CN110960720B - 一种抗菌可降解复合材料及其在制备纸尿裤中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗菌可降解复合材料及其在制备纸尿裤中的用途，属于卫生用品领域，复合材料的制备方法包括：提供聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络；提供壳寡糖黏胶纤维；再将聚合物网络和寡糖黏胶纤维通过水刺或针刺工艺制成无纺布式复合材料；上述壳寡糖黏胶纤维为改性壳寡糖和黏胶纤维在增益剂和pH为6‑8的环境下接枝反应所得，上述增益剂为α‑甲基丙烯酸和巯基乙酸。本发明提供的制备方法能提高吸收速率和下渗速率，增加纵向扩散长度和面积，增强纵向导流性能；所制复合材料抗菌性能好，双向循环透气性佳，吸液量大，吸水锁水效果优异，可生物降解，能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤中，兼具舒适性和保健功能。

Description

一种抗菌可降解复合材料及其在制备纸尿裤中的用途
技术领域
本发明属于卫生用品领域，具体涉及一种抗菌可降解复合材料及其在制备纸尿裤中的用途。
背景技术
随着全球工业的迅速发展，人民生活水平的不断提高，对生活品质的追求更趋向环保、健康，卫生用品的抗菌问题越来越引起人们的重视。人的皮肤对细菌来说是一种很好的营养基，而卫生用品是日常人类接触较多的材料，卫生用品的多孔式物体形状和高分子聚合物的化学结构有利于微生物附着，因而卫生用品成为微生物生存、繁殖的良好寄体。
以纸尿裤为例，纸尿裤是针对婴儿、中老年尿失禁及瘫痪的病人设计的护理产品，此产品因使用及更换方便，提供了更先进的卫生保障，也减轻了护理人员的负担。传统的纸尿裤只具备防漏、吸收尿液的单一功能，虽然使用和更换方便，但由于所用材料没有抗菌功能，存在透气性差、不及时更换容易引起皮肤红肿、瘙痒等症状。而且人类排出的尿液等排泄物都保留在尿裤里，分解后产生大量细菌，容易引起尿路感染。同时，传统纸尿裤都是属于一次性用品，费用较高，也不利于环保，不容易降解或降解速度较慢，使用后未经处理或堆积，则容易造成环境污染。
综上所述，开发具有抗菌功能，有效地阻止致病菌的繁殖和感染，抑制臭味，提升材料的保健功能和舒适性，且丢弃后能自然降解的复合材料是一项具有重要意义的研究，同时将该材料运用在纸尿裤中，能使得纸尿裤兼具舒适透气、抗菌、易降解的优点，以迎合市场的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高吸收速率和下渗速率，增加纵向扩散长度和面积，增强纵向导流性能的抗菌可降解复合材料的制备方法，所制复合材料抗菌性能好，双向循环透气性佳，吸液量大，吸水锁水效果优异，可生物降解；能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤中，兼具舒适性和保健功能。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，包括：提供具有吸水性的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络；提供具有抗菌性的壳寡糖黏胶纤维，上述壳寡糖黏胶纤维为聚合物网络托料；以及，将聚合物网络和寡糖黏胶纤维通过水刺或针刺工艺制成无纺布式复合材料；上述壳寡糖黏胶纤维为改性壳寡糖和黏胶纤维在增益剂和pH为6-8的环境下接枝反应所得，上述增益剂为α-甲基丙烯酸和巯基乙酸。该方法制得的复合材料抗菌性能好，吸收速率和下渗速率快，吸液量大，具有纵向导流性能，且能保存液体而防止反渗和侧漏，双向循环透气性佳，材料可生物降解，环境友好。
本发明一些实施方案中，改性壳寡糖的制备操作为：采用过硫酸钾作为引发剂，引发甲基丙烯磺酸钠和壳寡糖发生反应，体系pH为6.5-7.5，温度为75-85℃，反应时间为3-5h；优选地，反应体系pH为7。
作为优选，壳寡糖溶液浓度为4.5-6％，甲基丙烯磺酸钠和过硫酸钾的添加量分别为壳寡糖重量的15-50％和0.5-5％。
为了进一步改进，黏胶纤维在接枝反应前需经过碱处理；上述碱处理操作为：按浴比1:8-12的比例向黏胶纤维中加入浓度为0.1-1wt％的氢氧化钠溶液，于80-95℃下反应30-60min后，用软水清洗至中性，干燥，备用。
本发明一些实施方案中，接枝反应操作条件为：改性壳寡糖溶液与黏胶纤维的浴比为1:8-12，体系pH为6-8，温度为85-95℃，保温反应时间为3-5h。
作为优选，增益剂的添加量为壳寡糖重量的0.5-1％，增益剂中α-甲基丙烯酸和巯基乙酸的重量比为1:0.3-0.5。改性壳寡糖上的磺酸基团与黏胶纤维上的羟基发生接枝反应，增益剂能加快磺酸基团和羟基发生酯化反应，且α-甲基丙烯酸和巯基乙酸增加了产物结构内部的羧基和羧酸盐含量，增大了内部静电斥力，使得产物吸水后产生的收缩力被抵消，水分子扩散速度加快，进而加快吸收速率；同时还能增大产物结构内部有效网格密度，进而利用毛细作用使得复合材料吸水时下渗快速，还能增加纵向扩散长度和面积，增强其纵向导流性能。
本发明一些实施方案中，聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络通过以下步骤制备：取木质纤维素用10-20倍浓度为0.05-1％的高锰酸钾溶液在40-60℃下预处理10-30min后，水洗，然后向木质纤维素中加入20-30倍蒸馏水，再添加聚天冬氨酸和交联剂戊二醛，于70-85℃下反应3-5h后，干燥至恒重，粉碎即得。
作为优选，木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:10-15:0.05-1。
本发明还提供了上述制备方法制得的抗菌可降解复合材料，该复合材料中包括：5-45wt％的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和55-95wt％的壳寡糖黏胶纤维。该抗菌可降解复合材料抗菌性能好，双向循环透气性佳，下渗快速，具有纵向导流性能，能有效防止皮肤红肿、瘙痒等疾病的发生，当废弃后接触自然界的微生物能在90d内快速降解，不会造成环境污染。
为了充分利用上述复合材料亲肤抑菌、透气性佳、吸液量大、吸收速率高、可生物降解、纵向导流能力好和下渗速度快的特点，本发明还提供了上述复合材料在制备纸尿裤中的用途。
本发明一些实施方案中，复合材料能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤。使用该复合材料制作纸尿裤，能对体液进行多维吸收，并赋予抗菌作用，舒适性和保健功能兼备，使用者在长时间使用纸尿裤的过程中，能达到全面抗菌、防感染的效果，且丢弃后能降解，不会对大自然造成污染。
本发明的有益效果为：
1)本发明的制备方法能制成无纺布材料，提高材料的吸收速率和下渗速率，还能增加纵向扩散长度和面积，增强其纵向导流性能，聚合物网络能吸收大量液体，并防止反渗和侧漏，达到吸液量大、透气性佳的效果；
2)所制无纺布式复合材料能通过其中的间隙吸收液体和进行气体双向循环交换，聚合物网络能吸收大量液体并形成凝胶，凝胶的锁液性能保存液体而防止反渗和侧漏，帮助保持使用者皮肤干爽；
3)所制复合材料抗菌性能好，双向循环透气性佳，纵向导流性能和吸水锁水效果优异，能有效防止皮肤红肿、瘙痒等疾病的发生，当废弃后接触自然界的微生物能在90d内快速降解，环境友好；
4)所制复合材料能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤，舒适性和保健功能兼备，能达到全面抗菌、防感染的效果。
本发明采用了上述技术方案提供一种抗菌可降解复合材料及其在制备纸尿裤中的用途，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
图1为复合材料的吸收速率曲线图；
图2为复合材料在土壤中的降解率与时间的关系变化图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，包括：提供具有吸水性的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络；提供具有抗菌性的壳寡糖黏胶纤维，上述壳寡糖黏胶纤维为聚合物网络托料；以及，将聚合物网络和寡糖黏胶纤维通过水刺或针刺工艺制成无纺布式复合材料；上述壳寡糖黏胶纤维为改性壳寡糖和黏胶纤维在增益剂和pH为6-8的环境下接枝反应所得，上述增益剂为α-甲基丙烯酸和巯基乙酸。该方法制得的复合材料抗菌性能好，吸收速率和下渗速率快，吸液量大，具有纵向导流性能，且能保存液体而防止反渗和侧漏，双向循环透气性佳，材料可生物降解，环境友好。
本发明一些实施方案中，改性壳寡糖的制备操作为：将壳寡糖溶于热水中，待冷却至室温后，向其中添加甲基丙烯磺酸钠并搅拌溶解，然后向其中加入过硫酸钾，再调节体系pH为6.5-7.5后，升温至75-85℃反应3-5h，即得改性壳寡糖溶液。优选地，反应体系pH为7。
作为优选，壳寡糖溶液浓度为4.5-6％，甲基丙烯磺酸钠和过硫酸钾的添加量分别为壳寡糖重量的15-50％和0.5-5％。
为了进一步改进，黏胶纤维在接枝反应前需经过碱处理；上述碱处理操作为：按浴比1:8-12的比例向黏胶纤维中加入浓度为0.1-1wt％的氢氧化钠溶液，于80-95℃下反应30-60min后，用软水清洗至中性，干燥，备用。
本发明一些实施方案中，接枝反应操作条件为：改性壳寡糖溶液与黏胶纤维的浴比为1:8-12，体系pH为6-8，温度为85-95℃，保温反应时间为3-5h。
作为优选，增益剂的添加量为壳寡糖重量的0.5-1％(例如0.55％、0.6％、0.7％、0.85％、0.9％等)，增益剂中α-甲基丙烯酸和巯基乙酸的重量比为1:0.3-0.5(例如1:0.35、1:0.4、1:0.45等)。改性壳寡糖上的磺酸基团与黏胶纤维上的羟基发生接枝反应，增益剂能加快磺酸基团和羟基发生酯化反应，且α-甲基丙烯酸和巯基乙酸增加了产物结构内部的羧基和羧酸盐含量，增大了内部静电斥力，使得产物吸水后产生的收缩力被抵消，水分子扩散速度加快，进而加快吸收速率；同时还能增大产物结构内部有效网格密度，进而利用毛细作用使得复合材料吸水时下渗快速，还能增加纵向扩散长度和面积，增强其纵向导流性能。
本发明一些实施方案中，聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络通过以下步骤制备：取木质纤维素用10-20倍浓度为0.05-1％的高锰酸钾溶液在40-60℃下预处理10-30min后，水洗，然后向木质纤维素中加入20-30倍蒸馏水，再添加聚天冬氨酸和交联剂戊二醛，于70-85℃下反应3-5h后，干燥至恒重，粉碎即得。
作为优选，木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:10-15:0.05-1。
为了进一步改进，在另一些实施方案中，上述交联剂为戊二醛、丹皮酚和柠檬酸三乙酯，其重量比为1:0.05-0.15:0.05-0.3(例如1:0.05:0.3、1:0.1:0.3、1:0.13:0.17等)。丹皮酚和柠檬酸三乙酯能提供电子参与键合，并增加分子链内部互斥力，使得聚合物网络内部交联程度降低，增大产物的溶胀度，还能使得复合材料同时存在络合吸附和离子交换吸附，增加材料的离心保留容量，吸水和锁水性能显著提升；另外，网络间通道容量增加，使得材料吸水时纵向导流更加顺畅，进一步增强其纵向导流能力。
本发明一些实施方案中，水刺工艺步骤如下：纤维原料→开松→混合→梳理→成网→叠网→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕→无纺布；
针刺工艺步骤如下：纤维开松→混合→梳理→成网→叠网→合并预针刺→主针刺→后整理→切边→检验→无纺布。
作为优选，水刺工艺中正反水刺的水刺距离为25-45mm，水刺压力为80×105-110×105Pa。
作为优选，针刺工艺中合并预针刺和主针刺的针刺深度为3-8mm，针刺频率为250-550次/分。
作为优选，水刺工艺和针刺工艺中的混合时间为30-60min，混合时摇臂的转速为35-60r/min；成网时的锡林转速为250-350r/min，斩刀摆动次数为500-650次/分；后整理是在90-140℃下整理成卷。其他操作及操作参数设定均为常规技术手段，在此不再赘述。
本发明还提供了上述制备方法制得的抗菌可降解复合材料，该复合材料中包括：5-45wt％的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和55-95wt％的壳寡糖黏胶纤维。该抗菌可降解复合材料抗菌性能好，双向循环透气性佳，下渗快速，具有纵向导流性能，能有效防止皮肤红肿、瘙痒等疾病的发生，当废弃后接触自然界的微生物能在90d内快速降解，不会造成环境污染。
为了进一步改进，上述复合材料中还可以包括0-10wt％的藻酸盐纤维和0-10wt％的活性炭纤维。复合材料中添加藻酸盐纤维和活性炭纤维，能增强复合材料的抑菌性能、吸收性能和去除异味效果。
为了充分利用上述复合材料亲肤抑菌、透气性佳、吸液量大、吸收速率高、可生物降解、纵向导流能力好和下渗速度快的特点，本发明还提供了上述复合材料在制备纸尿裤中的用途。
本发明一些实施方案中，复合材料能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤。使用该复合材料制作纸尿裤，能对体液进行多维吸收，并赋予抗菌作用，舒适性和保健功能兼备，使用者在长时间使用纸尿裤的过程中，能达到全面抗菌、防感染的效果，且丢弃后能降解，不会对大自然造成污染。
应当理解，前面的描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围和精神内进行改变和修改。特别地，本发明覆盖了具有来自上文和下文所述的不同实施方案的特征的任何组合的其他实施方案，而本发明的范围并不限制于在以下具体实例中。
实施例1：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将壳寡糖溶于热水中制成浓度为5.5％的溶液，待冷却至室温后，向其中添加壳寡糖重量23％的甲基丙烯磺酸钠并搅拌溶解，然后向其中加入壳寡糖重量4.5％的过硫酸钾，再调节体系pH为7后，升温至80℃反应4.5h，即得改性壳寡糖溶液；
(2)按浴比1:11的比例向黏胶纤维中加入浓度为1wt％的氢氧化钠溶液，于85℃下反应45min后，用软水清洗至中性，干燥，备用；
(3)按浴比1:12的比例向黏胶纤维中加入改性壳寡糖溶液，然后再加入壳寡糖重量0.6％的增益剂，调节体系pH为7，在90℃下保温反应3.5h，用软水清洗干净，然后烘干，即得壳寡糖黏胶纤维，上述增益剂中α-甲基丙烯酸和巯基乙酸的重量比为1:0.45；
(4)取木质纤维素用15倍浓度为0.5％的高锰酸钾溶液在60℃下预处理15min后，水洗，然后向木质纤维素中加入23倍蒸馏水，再添加聚天冬氨酸和交联剂戊二醛，于80℃下反应3h后，干燥至恒重，粉碎即得聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络，上述木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂戊二醛的重量比为1:13.5:0.6；
(5)取聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和壳寡糖黏胶纤维通过水刺工艺制成无纺布式的抗菌可降解复合材料，上述复合材料中包括43wt％的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和57wt％的壳寡糖黏胶纤维；
(6)上述水刺步骤如下：纤维原料→开松→混合→梳理→成网→叠网→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕→无纺布；正反水刺的水刺距离为35mm，水刺压力为95×105Pa；混合时间为45min，混合时摇臂的转速为55r/min；成网时的锡林转速为350r/min，斩刀摆动次数为650次/分；后整理是在120℃下整理成卷；其他操作及操作参数设定均为常规技术手段，在此不再赘述。
实施例2：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例1的不同之处在于：
步骤(1)甲基丙烯磺酸钠的添加量为壳寡糖重量的35％；
步骤(3)增益剂添加量为壳寡糖重量的0.75％，增益剂中α-甲基丙烯酸和巯基乙酸的重量比为1:0.35；
步骤(4)木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂戊二醛的重量比为1:12:0.5；
步骤(5)取聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和壳寡糖黏胶纤维、藻酸盐纤维和活性炭纤维通过针刺工艺制成无纺布式的抗菌可降解复合材料，上述复合材料中包括30wt％的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络、60wt％的壳寡糖黏胶纤维、5wt％的藻酸盐纤维和5wt％的活性炭纤维；
步骤(6)上述针刺工艺步骤如下：纤维开松→混合→梳理→成网→叠网→合并预针刺→主针刺→后整理→切边→检验→无纺布；针刺工艺中合并预针刺和主针刺的针刺深度为6mm，针刺频率为450次/分；混合时间为45min，混合时摇臂的转速为60r/min；成网时的锡林转速为300r/min，斩刀摆动次数为600次/分；后整理是在135℃下整理成卷；其他操作及操作参数设定均为常规技术手段，在此不再赘述。
实施例3：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例1的不同之处在于：
步骤(4)木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:13.5:0.6，上述交联剂为重量比为1:0.11:0.19的戊二醛、丹皮酚和柠檬酸三乙酯。
对比例1：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例1的不同之处在于：
步骤(3)所用增益剂为α-甲基丙烯酸，未添加巯基乙酸。
对比例2：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例1的不同之处在于：
步骤(3)所用增益剂为巯基乙酸，未添加α-甲基丙烯酸。
对比例3：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例1的不同之处在于：
步骤(3)中未添加增益剂，即未添加α-甲基丙烯酸和巯基乙酸。
对比例4：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例3的不同之处在于：
步骤(4)木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:13.5:0.6，上述交联剂为重量比为1:0.11的戊二醛和丹皮酚，未添加柠檬酸三乙酯。
对比例5：
一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其中与实施例3的不同之处在于：
步骤(4)木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:13.5:0.6，上述交联剂为重量比为1:0.19的戊二醛和柠檬酸三乙酯，未添加丹皮酚。
试验例1：
复合材料的抗菌试验
试验方法：取实施例1和2所制的复合材料，分别裁剪1cm×1cm大小的样品，按照标准GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》进行抑菌率试验，用振荡法测试对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌性能。其结果如下表1所示。
表1复合材料的抗菌测试结果
金黄色葡萄球菌 白色念珠菌 大肠杆菌
实施例1抗菌率％ 99.7 97.7 98.3
实施例2抗菌率％ 99.5 99.2 99.7
技术要求％ ≥70 ≥60 ≥70
由上表可知，所制复合材料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌率都在97％以上，抗菌性能较好，满足设计的抗菌要求。
试验例2：
复合材料的吸水锁水试验
(1)溶胀度和离心保留容量的测定：取实施例1、3和对比例4、5所制复合材料，测量其吸收0.9％盐水溶液30min的能力，并以某市售粘胶纤维无纺布为对照组。取相同重量的各试验样品，并称量其干重(Wd)，然后将样品浸入0.9％盐水溶液30min，再取出悬挂2min以排出多余的液体，记录其湿重(Ww)，由下式求出溶胀度：溶胀度＝(Ww-Wd)/Wd。在称量其湿重后，将样品置于旋转式干燥器中(转速1400rpm)并旋转干燥3min，在旋转后，称量其重量(Ws)，离心保留容量＝Ws–Wd。结果如下表2所示。
表2复合材料的溶胀度和离心保留容量测定结果
Wd/g Ww/g Ws/g 溶胀度 离心保留容量/g
实施例1 10 96.8 54.2 8.68 44.2
实施例3 10 108.7 76.1 9.87 66.1
对比例4 10 101.2 61.7 9.12 51.7
对比例5 10 93.5 47.8 8.35 37.8
对照组 10 76.5 39.5 6.65 29.5
由上表可知，本发明所制复合材料的吸水溶胀度和离心保留量远高于对照组，说明本发明的复合材料较对照组的吸水和锁水性能显著增强。实施例1较实施例3的溶胀度和离心保留量低，而对比例4的溶胀度和离心保留量高于实施例1，对比例5低于实施例1，但都显著低于实施例3，说明实施例3的制备方法中添加的交联剂协同作用能增大复合材料的溶胀度和离心保留容量，较实施例1制备得复合材料的吸水和锁水性能显著提升。
(2)吸液速率的测定：取实施例1和对比例1、2、3所制复合材料，测量其吸收0.9％盐水溶液的速率，并以某市售粘胶纤维无纺布为对照组。分别称取10g的各试验样品，于35℃下将样品浸入0.9％盐水溶液中，按照(1)中方法测定溶胀度，每间隔一定时间测定其溶胀度，做溶胀度-时间图。结果如图1所示。
图1为复合材料的吸收速率曲线图。由图可知，在吸收开始阶段，实施例和对比例总体快于对照组，且对照组在60min以后基本达到吸收平衡状态。实施例1的吸收速率增长趋势最快，对比例1、2次之，对比例3再次，且实施例1在240min以后才进入吸收平衡状态，对比例1、2、3分别在180、80、140min以后才进入吸收平衡状态，说明本发明复合材料的吸收速率优于对照组，且实施例1的制备方法添加的增益剂能使得水分子在复合材料中的扩散速度加快，进而加快吸收速率，达到下渗快速、保持表层干爽的效果。
试验例3：
复合材料的纵向导流性能测试
试验方法：取实施例1、3和对比例1、2、3、4和5所制复合材料，测量其对0.9％盐水溶液的纵向导流性能，并以某市售粘胶纤维无纺布为对照组。分别裁剪10cm×10cm大小的样品，在每块试样的中心位置做十字标记并在恒温恒湿环境预湿24h。分别将试样与5张标准滤纸放置在试样台上，用漏斗将相同量的有色盐水溶液滴落在试样上，60s后测试吸水纸的液体扩散的面积。因液体导流形状更接近与椭圆形，设定dm为盐水的纵向扩散长度，记为椭圆长轴直径，dc为盐水的横向扩散长度，记为椭圆短轴直径，扩散面积按下式计算：S＝π×dm×dc/4。结果如下表3所示。
表3复合材料的纵向导流性能测试结果
Figure BDA0002319794940000101
Figure BDA0002319794940000111
由上图可知，实施例和对比例材料测得的dm/dc都大于2，而对照组小于2，说明实施例和对比例材料更容易使液体沿材料纵向扩散。实施例3优于对比例4和5，更优于实施例1，对比例1、2和3表现最差，说明实施例1的制备方法添加的增益剂能增强材料纵向导流性能，实施例3中添加的交联剂能进一步增强材料的纵向导流性能，能避免发生局部吸收饱和现象，有效防止侧漏发生，增强干爽性，使吸收芯体的有效吸收量增加，另外能使纸尿裤做得更薄，减少原料用量，节约成本。
试验例4：
复合材料的生物降解试验
试验方法：土壤掩埋法：取一定量的过筛土壤，将实施例1所制复合材料埋入土壤中，放入室内通风处，定期浇水，保持土壤湿润，每隔一周取样称量，用去离子水冲洗，并烘干，记录质量变化，求降解率R。其结果如图2所示。
图2为复合材料在土壤中的降解率与时间的关系变化图。由图可知，复合材料经掩埋15d后开始进入微生物快速分解阶段，在60d后降解速率减缓，在90d天时复合材料降解速率高达99.1％，说明该复合材料是可生物降解的，对环境友好无污染。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种抗菌可降解复合材料的制备方法，包括：
提供具有吸水性的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络；
提供具有抗菌性的壳寡糖黏胶纤维，所述壳寡糖黏胶纤维为聚合物网络托料；以及，
将所述聚合物网络和壳寡糖黏胶纤维通过水刺或针刺工艺制成无纺布式复合材料；
所述壳寡糖黏胶纤维为改性壳寡糖和黏胶纤维在增益剂和pH为6-8的环境下接枝反应所得，所述增益剂为α-甲基丙烯酸和巯基乙酸；
所述增益剂的添加量为壳寡糖重量的0.5-1％，增益剂中α-甲基丙烯酸和巯基乙酸的重量比为1:0.3-0.5；
所述黏胶纤维在接枝反应前需经过碱处理；所述碱处理操作为：按浴比1:8-12的比例向黏胶纤维中加入浓度为0.1-1wt％的氢氧化钠溶液，于80-95℃下反应30-60min后，用软水清洗至中性，干燥，备用；
所述聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络通过以下步骤制备：取木质纤维素用高锰酸钾溶液预处理10-30min后，水洗，然后向木质纤维素中加入蒸馏水、聚天冬氨酸和交联剂，于70-85℃下反应3-5h后，干燥至恒重，粉碎即得；
所述木质纤维素与聚天冬氨酸和交联剂的重量比为1:10-15:0.05-1；所述交联剂为戊二醛、丹皮酚和柠檬酸三乙酯，其重量比为1:0.05-0.15:0.05-0.3；
所述复合材料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌率都在97％以上；所述复合材料在土壤中掩埋90d天时降解率达到99.1％。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其特征在于：所述改性壳寡糖的制备操作为：采用过硫酸钾作为引发剂，引发甲基丙烯磺酸钠和壳寡糖发生反应，体系pH为6.5-7.5，温度为75-85℃，反应时间为3-5h。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其特征在于：所述壳寡糖溶液浓度为4.5-6％，甲基丙烯磺酸钠和过硫酸钾的添加量分别为壳寡糖重量的15-50％和0.5-5％。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其特征在于：所述接枝反应操作条件为：改性壳寡糖溶液与黏胶纤维的浴比为1:8-12，体系pH为6-8，温度为85-95℃，保温反应时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解复合材料的制备方法，其特征在于：所述复合材料中还包括0-10wt％的藻酸盐纤维和0-10wt％的活性炭纤维。
6.权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的抗菌可降解复合材料，包括：5-45wt％的聚天冬氨酸/木质纤维素聚合物网络和55-95wt％的壳寡糖黏胶纤维。
7.权利要求6所述的抗菌可降解复合材料在制备纸尿裤中的用途，其特征在于：所述复合材料能作为导流层、吸收层、锁水层或透气层材料用于制备纸尿裤。
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CN116942425B (zh) * 2023-07-19 2024-04-12 东莞苏氏卫生用品有限公司 一种含强吸水性纤维的婴儿纸尿裤及其生产方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075539A (ko) * 2001-03-26 2002-10-05 박원호 수용성 키토산 올리고머를 구성 성분으로 하는 다당류전해질 복합체 및 이를 이용한 생분해성 창상피복재
CN103660478B (zh) * 2013-12-27 2017-01-18 大连瑞光非织造布集团有限公司 抗菌水刺淋膜三层复合非织造布及其制备方法
CN105012080B (zh) * 2015-06-12 2019-04-16 湖北立天生物工程有限公司 一种体表高抗菌超吸水透气的健康功能清爽卫生巾
CN108403446B (zh) * 2018-04-18 2021-08-31 魏科峰 一种竹炭粘胶纤维面膜基布及高锁水保湿面膜
CN109112830B (zh) * 2018-07-11 2020-10-27 四川省宜宾惠美线业有限责任公司 一种壳寡糖接枝纤维素纤维的制备工艺
CN109355801A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 中原工学院 一种抗菌保健性湿法成网水刺复合型非织造布及其制备方法

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