CN113699689B - 一种强拉力医用无纺布 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强拉力医用无纺布,属于医用无纺布制备技术领域,包括以下重量份原料:PP全新料80‑100份、光催化纤维10‑15份、芳纶纤维30‑50份、改性碳纤维28‑30份、增韧剂1‑5份、相容剂2‑4份、抗氧剂1‑3份、润滑剂1‑2份;其中改性碳纤维由酸化碳纤维和改性剂在4‑二甲氨基吡啶和N,N’‑二环己基碳二亚胺作用下发生酰胺反应得到,将其加入无纺布材料中,能够有效增加无纺布的抗拉性能、杀菌作用、疏水性和耐溶剂型;克服现有技术中抗菌剂容易溶出的问题,因此,本发明制备的无纺布在医用领域具有很高的利用价值。
Description
技术领域
本发明属于医用无纺布制备技术领域,具体地,涉及一种强拉力医用无纺布。
背景技术
医用无纺布主要由聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、PP全新料、碳纤维和玻璃纤维制成,制成的无纺布产品包括一次性口罩、防护服、手术服、隔离服、医用涂敷材料,但是现有的医用无纺布常常存在韧性差和抗菌性不持久的问题。
中国专利CN112111851A公开了一种抗菌医用无纺布及制备工艺,属于无纺布技术领域,按质量份数计,包括:PP全新料纤维90-110份、聚酯纤维80-100份、有机蒙脱土1-3份、活性碳纤维20-25份、晶形蜡1-3份、抗菌剂4-10份、抗静电剂1-3份以及抗氧化剂0.5-2份,该发明在无纺布原料中添加乙氧基化脂肪族烷基胺作为抗菌剂能够有效杀菌,乙氧基化脂肪族烷基胺与晶形蜡和有机蒙脱土经过高温反应能够有效加强杀菌能力,但是该发明中的抗菌剂容易溶出,脱离无纺布,使无纺布失去抗菌性能,并且该无纺布制备工艺复杂,需要将纤维开松后熔融挤出后,在抗菌液中浸润后针刺加固,这种加固方式生产成本较高,不利用大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强拉力医用无纺布,用以解决背景技术中所提及的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种强拉力医用无纺布,包括以下重量份原料:PP全新料80-100份、光催化纤维10-15份、芳纶纤维30-50份、改性碳纤维28-30份、增韧剂1-5份、相容剂2-4份、抗氧剂1-3份、润滑剂1-2份;
该强拉力医用无纺布由以下步骤制成:
第一步、将各原料加入混合机中,转速100-200r/min混合20min后,转移至螺杆挤出机中熔融,熔融后经纺丝孔输出,牵伸,得到复合纤维;
第二步、将复合纤维堆叠铺成纤维网,纤维网经过压辊机定型,得到强拉力医用无纺布。
进一步地,熔融温度为240℃,
进一步地,压辊压力为5kg,辊压线速度速为200米/分钟。
进一步地,改性碳纤维由以下步骤制成:
步骤1、将5,5-二甲基海因和丙酮加入三口烧瓶中,再加入碳酸钾回流反应30min,加入1,4-二溴丁烷,继续回流反应4-5h,反应结束后,趁热过滤除去无机盐,收集滤液,减压蒸馏去除溶剂,蒸馏产物过色谱柱分离提纯,以乙酸乙酯和石油醚体积比2:5的混合液为洗脱剂,收集有机相,减压蒸馏,得到中间体1;
其中5,5-二甲基海因、丙酮、碳酸钾和1,4-二溴丁烷的用量比为1.28g:100mL:4.12-5.35g:8.12-8.78g;
在碱性条件下,使5,5-二甲基海因和1,4-二溴丁烷发生消去HCl反应,得到中间体1,反应过程如下:
步骤2、将3,5-吡啶二甲醇和质量分数40%的乙醇溶液加入三口烧瓶中,搅拌升温至40℃,加入中间体1的乙醇溶液,升温至45℃,保温反应7-8h,反应结束后,减压蒸馏去除乙醇,加入去离子水洗涤后过滤,滤液减压蒸干水分,得到中间体2,即吡啶季铵盐类化合物;
其中3,5-吡啶二甲醇、乙醇溶液和中间体1的乙醇溶液的用量比为1mmol:80-100mL:10mL,其中中间体1的乙醇溶液由中间体1和无水乙醇按照1mmol:10mL混合而成;
3,5-吡啶二甲醇和中间体1发生化学反应得到中间体2,即吡啶季铵盐类化合物,反应过程如下:
步骤3、氮气保护下,将全氟辛基碘、氨己烯酸和甲苯加入三口烧瓶中,升温至80℃,6h内四次等量加入AIBN,每次间隔1.5h,然后回流反应4-6h,反应结束后,减压蒸馏去除甲苯,得到中间体3;
其中全氟辛基碘、氨己烯酸、甲苯和AIBN的用量比为0.05mol:0.05mol:78.2-83.4mL:100mg;
全氟辛基碘和氨己烯酸发生化学反应得到中间体3,反应过程如下:
步骤4、将中间体3、无水甲苯、三丁基氧化锡和AIBN加入三口烧瓶中,控制反应温度80℃,转速100-200r/min条件下搅拌反应24h,反应结束后,冷却至室温,用甲苯洗涤后过滤,干燥,得到中间体4;
其中中间体3、无水甲苯、三丁基氧化锡和AIBN的用量比为0.05mol:100-120mL:21.2-23.4g:0.41-0.66g;
使中间体3在三丁基氧化锡和AIBN作用下发生化学反应,得到中间体4,化学反应过程如下:
步骤5、将中间体4、中间体2、甲苯加入反应釜中,在转速为100-200r/min的条件下,搅拌并加入对甲苯磺酸,升温至回流反应2-3h,反应结束后,冷却至室温,加入浓度0.1mol/L的碳酸氢钠溶液洗涤,静置分层,有机相减压蒸馏,制得改性剂;
其中中间体4、中间体2和甲苯的用量比为0.1mol:0.05mol:64.2-81.7mL,对甲苯磺酸的用量为中间体4、中间体2总质量的2-4%;
在对甲苯磺酸的催化作用下,使中间体4和中间体2发生酯化反应,得到改性剂,反应过程如下:
步骤6、将短切碳纤维切割至0.5-1cm,常温下置于丙酮溶液中浸泡20h,超声3h后,取出,用去离子水洗涤3-5次后,50℃下干燥至恒重,得到预处理碳纤维;
步骤7、将预处理碳纤维置于浓硝酸溶液中超声30min后,升温至45℃搅拌反应3h,然后加入去离子水洗涤,抽滤,滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性,再于80℃下干燥至恒重,得到酸化碳纤维;其中预处理碳纤维和浓硝酸溶液的用量比为3.1-3.5g:30-35mL;浓硝酸溶液质量分数65%;
步骤8、将酸化碳纤维、三乙胺和四氢呋喃于三口烧瓶中磁力搅拌,在0℃条件下加入改性剂,随后加入4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳二亚胺,升温至25℃,反应3h后,将反应液浓缩至原体积1/3,浓缩液用乙酸乙酯萃取摇匀放入-1℃冰箱中12h,有机相用质量分数5%碳酸氢钠溶液洗涤3-5次后,减压蒸馏,得到改性碳纤维,其中酸化碳纤维、三乙胺、四氢呋喃、改性剂、4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳二亚胺的用量比为5.4-5.8g:1.1-1.5g:100-150mL:1.5-1.8g:0.48-0.52g:0.71-0.84g。
进一步地,增韧剂为ACR树脂和MBS树脂中的一种或两种按照任意比例混合而成。
进一步地,相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和聚甲醛中的一种或两种按照任意比例混合而成。
进一步地,抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种按照任意比例混合而成。
进一步地,润滑剂为硬脂酸、低碳醇、脂肪酸、聚醚中的一种或多种按照任意比例混合而成。
本发明的有益效果:
本发明以PP全新料、光催化纤维、芳纶纤维、改性碳纤维和辅助剂为原料,通过熔融、纺丝,铺设成网,水刺加固,得到一种医用无纺布,具有优异的抗菌性能和力学性能,在医用领域具有很高的利用价值;
其中光催化纤维是采用现代复合技术将纳米二氧化钛与高分子材料实现完美结合,再通过熔融纺丝得到,该纤维的最大与众不同之处就是每一根纤维都呈内外贯穿的蜂窝状微孔结构,比表面积极大,具有自清洁、杀菌、脱臭防霉作用;
最为主要的是,本发明首先通过化学反应制备了吡啶季铵盐化合物中间体2,进而通过化学手段合成含有端氨基、羧基和F-C长链的中间体4,利用中间体2和中间体4发生酯化反应得到改性剂,然后将碳纤维在丙酮中清洗除杂,再于浓硝酸中酸化得到表面含有羧基的酸化碳纤维,然后利用羧基与氨基之间能够发生酰胺反应,使改性剂通过化学键接枝于碳纤维表面得到改性碳纤维,使改性剂不易溶出,不易脱落;本发明之所以对碳纤维改性,不仅基于碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀特性,还基于其高强度和高模量,将其加入无纺布材料中,能够有效增加无纺布的抗拉性能,吡啶季铵盐结构具有很强的杀菌作用,能够作用于细胞膜的脂质双分子层,吡啶季铵盐的正电荷与膜内酸性磷酸酯的头基作用,疏水烃基插入疏水膜的中间,导致浸透能力下降,钾离子等胞液外泄,细胞死亡,C-F键键长较短,键能较高,含有大量C-F键的物质表面的自由能低,具有较高的疏水性和耐溶剂型;
并且改性碳纤维上含有多个N-H键,能够经次氯酸盐漂洗后,N-H键被氧化为N-Cl键,形成卤胺杀菌剂,获取新的杀菌功能;
通过使用全新料以及使用方形点的压辊对布料进行定型,使得布料横纵向强力一致,使无纺布具有较高拉力;
综上,本发明制备的无纺布具有持久抗菌性能、较好的力学性能和自清洁性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备一种改性碳纤维,步骤如下:
步骤1、将1.28g 5,5-二甲基海因和100mL丙酮加入三口烧瓶中,再加入4.12g碳酸钾回流反应30min,加入8.12g 1,4-二溴丁烷,继续回流反应4h,反应结束后,趁热过滤除去无机盐,收集滤液,减压蒸馏去除溶剂,蒸馏产物过色谱柱分离提纯,以乙酸乙酯和石油醚体积比2:5的混合液为洗脱剂,收集有机相,减压蒸馏,得到中间体1;
步骤2、将1mmol 3,5-吡啶二甲醇和80mL质量分数40%的乙醇溶液加入三口烧瓶中,搅拌升温至40℃,加入10mL中间体1的乙醇溶液,升温至45℃,保温反应7h,反应结束后,减压蒸馏去除乙醇,加入去离子水洗涤后过滤,滤液减压蒸干水分,得到中间体2,中间体1的乙醇溶液由中间体1和无水乙醇按照1mmol:10mL混合而成;
步骤3、氮气保护下,将0.05mol全氟辛基碘、0.05mol氨己烯酸和78.2mL甲苯加入三口烧瓶中,升温至80℃,6h内四次等量加入100mg AIBN,每次间隔1.5h,然后回流反应4h,反应结束后,减压蒸馏去除甲苯,得到中间体3;
步骤4、将0.05mol中间体3、100mL无水甲苯、21.2g三丁基氧化锡和0.41gAIBN加入三口烧瓶中,控制反应温度80℃,转速100r/min条件下搅拌反应24h,反应结束后,冷却至室温,用甲苯洗涤后过滤,干燥,得到中间体4;
步骤5、将0.1mol中间体4、0.05mol中间体2、64.2mL甲苯加入反应釜中,在转速为100r/min的条件下,搅拌并加入对甲苯磺酸,升温至回流反应2h,反应结束后,冷却至室温,加入浓度0.1mol/L的碳酸氢钠溶液洗涤,静置分层,有机相减压蒸馏,制得改性剂,对甲苯磺酸的用量为中间体4、中间体2总质量的2%;
步骤6、将短切碳纤维切割至0.5cm,常温下置于丙酮溶液中浸泡20h,超声3h后,取出,用去离子水洗涤3次后,50℃下干燥至恒重,得到预处理碳纤维;
步骤7、将3.1g预处理碳纤维置于30mL浓硝酸溶液中超声30min后,升温至45℃搅拌反应3h,然后加入去离子水洗涤,抽滤,滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性,再于80℃下干燥至恒重,得到酸化碳纤维;
步骤8、将5.4g酸化碳纤维、1.1g三乙胺和100mL四氢呋喃于三口烧瓶中磁力搅拌,在0℃条件下加入1.5g改性剂,随后加入0.48g 4-二甲氨基吡啶和0.71gN,N’-二环己基碳二亚胺,升温至25℃,反应,将反应液浓缩至原体积1/3,浓缩液用乙酸乙酯萃取摇匀放入-1℃冰箱中12h,有机相用质量分数5%碳酸氢钠溶液洗涤3次后,减压蒸馏,得到改性碳纤维。
实施例2
本实施例制备一种改性碳纤维,步骤如下:
步骤1、将1.28g 5,5-二甲基海因和100mL丙酮加入三口烧瓶中,再加入4.82g碳酸钾回流反应30min,加入8.23g 1,4-二溴丁烷,继续回流反应4.5h,反应结束后,趁热过滤除去无机盐,收集滤液,减压蒸馏去除溶剂,蒸馏产物过色谱柱分离提纯,以乙酸乙酯和石油醚体积比2:5的混合液为洗脱剂,收集有机相,减压蒸馏,得到中间体1;
步骤2、将1mmol 3,5-吡啶二甲醇和90mL质量分数40%的乙醇溶液加入三口烧瓶中,搅拌升温至40℃,加入10mL中间体1的乙醇溶液,升温至45℃,保温反应7.5h,反应结束后,减压蒸馏去除乙醇,加入去离子水洗涤后过滤,滤液减压蒸干水分,得到中间体2,中间体1的乙醇溶液由中间体1和无水乙醇按照1mmol:10mL混合而成;
步骤3、氮气保护下,将0.05mol全氟辛基碘、0.05mol氨己烯酸和79.6mL甲苯加入三口烧瓶中,升温至80℃,6h内四次等量加入100mg AIBN,每次间隔1.5h,然后回流反应5h,反应结束后,减压蒸馏去除甲苯,得到中间体3;
步骤4、将0.05mol中间体3、110mL无水甲苯、22.6g三丁基氧化锡和0.52gAIBN加入三口烧瓶中,控制反应温度80℃,转速150r/min条件下搅拌反应24h,反应结束后,冷却至室温,用甲苯洗涤后过滤,干燥,得到中间体4;
步骤5、将0.1mol中间体4、0.05mol中间体2、69.6mL甲苯加入反应釜中,在转速为150r/min的条件下,搅拌并加入对甲苯磺酸,升温至回流反应2.5h,反应结束后,冷却至室温,加入浓度0.1mol/L的碳酸氢钠溶液洗涤,静置分层,有机相减压蒸馏,制得改性剂,对甲苯磺酸的用量为中间体4、中间体2总质量的3%;
步骤6、将短切碳纤维切割至0.8cm,常温下置于丙酮溶液中浸泡20h,超声3h后,取出,用去离子水洗涤4次后,50℃下干燥至恒重,得到预处理碳纤维;
步骤7、将预处理碳纤维置于浓硝酸溶液中超声30min后,升温至45℃搅拌反应3h,然后加入去离子水洗涤,抽滤,滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性,再于80℃下干燥至恒重,得到酸化碳纤维;其中处理碳纤维和浓硝酸溶液的用量比为3.3g:34mL;
步骤8、将5.6g酸化碳纤维、1.4g三乙胺和120mL四氢呋喃于三口烧瓶中磁力搅拌,在0℃条件下加入1.7g改性剂,随后加入0.49g 4-二甲氨基吡啶和0.82gN,N’-二环己基碳二亚胺,升温至25℃,反应3h后,将反应液浓缩至原体积1/3,浓缩液用乙酸乙酯萃取摇匀放入-1℃冰箱中12h,有机相用质量分数5%碳酸氢钠溶液洗涤4次后,减压蒸馏,得到改性碳纤维。
实施例3
本实施例制备一种改性碳纤维,步骤如下:
步骤1、将1.28g 5,5-二甲基海因和100mL丙酮加入三口烧瓶中,再加入5.35g碳酸钾回流反应30min,加入8.78g 1,4-二溴丁烷,继续回流反应5h,反应结束后,趁热过滤除去无机盐,收集滤液,减压蒸馏去除溶剂,蒸馏产物过色谱柱分离提纯,以乙酸乙酯和石油醚体积比2:5的混合液为洗脱剂,收集有机相,减压蒸馏,得到中间体1;
步骤2、将1mmol 3,5-吡啶二甲醇和100mL质量分数40%的乙醇溶液加入三口烧瓶中,搅拌升温至40℃,加入10mL中间体1的乙醇溶液,升温至45℃,保温反应8h,反应结束后,减压蒸馏去除乙醇,加入去离子水洗涤后过滤,滤液减压蒸干水分,得到中间体2,中间体1的乙醇溶液由中间体1和无水乙醇按照1mmol:10mL混合而成;
步骤3、氮气保护下,将0.05mol全氟辛基碘、0.05mol氨己烯酸和83.4mL甲苯加入三口烧瓶中,升温至80℃,6h内四次等量加入100mg AIBN,每次间隔1.5h,然后回流反应6h,反应结束后,减压蒸馏去除甲苯,得到中间体3;
步骤4、将0.05mol中间体3、120mL无水甲苯、23.4g三丁基氧化锡和0.66gAIBN加入三口烧瓶中,控制反应温度80℃,转速200r/min条件下搅拌反应24h,反应结束后,冷却至室温,用甲苯洗涤后过滤,干燥,得到中间体4;
步骤5、将0.1mol中间体4、0.05mol中间体2、81.7mL甲苯加入反应釜中,在转速为200r/min的条件下,搅拌并加入对甲苯磺酸,升温至回流反应3h,反应结束后,冷却至室温,加入浓度0.1mol/L的碳酸氢钠溶液洗涤,静置分层,有机相减压蒸馏,制得改性剂,对甲苯磺酸的用量为中间体4、中间体2总质量的4%;
步骤6、将短切碳纤维切割至1cm,常温下置于丙酮溶液中浸泡20h,超声3h后,取出,用去离子水洗涤5次后,50℃下干燥至恒重,得到预处理碳纤维;
步骤7、将预处理碳纤维置于浓硝酸溶液中超声30min后,升温至45℃搅拌反应3h,然后加入去离子水洗涤,抽滤,滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性,再于80℃下干燥至恒重,得到酸化碳纤维;其中处理碳纤维和浓硝酸溶液的用量比为3.5g:35mL;
步骤8、将5.8g酸化碳纤维、1.5g三乙胺和150mL四氢呋喃于三口烧瓶中磁力搅拌,在0℃条件下加入1.8g改性剂,随后加入0.52g 4-二甲氨基吡啶和0.84gN,N’-二环己基碳二亚胺,升温至25℃,反应3h后,将反应液浓缩至原体积1/3,浓缩液用乙酸乙酯萃取摇匀放入-1℃冰箱中12h,有机相用质量分数5%碳酸氢钠溶液洗涤5次后,减压蒸馏,得到改性碳纤维。
实施例4
一种强拉力医用无纺布,包括以下重量份原料:PP全新料80份、光催化纤维10份、芳纶纤维30份、实施例1的改性碳纤维28份、增韧剂1份、相容剂2份、抗氧剂1份、润滑剂1份;
该强拉力医用无纺布由以下步骤制成:
第一步、将各原料加入混合机中,转速100r/min混合20min后,在温度185℃下熔融,熔融后经纺丝孔输出,牵伸,得到复合纤维;
第二步、将复合纤维堆叠铺成纤维网,纤维网经过压辊机定型,得到强拉力医用无纺布。
其中,熔融温度为240℃,压辊压力为5kg,辊压线速度速为200米/分钟。
其中,增韧剂为ACR树脂,相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物,抗氧剂为抗氧剂168,润滑剂为硬脂酸。
实施例5
一种强拉力医用无纺布,包括以下重量份原料:PP全新料90份、光催化纤维12份、芳纶纤维40份、实施例2的改性碳纤维29份、增韧剂2份、相容剂3份、抗氧剂2份、润滑剂1.5份;
该强拉力医用无纺布由以下步骤制成:
第一步、将各原料加入混合机中,转速150r/min混合20min后,在温度195℃下熔融,熔融后经纺丝孔输出,牵伸,得到复合纤维;
第二步、将复合纤维堆叠铺成纤维网,纤维网经过压辊机定型,得到强拉力医用无纺布。
其中,熔融温度为240℃,压辊压力为5kg,辊压线速度速为200米/分钟。
其中,增韧剂为ACR树脂,相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物,抗氧剂为抗氧剂168,润滑剂为硬脂酸。
实施例6
一种强拉力医用无纺布,包括以下重量份原料:PP全新料100份、光催化纤维15份、芳纶纤维50份、实施例3的改性碳纤维30份、增韧剂5份、相容剂4份、抗氧剂3份、润滑剂2份;
该强拉力医用无纺布由以下步骤制成:
第一步、将各原料加入混合机中,转速200r/min混合20min后,在温度210℃下熔融,熔融后经纺丝孔输出,牵伸,得到复合纤维;
第二步、将复合纤维堆叠铺成纤维网,纤维网经过压辊机定型,得到强拉力医用无纺布。
其中,熔融温度为240℃,压辊压力为5kg,辊压线速度速为200米/分钟。
其中,增韧剂为ACR树脂,相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物,抗氧剂为抗氧剂168,润滑剂为硬脂酸。
对比例1
将实施例4中的改性碳纤维去除,其余原料及制备过程不变。
对比例2
将实施例5中的改性碳纤维替换成上海力硕复合材料科技有限公司出售的短切碳纤维,其余原料及制备过程不变。
对比例3
本对比例为安庆市宝洁包装有限公司出售的医用无纺布。
将实施例4-6和对比例1-3的无纺布进行性能测试,测试标准如下:
力学性能测试:采用国家标准GB/T3923.1-1997织物拉伸性能测试(断裂强力),织物拉伸断裂实验目前主要采用单向受力拉伸,即测试织物试条的横向强力、纵向强力。所述试样尺寸为250×50mm,仪器拉伸力额定为500N;
接触角测试:采用静态接触角测量仪测试静态接触角大小;
抗菌性能测试:按照GB/T209443-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》进行测试,测试菌种为大肠杆菌;
性能持久性:将无纺布洗涤50次后按上述方法测试抗菌性能和接触角大小。
测试结果如下表所示:
由上表可以看出,实施例4-6的无纺布在抗菌性能、拉伸性能、疏水性,测试过程中表现均优异对比例1-3,并且洗涤50次后仍具有较高的抗菌性和疏水性,因此,本发明制备的无纺布能够在医用领域具有很大的应用价值。
在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种强拉力医用无纺布,其特征在于,包括以下原料:PP全新料、光催化纤维、芳纶纤维、改性碳纤维、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂;
其中,改性碳纤维由以下步骤制成:
将酸化碳纤维、三乙胺和四氢呋喃混合,0℃下加入改性剂,随后加入4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳二亚胺,升温至25℃,反应3h后,将反应液浓缩至原体积1/3,浓缩液用乙酸乙酯萃取后,有机相用碳酸氢钠溶液洗涤,减压蒸馏,得到改性碳纤维;
酸化碳纤维由以下步骤制成:
将预处理碳纤维置于浓硝酸溶液中超声30min后,升温至45℃搅拌反应3h,洗涤,抽滤,干燥,得到酸化碳纤维;
预处理碳纤维由以下步骤制成:
将短切碳纤维切割至0.5-1cm,常温下置于丙酮溶液中浸泡20h,超声3h后,取出,洗涤,干燥,得到预处理碳纤维;
改性剂由以下步骤制成:
步骤A1、氮气保护下,将全氟辛基碘、氨己烯酸和甲苯混合,升温至80℃,6h内四次等量加入AIBN,每次间隔1.5h,回流反应4-6h,减压蒸馏,得到中间体3;
步骤A2、将中间体3、无水甲苯、三丁基氧化锡和AIBN混合,控制反应温度80℃,搅拌反应24h,洗涤、过滤、干燥,得到中间体4;
步骤A3、将中间体4、吡啶季铵盐类化合物和甲苯混合,搅拌并加入对甲苯磺酸,回流反应2-3h,洗涤,减压蒸馏,制得改性剂;
吡啶季铵盐类化合物由以下步骤制成:
步骤B1、将5,5-二甲基海因和丙酮混合,加入碳酸钾回流反应30min,加入1,4-二溴丁烷,回流反应4-5h,趁热过滤除去无机盐,收集滤液,减压蒸馏,蒸馏产物过色谱柱分离提纯,得到中间体1;
步骤B2、将3,5-吡啶二甲醇和乙醇溶液混合,升温至40℃,加入中间体1的乙醇溶液,升温至45℃,保温反应7-8h,减压蒸馏,洗涤后过滤,滤液减压蒸干水分,得到吡啶季铵盐类化合物。
2.根据权利要求1所述的一种强拉力医用无纺布,其特征在于,各原料按重量份配比如下:
PP全新料80-100份、光催化纤维10-15份、芳纶纤维30-50份、改性碳纤维28-30份、增韧剂1-5份、相容剂2-4份、抗氧剂1-3份、润滑剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的一种强拉力医用无纺布,其特征在于,步骤B2中中间体1的乙醇溶液由中间体1和乙醇按照1mmol:10mL混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种强拉力医用无纺布,其特征在于,增韧剂为ACR树脂和MBS树脂中的一种或两种按照任意比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种强拉力医用无纺布,其特征在于,该无纺布的制备方法包括以下步骤:
第一步、将各原料混合,熔融,纺丝,牵伸,得到复合纤维;
第二步、将复合纤维堆叠铺成纤维网,纤维网经过压辊机定型,得到强拉力医用无纺布。
6.根据权利要求5所述的一种强拉力医用无纺布,其特征在于,压辊压力为5kg,辊压线速度速为200米/分钟。
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