CN110241514A - 一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料及其制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料及其制备方法，属于纺织技术领域。利用静电纺丝的方法，将植物源抗菌材料溶液均匀电纺到壳聚糖长丝无纺布上，经过热压滚筒热压，得到壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料。植物源抗菌纳米纤维可以与壳聚糖长丝无纺布紧密贴合，一方面在结构上形成微米‑纳米的梯度结构，提高孔隙的分布区间；另一方面，由于植物源抗菌材料溶液的来源是中草药提取物以及壳聚糖等天然材料，对人体无刺激、不会使细菌产生耐药性，能够满足面料在医疗卫生领域的应用。

Description

一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料及其 制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法。
背景技术
壳聚糖是一种天然的多糖，具有良好的抗菌、止血及易成型等特性，并且具有良好的生物相容性、可降解性、吸湿性、无毒性、抗菌性、成纤性、成膜性及一定的抗菌和抗肿瘤等优异特性。壳聚糖在自然界中含量丰富是一种用之不竭的生物资源。目前，壳聚糖被广泛应用在食品、化妆品、废水处理、重金属回收、生物、医药、纺织、印染、造纸等领域。早在20世纪80年代，人们就利用湿法纺丝制备出了壳聚糖纤维并发现其具有许多天然的优良性质，如吸湿透气性、反应活性、生物相容性、生物可降解性、抗菌性和安全性等，然而经过多年的研究发展，目前壳聚糖纤维依然没有得到大规模的应用。主要是由于壳聚糖纤维的可纺性较差，生产效率低，得到的壳聚糖纤维强力低，一方面纯壳聚糖纤维连续长丝采用针织法容易断裂，另一方面纯壳聚糖短纤维采用水刺法易冲散，无法成型，因而目前在纺织领域很少有真正的壳聚糖纤维产品。目前国内发明专利CN201510854989.7公开了一种基于湿法纺丝制备壳聚糖长丝无纺布的工艺及设备，突破了壳聚糖长丝无纺布的制备难题。然而，虽然这种壳聚糖长丝无纺布的强度提高了，但是其保湿、抗菌等性能有一定程度的减弱。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，该方法快速有效，经济环保。
技术方案：为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，利用静电纺丝的方法，将植物源抗菌材料溶液均匀电纺到壳聚糖长丝无纺布上，经过热压滚筒热压，得到壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料；所述植物源抗菌材料溶液为聚合物与植物源抗菌材料溶解到溶剂中得到的混合溶液，聚合物为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)或聚己内酯(PCL)，植物源抗菌材料为中草药提取物，所述中草药为大青叶、板蓝根、金银花、黄芩、黄连或鱼腥草，溶剂为乙醇、去离子水或丙酮。包括以下步骤：
(1)聚合物在25-50℃、1000-1200rpm搅拌速度下，溶解于溶剂中，得到聚合物溶液；将植物源抗菌材料加入到聚合物溶液中，室温下搅拌，得到植物源抗菌材料溶液；
(2)将壳聚糖长丝无纺布放于水平移动平台上；
(3)将植物源抗菌材料溶液加入到装有针头的针管中，并将针管放于注射泵上，注射泵安装在滑移平台上，滑移方向与无纺布运动方向垂直；将高压静电场施加到针头上，将植物源抗菌材料溶液均匀电纺到壳聚糖长丝无纺布上；
(4)对静电纺丝复合处理后的壳聚糖长丝无纺布经过热压滚筒热压，即可得到壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，植物源抗菌材料溶液的各成分质量比为植物源抗菌材料∶聚合物∶溶剂＝(1-5)∶(5-10)∶(80-90)。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，静电纺丝的高压静电场的电压为15-30kV。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，热压滚筒的温度控制在50-120℃。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，针头距离壳聚糖长丝无纺布10-30cm。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，针管为医用无菌注射器，针头为不锈钢平头针头，注射泵为单通道注射泵。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，针管的容量为10-50mL，针头的内径为0.5-1.5mm，注射泵的注射速度为50-200μL/h。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，注射泵的滑移速度为1-5m/h。
所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，壳聚糖长丝无纺布的移动速度为1-5m/h，注射泵的滑移速度为1-5m/h。
上述制备方法制备得到的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
植物源抗菌纳米纤维可以与壳聚糖长丝无纺布紧密贴合，一方面在结构上形成微米-纳米的梯度结构，提高孔隙的分布区间；另一方面，由于植物源抗菌材料溶液的来源是中草药提取物以及壳聚糖等天然材料，对人体无刺激、不会使细菌产生耐药性，能够满足面料在医疗卫生领域的应用。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。壳聚糖长丝无纺布按照陈韶娟等公开的“基于湿法纺丝制备壳聚糖长丝无纺布的工艺及设备制备的产品”(申请号为CN201510854989.7)进行制备。
实施例1
一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，步骤如下：
(1)植物源抗菌材料溶液，将10g PVA在水浴加热到50℃下，1000rpm的搅拌速度下搅拌溶解于90g去离子水中；将2g板蓝根提取物加入到配制好的PVA溶液中，室温搅拌8h，使得板蓝根提取物完全溶解；
(2)将经湿法纺丝、水刺成形的壳聚糖长丝纤维无纺布放置在水平移动平台上，设置移动速度为2m/h；
(3)将步骤(1)中配置的植物源抗菌材料溶液装入50mL的注射器中，安上内径为0.8mm的不锈钢平针头，并将注射器放置在注射泵上，注射速度设置为100μL/h，滑移平台的运动速度为3m/h；
(4)将高压静电场施加到针头上，设置电压为20kV，针头到壳聚糖长丝无纺布的距离为15cm。静电纺丝板蓝根/PVA纳米纤维到壳聚糖长丝无纺布上；
(5)静电纺丝复合处理后的壳聚糖长丝无纺布经过80℃的热压滚筒热压，即可得到壳聚糖长丝无纺布与板蓝根抗菌纳米纤维复合面料。
实施例2
一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，步骤如下：
(1)植物源抗菌材料溶液，将13g PVP在室温下，1000rpm的搅拌速度下搅拌溶解于87g无水乙醇中；将5g金银花提取物加入到PVP溶液中搅拌，使得金银花提取物分散均匀；
(2)将经湿法纺丝、水刺成形的壳聚糖长丝纤维无纺布放置在水平移动平台上，设置移动速度为1.5m/h；
(3)将步骤(1)中配置的植物源抗菌材料溶液装入50毫升的注射器中，安上内径为1.0mm的不锈钢平针头，并将注射器放置在注射泵上，注射速度设置为80μL/h，滑移平台的运动速度为2m/h；
(4)将高压静电场施加到针头上，设置电压为18kV，针头到壳聚糖长丝无纺布的距离为13cm，静电纺丝金银花/PVP纳米纤维到壳聚糖长丝无纺布上；
(5)静电纺丝复合处理后的壳聚糖长丝无纺布经过75℃的热压滚筒热压，即可得到壳聚糖长丝无纺布与金银花抗菌纳米纤维复合面料。
实施例3
一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，步骤如下：
(1)植物源抗菌材料溶液，将15g PCL在室温下、1200rpm的搅拌速度下溶解于85g丙酮中；将5g黄芩提取物加入到PCL溶液中搅拌，使得黄芩提取物分散均匀；
(2)将经湿法纺丝、水刺成形的壳聚糖长丝纤维无纺布放置在水平移动平台上，设置移动速度为2.5m/h；
(3)将步骤(1)中配置的植物源抗菌材料溶液装入50mL的注射器中，安上内径为0.9mm的不锈钢平针头，并将注射器放置在注射泵上，注射速度设置为90μL/h，滑移平台的运动速度为2.5m/h；
(4)将高压静电场施加到针头上，设置电压为20kV，针头到壳聚糖长丝无纺布的距离为18cm。静电纺丝黄芩/PCL纳米纤维到壳聚糖长丝无纺布上；
(5)静电纺丝复合处理后的壳聚糖长丝无纺布经过60℃的热压滚筒热压，即可得到壳聚糖长丝无纺布与黄芩抗菌纳米纤维复合面料。
以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，利用静电纺丝的方法，将植物源抗菌材料溶液均匀电纺到壳聚糖长丝无纺布上，经过热压滚筒热压，得到壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料；所述植物源抗菌材料溶液为聚合物与植物源抗菌材料溶解到溶剂中得到的混合溶液，聚合物为PVP、PVB、PVA或PCL，植物源抗菌材料为中草药提取物，所述中草药为大青叶、板蓝根、金银花、黄芩、黄连或鱼腥草，溶剂为乙醇、去离子水或丙酮。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)聚合物在25-50℃、1000-1200rpm搅拌速度下，溶解于溶剂中，得到聚合物溶液；将植物源抗菌材料加入到聚合物溶液中，室温下搅拌，得到植物源抗菌材料溶液；
(2)将壳聚糖长丝无纺布放于水平移动平台上；
(3)将植物源抗菌材料溶液加入到装有针头的针管中，并将针管放于注射泵上，注射泵安装在滑移平台上，滑移方向与无纺布运动方向垂直；将高压静电场施加到针头上，将植物源抗菌材料溶液均匀电纺到壳聚糖长丝无纺布上；
(4)对静电纺丝复合处理后的壳聚糖长丝无纺布经过热压滚筒热压，即可得到壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料。
3.根据权利要求1或2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，植物源抗菌材料溶液的各成分质量比为植物源抗菌材料∶聚合物∶溶剂＝(1-5)∶(5-10)∶(80-90)。
4.根据权利要求1或2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，静电纺丝的高压静电场的电压为15-30kV。
5.根据权利要求1或2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，热压滚筒的温度控制在50-120℃。
6.根据权利要求2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，针头距离壳聚糖长丝无纺布10-30cm。
7.根据权利要求2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，针管为医用无菌注射器，针头为不锈钢平头针头，注射泵为单通道注射泵。
8.根据权利要求2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，针管的容量为10-50mL，针头的内径为0.5-1.5mm，注射泵的注射速度为50-200μL/h。
9.根据权利要求2所述的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料的制备方法，其特征在于，壳聚糖长丝无纺布的移动速度为1-5m/h，注射泵的滑移速度为1-5m/h。
10.权利要求1-9任一所述制备方法制备得到的壳聚糖长丝无纺布与植物源抗菌纳米纤维复合面料。
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