包括一种抗微生物物质的药物纤维含有一种带有10-18个碳原子的季铵化合物卡塔明AB和一种多元醇作为活性物质，然而该产品和方法只适用于天然纤维，并且其所含的有效成分含量很低。

专利200610117954.6涉及了一种抗病毒护垫的制造方法，是在温敏中空纤维中放置抗病毒药物，将其进一步制成抗病毒面层，通过在人体温度下释放药物来达到抗病毒的作用，然而其生产过程复杂，只能对局部用药，难以推广使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，该方法简便易行，环境友好，应用广泛。

本发明的一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，包括：

(1)将机械粉碎的纤维素和抗病毒药物以2～200∶1的重量比例混合，在机械搅拌下，投入到相当于总固质量1.5-35倍的离子液体中，在60～130℃温度下溶解1～80小时，或同时施加微波辐射，形成总固含量为3-40 wt％、均一稳定纺丝溶液；

(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，进行纺丝，凝固浴固化、拉伸、水洗、上油，得到目标产物纤维素纤维。

所述的步骤(1)中原料纤维素为竹浆粕、麻浆粕、木浆粕、棉浆粕、芦苇浆、甘蔗渣浆、黄麻杆浆、细菌纤维素或棉，聚合度在300～2500，α-纤维素含量为90％～100％，浆粕经过活化处理或不做处理。

所述的步骤(1)中抗病毒药物为抗疱疹类药物，包括洛韦类药物。

所述的步骤(1)中离子液体是由阳离子和阴离子组成的，其中，阳离子选自取代基是氢、C₁～C₆的烷基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基、烷氧基中的一种或多种的烷基季铵离子、烷基季磷离子、烷基咪唑离子或烷基吡啶离子；阴离子选自卤素离子、BF₄ ^-、PF₄ ^-、SCN^-、CN^-、OCN^-、CNO^-、CF₃SO₃ ^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(CF₃SO₂)₂Cl^-中的一种。

所述的步骤(1)中离子液体中的阳离子优选取代基为C₁～C₆的烷基的烷基咪唑离子，阴离子优选卤素离子。

所述的步骤(2)中的纺丝是采用湿法纺丝、干喷湿纺或熔喷湿纺进行的。

所述的步骤(2)中凝固浴为水或0～60wt％的离子液体的水溶液，温度为0～90℃，纺丝速度为5～150米/分。

所述的步骤(2)中拉伸为紧张拉伸、喷头拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回缩中的一种或多种，总拉伸比为10-200％。

所述的步骤(2)中的纤维素纤维为纤维素共混短纤维和长丝纤维，其强度为2.5～4.0cN/dtex。

本发明由纤维素、抗病毒药物组成的纺丝原液可纺制成中空纤维膜，用于制备人工脏器和净水器的用膜，共混纤维可制造内衣、手帕、经混纺或纯纺可制成各种服装面料，并对多种病毒，如疱疹类病毒(包括人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒和巨细胞病毒病毒等)有良好的抵抗作用，可以广泛应用于医用口罩、防护服、病房用被面等各种需要具有抗菌、抗病毒等防护功能的纺织用品领域。

有益效果

(1)本发明采用离子液体作为共溶剂，避免了粘胶法冗长复杂的生产过程，降低了工艺能耗和操作费用，离子液体作为新型的纤维素溶剂，无毒无害、无挥发性，有利于环境保护和操作人员健康，易于回收，符合绿色生产的要求，其水溶液还可用做凝固浴；

(2)与常规粘胶纤维相比较，本发明方法制备的纤维素共混纤维机械性能更高，具有良好的机械强度，可广泛用于抗病毒等防护功能的纺织用品领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)将粉碎的9.95份(重量份数)浆粕(聚合度500)、0.05份(重量份数)药物阿昔洛韦混合，与100份(重量份数)1-丁基-3-甲基咪唑氯酸盐([BMIM]Cl)离子液体混合均匀，在90℃下搅拌24小时，得到纺丝溶液。

(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到含5％离子液体的凝固浴中，凝固浴温度为45℃。

(3)经过拉伸比为10％的塑化拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为50米/分，得到强度为3.2cN/dtex的纤维。

实施例2

(1)将粉碎的9份(重量份数)浆粕、1份(重量份数)阿昔洛韦混合，与200份(重量份数)1-丁基-3-甲基咪唑氯酸盐([BMIM]Cl)离子液体混合均匀，在100℃下搅拌120小时，得到纺丝溶液。

(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到水凝固浴中，凝固浴温度为35℃。

(3)经过拉伸比为1％的塑化拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为40米/分，得到强度为2.5cN/dtex的纤维。

实施例3

(1)将粉碎的9份(重量份数)浆粕、1份(重量份数)阿昔洛韦混合，与40份(重量份数)1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐([AMIM]Cl))离子液体混合均匀，在120℃下搅拌20小时，得到纺丝溶液。

(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到含25％离子液体的水溶液凝固浴中，凝固浴温度为55℃。

(3)经过拉伸比为8％的塑化拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为30米/分，得到强度为4.0cN/dtex的纤维。

实施例4

(1)将粉碎的9份(重量份数)浆粕、1份(重量份数)药物阿昔洛韦混合，与90份(重量份数)1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐([AMIM]Cl))离子液体混合均匀，在90℃下搅拌50小时，得到纺丝溶液。

(2)纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到含45％离子液体的水溶液凝固浴中，凝固浴温度为85℃。

(3)经过拉伸比为5％的塑化拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为40米/分，得到强度为2.8cN/dtex的纤维。

Claims

1.一种采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，包括：

(1)将机械粉碎的纤维素和抗病毒药物以2～200∶1的重量比例混合，在机械搅拌下，投入到相当于总固质量1.5-35倍的离子液体中，在60～130℃温度下溶解1～80小时，或同时施加微波辐射，形成总固含量3-40wt％、均一稳定纺丝溶液；

2.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中原料纤维素为竹浆粕、麻浆粕、木浆粕、棉浆粕、芦苇浆、甘蔗渣浆、黄麻杆浆、细菌纤维素或棉，聚合度在300～2500，α-纤维素含量为90％～100％，浆粕经过活化处理或不做处理。

3.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中抗病毒药物为抗疱疹类药物，包括洛韦类药物。

4.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中离子液体是由阳离子和阴离子组成的，其中，阳离子选自取代基是氢、C₁～C₆的烷基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基、烷氧基中的一种或多种的烷基季铵离子、烷基季磷离子、烷基咪唑离子或烷基吡啶离子；阴离子选自卤素离子、BF₄ ^-、PF₄ ^-、SCN^-、CN^-、OCN^-、CNO^-、CF₃SO₃ ^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(CF₃SO₂)₂Cl^-中的一种。

5.根据权利要求4所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的离子液体中的阳离子选自取代基为C₁～C₆的烷基的烷基咪唑离子，阴离子选自卤素离子。

6.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的纺丝是采用湿法纺丝、干喷湿纺或熔喷湿纺进行的。

7.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中凝固浴为水或0～60wt％的离子液体的水溶液，温度为0～90℃，纺丝速度为5～150米/分。

8.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中拉伸为紧张拉伸、喷头拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回缩中的一种或多种，总拉伸比为10-200％。

9.根据权利要求1所述的采用溶剂法制备抗病毒再生纤维素纤维的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的纤维素纤维为纤维素共混短纤维和长丝纤维，其强度为2.5～4.0cN/dtex。