CN108914248A - 壳聚糖复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种壳聚糖复合纤维及其制备方法，将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行纺丝制得壳聚糖复合纤维；壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物。制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及分布在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。本发明的一种壳聚糖复合纤维及其制备方法，操作简单，制得的壳聚糖复合纤维结构稳定，力学性能、抗菌性能和吸湿性能好，有极好的推广价值。

Description

壳聚糖复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于功能纤维领域，涉及一种壳聚糖复合纤维及其制备方法。
背景技术
壳聚糖纤维是一种具有天然抑菌防霉性能的高分子纤维，也是目前我国具有自主知识产权且实现工业化的再生纤维之一。但是，壳聚糖纤维在中性pH环境下的抗菌性能会变弱，限制了壳聚糖纤维的应用领域。
目前，将抗菌剂加入壳聚糖纤维是改进壳聚糖纤维抗菌性能的主要方法。如中国专利1(申请号为201410497949.7)公开了壳聚糖纤维负载纳米氯化银的制备方法。中国专利2(申请号为201610450728.3)公开了在壳聚糖纺丝液中添加铜盐制备壳聚糖铜纤维的方法。采用上述方法制备的抗菌性能持久而稳定的改性壳聚糖纤维，抗菌剂需牢固地附着于纤维上。但上述技术中壳聚糖纤维基体与抗菌剂间的相互作用主要为范德华力，相互作用较弱，抗菌剂易流失。
相比于壳聚糖，壳聚糖季铵盐等壳聚糖衍生物具有更好的抗菌性能，可用于改进壳聚糖纤维的抗菌性能。现阶段，利用壳聚糖季铵盐等壳聚糖衍生物改善纤维抗菌性能的主要方法为：采用表面接枝的方法，借助于交联剂使壳聚糖季铵盐与棉或真丝等纤维表面发生交联反应，从而制得改性纤维。但是表面功能改性的纤维，耐洗性能差，纤维表面的改性物容易脱落，功能性难以长久保持。同时，这类壳聚糖衍生物具有水溶性，而纤维湿法纺丝法的机理是纺丝液溶剂溶解高分子，凝固浴析出(凝固)高分子的过程。常规壳聚糖纤维湿法纺丝工艺是采用的壳聚糖溶剂是醋酸溶剂，所采用的凝固浴是氢氧化钠溶液，氢氧化钠水溶液不能使水溶性的壳聚糖季铵盐凝固析出。如果直接加入壳聚糖纺丝液，难以通过常规壳聚糖湿法纺丝的凝固浴凝固成形。
因此，研究一种使水溶性壳聚糖季铵盐稳定存在于纤维中提高壳聚糖纤维的抗菌性能且使其顺利纺丝成形的方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种使水溶性壳聚糖稳定存在于纤维中提高壳聚糖纤维的抗菌性能且使其顺利纺丝成形的壳聚糖复合纤维及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
壳聚糖复合纤维，主要由壳聚糖纤维基体以及分布在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物均匀分布在纤维中，同时壳聚糖纤维基体的结构均匀，或者壳聚糖纤维基体中一侧结构比另一侧更为致密。
作为优选的技术方案：
如上所述的壳聚糖复合纤维，力学性能好，所述壳聚糖复合纤维的纤度为1.2～5.0dtex，干态断裂强度大于1.5cN/dtex，断裂伸长率大于5％，水接触角小于65°，纤维亲水性和吸湿性能好，所述壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率大于95％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率大于95％。
本发明还提供制备如上所述的壳聚糖复合纤维的方法，将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行纺丝制得壳聚糖复合纤维；所述壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子主要为所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，所述分散相粒子不带电，所述纺丝为湿法纺丝或干喷湿法纺丝，所述纺丝时在纺丝细流凝固前对其施加电场作用，所述电场的方向不同于纺丝细流的流动方向，纺丝液中带正电荷的壳聚糖在电场作用下移动，使得最终形成的壳聚糖纤维基体中一侧结构比另一侧更为致密。当不施加电场时，壳聚糖纤维基体的结构均匀，壳聚糖复合纤维的力学性能、抗菌性能等依然能够满足使用要求，本发明的关键点不在于此，有无电场作用皆在本发明的保护范围内。
如上所述的方法，所述电场的方向垂直于纺丝细流的流动方向；所述施加电场作用是在纺丝组件中进行的，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高10～15℃，混合液的温度升高，粘度下降，便于电场作用下带正电荷的壳聚糖的移动；所述电场为匀强电场，匀强电场有利于使壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物沿纤维径向分布保持一致，避免因场强波动造成壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物分布的不规律；强度为200～20000N/C，电场强度过高，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体分离，两者接触的界面面积变小，相互作用减弱，电场强度过低，则不能使壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物移动。
如上所述的方法，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的制备方法为：将壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液搅拌混合制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，所述搅拌混合是指将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液，其中，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；所述壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为0.1～10g/L；所述搅拌采用搅拌机，搅拌速率为100～300转/分，时间为30～60分钟。
如上所述的方法，所述壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为3～8％，溶剂为醋酸溶液；所述壳聚糖的重均分子量为8×105～15×105g/mol，脱乙酰度大于90％。
如上所述的方法，所述混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的5～10％。溶胶添加量过高，则纺丝液质量分数下降，会对纤维的性能产生不良影响，还会影响纺丝液的稳定挤出，溶胶添加量过低，则壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物含量少，后续产品的性质无法体现。
如上所述的方法，其特征在于，纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理提高壳聚糖复合纤维的亲水性能，所述等离子体处理的气氛为氮气，功率为50～200W，处理时间为5～20分钟。
发明机理：
壳聚糖纤维在干燥环境和中性pH条件下抗菌性能会变弱。作为壳聚糖的衍生物，壳聚糖季铵盐具有更好的抗菌性能，但壳聚糖季铵盐具有水溶性，其不能通过常规壳聚糖纤维的成形方法，即其不能通过常规的酸溶剂溶解后通过碱溶剂凝固的方法成形即醋酸溶液溶解氢氧化钠溶液凝固析出。在水溶液中壳聚糖和壳聚糖季铵盐均表现出聚阳离子行为，而水溶液中海藻酸钠会表现出聚阴离子行为。将壳聚糖季铵盐与海藻酸钠溶液混合，会因为聚电解质效应而形成不溶于水的絮状溶胶。本发明利用这一特性，先将一定比例的壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液混合，两者间因离子间相互作用而沉淀析出不溶于水的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，然后将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行纺丝，进入碱凝固浴时，壳聚糖凝固成形，由于壳聚糖季铵盐与海藻酸间存在的离子键作用强于壳聚糖季铵盐与凝固浴的溶剂间的氢键作用，凝固过程壳聚糖季铵盐/海藻酸以固态颗粒分散在纤维中，不发生壳聚糖季铵盐溶于凝固浴的现象，因此，能够克服壳聚糖季铵盐单独加入壳聚糖纺丝液后，难以在凝固浴中凝固成形的缺陷。
制得的壳聚糖复合纤维中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体间存在氢键强相互作用，而壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物中壳聚糖季铵盐与海藻酸之间的离子键也是强相互作用，因此最终制得的壳聚糖复合纤维结构稳定，力学性能好，同时由于纤维所含海藻酸的吸湿性能优于壳聚糖，因此纤维的吸湿性能得以提高，而壳聚糖季铵盐具有优异的抗菌性，又使得纤维拥有良好的抗菌性能。
此外，由于本发明制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶时壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数的数量比为1，因此沉淀析出的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶为电中性。而壳聚糖纺丝液中的基体分子壳聚糖带正电，在电场作用下会沿喷丝孔道一侧移动，其结果是纤维成形后基体分子在纤维一侧更致密，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物不受电场作用力，在纤维中分散。纤维径向基体分子致密程度存在差异，疏松层内的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物更易吸水，使纤维表现出更好的吸湿性，抗菌性能也更好。而致密层的基体分子排列更紧密，结晶度和取向度高，使纤维具有更好的力学性能。
有益效果：
(1)本发明的一种壳聚糖复合纤维的制备方法，利用壳聚糖季铵盐与海藻酸钠的聚电解质效应使壳聚糖季铵盐由水溶性转变为非水溶性，避免了成形过程壳聚糖季铵盐的流失；
(2)本发明的一种壳聚糖复合纤维的制备方法，操作简单，基于常规壳聚糖纺丝生产线即可方便灵活地制造壳聚糖复合纤维；
(3)本发明的一种壳聚糖复合纤维，结构稳定，力学性能、抗菌性能和吸湿性能好；
(4)本发明的一种壳聚糖复合纤维，可用作创面敷料材料，适用于含有较多渗出液的创面环境。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:1，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为3.6g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为100转/分，时间为30分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为200N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高10℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为8％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为8×105g/mol，脱乙酰度为92％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的8％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为100W，处理时间为11分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为3.3dtex，干态断裂强度为1.8cN/dtex，断裂伸长率为8％，接触角为62°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为95.3％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为97％。
实施例2
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:1.1，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为7.5g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为120转/分，时间为40分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为1000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高11℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为6％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为11×105g/mol，脱乙酰度为94％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的9％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为150W，处理时间为8分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为4.0dtex，干态断裂强度为2.2cN/dtex，断裂伸长率为5.5％，接触角为60°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为96.2％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为95.5％。
实施例3
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为0.9:1，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为1.5g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为160转/分，时间为50分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为5000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高15℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为5％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为12×105g/mol，脱乙酰度为96％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的5％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为80W，处理时间为16分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为2.5dtex，干态断裂强度为1.9cN/dtex，断裂伸长率为6.2％，接触角为64°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为95.5％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.3％。
实施例4
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:1.1，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为0.1g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为180转/分，时间为60分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为10000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高15℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为3％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为14×105g/mol，脱乙酰度为99％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的10％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为50W，处理时间为17分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为2.0dtex，干态断裂强度为2.0cN/dtex，断裂伸长率为7％，接触角为52°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为96％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98％。
实施例5
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:1.2，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为8.3g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为200转/分，时间为35分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行干喷湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为20000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高12℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为6％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为10×105g/mol，脱乙酰度为91％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的5％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为90W，处理时间为20分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为1.2dtex，干态断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为5.7％，接触角为59°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为96.2％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为96％。
实施例6
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:1.05，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为9.1g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为220转/分，时间为45分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行干喷湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为15000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高14℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为7％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为13×105g/mol，脱乙酰度为93％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的5％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为130W，处理时间为5分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为4.4dtex，干态断裂强度为2.8cN/dtex，断裂伸长率为7.2％，接触角为63°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为97％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为大95.8％。
实施例7
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:0.9，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为10g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为170转/分，时间为50分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行干喷湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高14℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为4％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为15×105g/mol，脱乙酰度为93％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的7％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为190W，处理时间为8分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为5.0dtex，干态断裂强度为1.7cN/dtex，断裂伸长率为6％，接触角为55°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为96.4％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为大96.7％。
实施例8
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:0.95，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为5g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为280转/分，时间为55分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行干喷湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高14℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为3％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为8×105g/mol，脱乙酰度为95％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的8％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为200W，处理时间为14分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
壳聚糖复合纤维的纤度为1.5dtex，干态断裂强度为2.1cN/dtex，断裂伸长率为7.7％，接触角为61°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为95.8％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为96.2％。
实施例9
壳聚糖复合纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶；
将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，其中壳聚糖季铵盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1.05:1，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为2g/L；搅拌采用搅拌机，搅拌速率为300转/分，时间为50分钟；制得的壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子不带电，且主要为壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物，壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成；
(2)将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行干喷湿法纺丝制得壳聚糖复合纤维，其中纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高11℃；壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为8％，溶剂为醋酸溶液；壳聚糖的重均分子量为11×105g/mol，脱乙酰度为94％。混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的添加量为壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶和壳聚糖纺丝液质量之和的5％；
(3)纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，等离子体处理的气氛为氮气，功率为60W，处理时间为10分钟。
最终制得的壳聚糖复合纤维主要由壳聚糖纤维基体以及均匀分散在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成。
壳聚糖复合纤维的纤度为3.5dtex，干态断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为6.3％，接触角为60°；壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率为98％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98.5％。

Claims (9)

1.壳聚糖复合纤维，其特征是：主要由壳聚糖纤维基体以及分布在壳聚糖纤维基体中的壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物组成，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物主要由壳聚糖季铵盐与海藻酸通过离子键结合形成，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物与壳聚糖纤维基体主要通过氢键结合。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖复合纤维，所述壳聚糖复合纤维的纤度为1.2～5.0dtex，干态断裂强度大于1.5cN/dtex，断裂伸长率大于5％，水接触角小于65°，所述壳聚糖复合纤维对大肠杆菌的抗菌率大于95％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率大于95％。
3.制备如权利要求1～2任一项所述的壳聚糖复合纤维的方法，其特征是：将壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶与壳聚糖纺丝液的混合液进行纺丝制得壳聚糖复合纤维；所述壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶中分散相粒子主要为所述壳聚糖季铵盐/海藻酸结合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散相粒子不带电，所述纺丝为湿法纺丝或干喷湿法纺丝，所述纺丝时在纺丝细流凝固前对其施加电场作用，所述电场的方向不同于纺丝细流的流动方向。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电场的方向垂直于纺丝细流的流动方向；所述施加电场作用是在纺丝组件中进行的，进入纺丝组件时混合液的温度比壳聚糖的溶解温度高10～15℃；所述电场为匀强电场，强度为200～20000N/C。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的制备方法为：将壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液搅拌混合制得壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶，所述搅拌混合是指将壳聚糖季铵盐溶液注入处于搅拌状态下的海藻酸钠溶液，其中，壳聚糖季铵盐分子所带的正电荷数与海藻酸钠分子所带的负电荷数之比为1；所述壳聚糖季铵盐溶液和海藻酸钠溶液的浓度为0.1～10g/L；所述搅拌采用搅拌机，搅拌速率为100～300转/分，时间为30～60分钟。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖纺丝液中壳聚糖的质量分数为3～8％，溶剂为醋酸溶液；所述壳聚糖的重均分子量为8×105～15×105g/mol，脱乙酰度大于90％。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合液中壳聚糖季铵盐/海藻酸溶胶的含量为5～10wt％。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，纺丝后对壳聚糖复合纤维进行等离子体处理，所述等离子体处理的气氛为氮气，功率为50～200W，处理时间为5～20分钟。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109820736A (zh) * 2019-03-21 2019-05-31 温州广立生物医药科技有限公司 一种化妆棉及其制备方法
CN111101282A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料
CN111101280A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料的制备方法
CN111658815A (zh) * 2020-06-02 2020-09-15 江阴奔翔生物科技有限公司 一种抗菌型海藻酸盐敷料及其制备方法
CN112410931A (zh) * 2020-12-03 2021-02-26 大连工业大学 一种海藻酸钠/壳聚糖复合纤维及其制备方法与应用
CN113684558A (zh) * 2021-07-28 2021-11-23 江苏国望高科纤维有限公司 一种海藻酸盐医用纤维及其制备方法和应用
CN115045007A (zh) * 2022-05-24 2022-09-13 南京工业大学 一种具备“壳-芯”纳米孔结构的天然高分子纤维及其制备方法与应用
CN115445587A (zh) * 2022-09-23 2022-12-09 江苏久吾高科技股份有限公司 一种中空复合多级孔结构的高吸附容量吸附剂及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08144121A (ja) * 1994-11-17 1996-06-04 Fuji Spinning Co Ltd 改質セルロース再生繊維
KR100253161B1 (ko) * 1998-04-07 2000-04-15 홍영근 알진산 섬유 및 그 제조방법
JP2006124872A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Shinshu Univ 多目的天然高分子複合繊維とその織物
CN101250759A (zh) * 2008-04-07 2008-08-27 宁阳华兴海慈新材料有限公司 医用壳聚糖纤维及其制备方法
CN103469365A (zh) * 2013-09-22 2013-12-25 山东颐诺生物科技有限公司 用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法
CN106480543A (zh) * 2016-09-27 2017-03-08 青岛大学 一种海藻酸钠‑壳聚糖复合纳米纤维的自组装成形方法
CN107604477A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 暨南大学 一种电场取向壳聚糖纳米纤维及其制备方法与应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08144121A (ja) * 1994-11-17 1996-06-04 Fuji Spinning Co Ltd 改質セルロース再生繊維
KR100253161B1 (ko) * 1998-04-07 2000-04-15 홍영근 알진산 섬유 및 그 제조방법
JP2006124872A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Shinshu Univ 多目的天然高分子複合繊維とその織物
CN101250759A (zh) * 2008-04-07 2008-08-27 宁阳华兴海慈新材料有限公司 医用壳聚糖纤维及其制备方法
CN103469365A (zh) * 2013-09-22 2013-12-25 山东颐诺生物科技有限公司 用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法
CN106480543A (zh) * 2016-09-27 2017-03-08 青岛大学 一种海藻酸钠‑壳聚糖复合纳米纤维的自组装成形方法
CN107604477A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 暨南大学 一种电场取向壳聚糖纳米纤维及其制备方法与应用

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109820736A (zh) * 2019-03-21 2019-05-31 温州广立生物医药科技有限公司 一种化妆棉及其制备方法
CN109820736B (zh) * 2019-03-21 2022-04-01 广州市玛莉安化妆用品有限公司 一种化妆棉及其制备方法
CN111101282B (zh) * 2019-12-31 2021-08-03 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料
CN111101282A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料
CN111101280A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料的制备方法
CN111101280B (zh) * 2019-12-31 2021-08-03 常熟市欣鑫经纬编有限公司 一种八梳磨毛法兰绒面料的制备方法
CN111658815A (zh) * 2020-06-02 2020-09-15 江阴奔翔生物科技有限公司 一种抗菌型海藻酸盐敷料及其制备方法
CN112410931A (zh) * 2020-12-03 2021-02-26 大连工业大学 一种海藻酸钠/壳聚糖复合纤维及其制备方法与应用
CN113684558A (zh) * 2021-07-28 2021-11-23 江苏国望高科纤维有限公司 一种海藻酸盐医用纤维及其制备方法和应用
CN113684558B (zh) * 2021-07-28 2023-02-07 江苏国望高科纤维有限公司 一种海藻酸盐医用纤维及其制备方法和应用
CN115045007A (zh) * 2022-05-24 2022-09-13 南京工业大学 一种具备“壳-芯”纳米孔结构的天然高分子纤维及其制备方法与应用
CN115045007B (zh) * 2022-05-24 2023-04-07 南京工业大学 一种具备“壳-芯”纳米孔结构的天然高分子纤维及其制备方法与应用
CN115445587A (zh) * 2022-09-23 2022-12-09 江苏久吾高科技股份有限公司 一种中空复合多级孔结构的高吸附容量吸附剂及其制备方法
CN115445587B (zh) * 2022-09-23 2023-08-11 江苏久吾高科技股份有限公司 一种中空复合多级孔结构的高吸附容量吸附剂及其制备方法

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