CN114134705A - 一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备的抗菌抗病毒植物纤维及其方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然高分子材料领域，公开了一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备的抗菌抗病毒植物纤维及其方法和应用。该方法把氯化锌和尿素混合加热熔融得到氯化锌/尿素低共熔体系，降低温度后依次加入水和分丝帚化的植物纤维，升温反应，后过滤洗涤得到纳米氧化锌包覆的抗菌抗病毒植物纤维。该方法制备工艺简单、易操作、能耗低、植物纤维的抗菌抗病毒性能好，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率大于99.9％，其对甲型H1N1流感病毒的抗病毒活性值(Mv)大于3.0。提高了植物纤维的附加值，促进了植物纤维在纺织、医疗、食品包装等领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及天然高分子材料领域，具体涉及一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备的抗菌抗病毒植物纤维及其方法和应用。
背景技术
植物纤维是一种天然高分子材料，属于可再生资源，被广泛应用于造纸、医疗、纺织等行业，例如在医疗行业被用于制造止血棉、绷带、纱布、口罩等医疗防护用品。随着现代医学技术与观念的发展，人们对医疗防护用品和材料的功能要求越来越多，如抗菌、抗病毒、防辐射、防化学有毒物质、可吸收、高创伤处理性能等，使得具备抗菌抗病毒功能的医用防护材料的需求激增。
目前，植物纤维主要来源于制浆造纸企业的普通植物纤维，它具有原料来源丰富、供应稳定、成本较低等优点，然而，普通的植物纤维没有抗菌抗病毒性能，应用范围受到极大的限制。研究出具有抗菌抗病毒功能的植物纤维，对于满足快速增长的医用防护用品的产量和质量需求，促进我国水刺无纺布行业、造纸工业和医用防护用品行业的发展具有重要意义。
现有技术公开了一种仿生苍耳型抗菌抗病毒植物纤维的制备方法和应用，该发明利用了分丝帚化后的植物纤维比表面积大、孔隙率高能增加纳米银的负载量等。
现有技术公开了一种基于NaOH/尿素溶液的纳米ZnO纤维素复合材料的水热制备方法及应用，其将溶解后的微晶纤维素上的羟基与锌离子结合，采用水热法原位复合制备获得不规则颗粒状的材料。该方法使用微晶纤维素采用溶解浆方式形成混合材料，这与在植物纤维表面生成纳米氧化锌是完全不同的。类似的，现有技术公开一种利用溶解浆技术制备缓释抗菌纤维素纤维的方法。
现有技术公开了一种纳米氧化锌原位修饰抗菌纤维的制备方法，主要是利用高浓氯化锌溶液将锌离子固定在纤维素纤维内部，借助水热法在纤维表面原位生成氧化锌。但该制备方法存在以下几方面的不足，一方面通过浸泡氯化锌溶液并充分洗涤至洗涤液中无游离锌离子，因为纤维形态并不均一，这可能使得纤维素内部的锌离子分布不均匀；另一方面，在纤维内部的锌离子不容易还原出位于纤维表面的氧化锌；再者，在pH值9～12的碱性溶液中于80～180℃反应8～36小时，将对纤维本身造成较严重的碱性水解，破坏纤维的强度等。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维及其应用。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
步骤一，将氯化锌和尿素混合加热至熔融状态，降温后得到氯化锌/尿素低共熔体系；所述氯化锌和尿素的摩尔比值小于1:1；
步骤二，在步骤一的氯化锌/尿素低共熔体系中依次加入去离子水和分丝帚化的植物纤维，搅拌均匀后加热至82～88℃条件下反应，再经过滤、洗涤得到抗菌抗病毒植物纤维。
不同于现有技术先将氯化锌跟纤维素纤维混合，再添加水跟碱性溶液，本发明创新的采用氯化锌/尿素低共熔体系。
首先由氯化锌/尿素组成的共熔混合物，其熔点显著低于各个组分纯物质的熔点。其中，尿素作为配体，与金属盐氯化锌形成配位化合物，当尿素和氯化锌混合加热时，尿素分子会包围在Zn2+周围形成一个很大的配位阳离子，Zn2+与 Cl-之问的库仑力相互作用减弱，从而使ZnCl2易于解离，熔点降低。
氯化锌与尿素混合加热至一定温度熔融，使得氯化锌/尿素共熔剂体系存在[ZnCl]+基阳离子[ZnCl(urea)]+、[ZnCl(urea)2]+、[ZnCl(urea)3]+和阴离子[ZnCl3]-。
在氯化锌/尿素共溶剂体系中，尿素分子与Zn2+会形成配位键，不是以游离的状态存在，后再依次加入水和植物纤维，尿素与Zn2+形成的配位键会被慢慢破坏，尿素缓慢分解成NH4 +、OH-和CO2，缓慢的分解过程有助于[ZnCl]+、[ZnCl3]-、 OH-与纤维素分子上大量羟基产生氢键作用，有力地促进纳米氧化锌于高浓反应物下生成。
进一步地，[ZnCl]+基阳离子和阴离子[ZnCl3]-会与OH-反应生成Zn(OH)4 -， Zn(OH)4 -再水解成氧化锌。
本发明利用了纤维素分子上大量羟基与[ZnCl]+、[ZnCl3]-和OH-产生氢键作用，有力地促进纳米氧化锌于高浓度反应物下生成，增加了纳米氧化锌在植物纤维中的负载量。同时，由于氧化锌与植物纤维表面上的羟基也能产生氢键作用，能在植物纤维上原位形成纳米氧化锌颗粒，进一步加强了纳米氧化锌在植物纤维上的附着力，极大地提高了植物纤维的抗菌抗病毒性能。
如果先用氯化锌、尿素和水直接配制成氯化锌/尿素溶液，在配制过程中，尿素会被快速地分解成NH4 +、OH-和CO2，容易造成局部离子浓度过高，溶液中出现同时进行均相成核和非均相成核的现象，导致获得的沉淀颗粒尺寸不均匀，且形貌难以控制。
在制备抗菌抗病毒植物纤维中，原材料添加的先后顺序、反应温度、反应时间、原材料的浓度、用量比例等参数都会影响纳米氧化锌的形貌状态、在植物纤维上的附着率，以及植物纤维的抗菌抗病毒能力等。
优选地，步骤一中氯化锌和尿素的摩尔比为1:2～4，尿素过量可以促进其在一定时间内与氯化锌充分反应。
进一步优选地，步骤一中氯化锌和尿素的摩尔比为1:3.0～3.5。
进一步优选地，步骤一中氯化锌和尿素的摩尔比为1.0:3.0。
优选地，氯化锌/尿素共熔体系的熔融温度为90～110℃。
进一步优选地，氯化锌/尿素共熔体系的熔融温度为110℃。
优选地，降温后得到氯化锌/尿素低共熔体系的温度为50～60℃。
优选地，步骤二氯化锌/尿素低共溶剂体系加入水后氯化锌的摩尔浓度为 0.02～0.20mol/L；加热反应时植物纤维的质量浓度为2％～4％。
进一步优选地，步骤二氯化锌/尿素低共溶剂体系加入水后氯化锌的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L；植物纤维质量浓度为3％～4％。
优选地，步骤二的搅拌时间为5～15分钟，搅拌转速为150～500rpm，反应温度为84～86℃，反应时间为2～3h。
优选地，所述植物纤维选自针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、麦草浆中的一种或几种。
进一步优选地，所述植物纤维选自造纸工业常用的漂白化学浆，优选漂白针叶木化学浆。
优选地，步骤二中所述分丝帚化的植物纤维的打浆度为80～90°SR。本发明所使用的植物纤维经过分丝帚化处理，可以增大植物纤维的比表面积与空隙率以增加纳米氧化锌的附着率。
进一步优选地，步骤二中所述分丝帚化的植物纤维的打浆度为84～88°SR。
优选地，所述分丝帚化的植物纤维的制备工艺包括以下步骤：
将用水浸泡后的植物纤维，进行疏解至均匀分散的单根纤维状态；
然后，对疏解后的植物纤维进行机械打浆处理获得分丝帚化的植物纤维。
优选地，植物纤维浸泡的浓度为2％～3％，浸泡时间为4～6h，浸泡温度为 20～30℃；植物纤维的疏解浓度为1％～2％，疏解温度为20～30℃，疏解用标准纤维解离器的螺旋桨转数为10000～30000转。
优选地，机械打浆处理的打浆温度为20～30℃，打浆浓度为10％。
优选地，机械打浆的设备为PFI磨、Jokro磨等，优选PFI磨。
进一步优选地，植物纤维浸泡的浓度为3％。
进一步优选地，植物纤维的疏解浓度为2％。
进一步优选地，植物纤维浸泡时间为5～6h。
进一步优选地，浸泡温度为25～30℃。
进一步优选地，疏解温度为25～30℃。
进一步优选地，解离器的螺旋桨转数为20000～30000转。
进一步优选地，打浆温度为25～30℃。
一种所述方法制备得到的抗菌抗病毒植物纤维。
一种所述的抗菌抗病毒植物纤维在造纸、纺织、医疗、食品包装领域的应用。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明所述的氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法具低成本、工艺简单易操作、抗菌抗病毒效果显著等优点。
基于氯化锌/尿素低共熔体系生成的纳米氧化锌在植物纤维上的附着率高，结合强度高，形貌可控性好，且生产工艺简单，产出率高。
本发明所选的植物纤维经过分丝帚化处理。通过打浆使植物纤维表面细纤维化，增加了植物纤维的比表面积和孔隙率，从而增加了纳米氧化锌在植物纤维表面的吸附量。
制备得到的纳米氧化锌包覆的抗菌抗病毒植物纤维能直接用于工业生产，生产出具有抗菌抗病毒性能的纸基材料、无纺布材料和纺织材料等。试验结果表明：通过本方法制备的抗菌抗病毒植物纤维，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率大于99.9％，其对甲型H1N1流感病毒的抗病毒活性值(Mv) 大于3.0。
附图说明
图1为实施例1中氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的扫描电子显微镜图，其中：
(a)为漂白针叶木浆植物纤维；
(b)为机械打浆处理后的植物纤维；
(c)为纳米氧化锌包覆的植物纤维。
图2为实施例2中氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的扫描电子显微镜图，其中：
(a)为漂白阔叶木浆植物纤维；
(b)为机械打浆处理后的植物纤维；
(c)为纳米氧化锌包覆的植物纤维。
图3为实施例3中氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的扫描电子显微镜图，其中：
(a)为漂白阔叶木浆植物纤维；
(b)为机械打浆处理后的植物纤维；
(c)为纳米氧化锌包覆的植物纤维。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
1)植物纤维疏解：称取一定质量的植物纤维，加入适量去离子水使其浓度为2％～3％，在20～30℃的温度下浸泡4～6h，再用适量去离子水调节植物纤维浓度为1％～2％，用标准纤维解离器在20～30℃的温度下进行解离，螺旋桨转数为 10000～30000转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。
2)植物纤维机械打浆：将步骤1)获得的疏解后的植物纤维，用布氏漏斗抽滤浓缩至浓度为10％，放置于PFI磨中进行机械打浆处理，打浆温度为20～30℃，打浆浓度为10％，打浆转数依打浆度而定，使打浆后植物纤维的打浆度为 80～90°SR，从而获得表面分丝帚化的植物纤维。
3)氯化锌/尿素共熔体系制备：将氯化锌和尿素按1:3.0～3.5的摩尔比例混合，用油浴加热至90～110℃，呈熔融状态后冷却至50～60℃，即得到氯化锌/尿素共熔剂体系。
4)纳米氧化锌包覆植物纤维制备：往步骤3)制备的氯化锌/尿素共熔体系依次加入适量去离子水和步骤2)获得的表面分丝帚化的植物纤维，使氯化锌的摩尔浓度为0.02～0.2mol/L，植物纤维的质量浓度为2％～4％；然后在转速为 150～500rpm下机械搅拌10min，使植物纤维分散均匀，再升高温度至80～90℃，反应2～3h后，在植物纤维表面原位形成纳米氧化锌颗粒；用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到纳米氧化锌包覆的具有抗菌抗病毒性能的植物纤维。
实施例1
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
(1)称取30克(绝干质量)漂白云杉针叶木化学浆，加入970mL去离子水使其浓度为3％，在20℃的温度下浸泡4h，再加入500mL去离子水调节纤维浓度为2％，用标准纤维解离器在20℃的温度下进行解离，螺旋桨转数在20000 转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。
(2)将步骤(1)获得的疏解后的植物纤维，用布氏漏斗抽滤浓缩至浓度为10％，放置于PFI磨中进行机械打浆处理，打浆温度为20℃，打浆浓度为10％，打浆转数为20000转，打浆后植物纤维的打浆度为80.4°SR，从而获得表面分丝帚化的植物纤维。
(3)称取1.3630g(0.01mol)氯化锌和1.8108g(0.03mol)尿素于烧杯中混合均匀，在搅拌状态下油浴加热至100℃，呈熔融状态后停止加热，自然降温至 55℃，得到氯化锌/尿素共熔剂体系。
(4)在步骤(3)得到的氯化锌/尿素共熔剂体系中依次加入500mL去离子水和10g由步骤(2)获得的表面分丝帚化的植物纤维，在转速500rmp下机械搅拌10min后升温至85℃，保持温度恒定，并继续搅拌反应2h，用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到表面包覆纳米氧化锌颗粒的植物纤维。
上述使用的植物纤维原料及制备得到的表面分丝帚化的植物纤维和纳米氧化锌包覆的植物纤维用扫描电子显微镜观察(见图1所示)可知，植物纤维原料通过机械打浆处理，在纤维表面形成了细纤维化结构，具有分丝、帚化现象，增加了纤维的比表面积和孔隙率；再通过氯化锌/尿素共熔剂体系水解在植物纤维表面生成纳米氧化锌，并与植物纤维表面纤维素分子的羟基形成氢键，从而吸附在植物纤维的表面，最终获得表面包覆氧化锌的具有抗菌抗病毒性能的植物纤维。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗菌性能参照医疗机构消毒技术规范(WS/T 367-2012)执行，测得其抑菌率为99.93％。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗病毒性能参照《抗病毒纺织品测试标准》(IS018184：2014)，采用半数组织培养感染剂量法(TCID50)测得其对甲型 H1N1流感病毒的抗病毒活性值为3.2。
实施例2
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
(1)称取30克(绝干质量)漂白阔叶木浆化学浆，加入1470mL去离子水使其浓度为2％，在20℃的温度下浸泡6h，再用标准纤维解离器在20℃的温度下进行解离，螺旋桨转数在20000转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。
(2)将步骤(1)获得的疏解后的植物纤维，用布氏漏斗抽滤浓缩至浓度为 10％，放置于PFI磨中进行机械打浆处理，打浆温度为20℃，打浆浓度为10％，打浆转数为30000转，打浆后植物纤维的打浆度为84.4°SR，从而获得表面分丝帚化的植物纤维。
(3)称取9.5410g(0.07mol)氯化锌和12.6126g(0.21mol)尿素于烧杯中混合均匀，在搅拌状态下油浴加热至90℃，呈熔融状态后停止加热，自然降温至50℃，得到氯化锌/尿素共熔剂体系。
(4)在步骤(3)得到的氯化锌/尿素共熔剂体系依次加入500mL去离子水和10g由步骤(2)获得的表面分丝帚化的植物纤维，在转速150rmp下机械搅拌 5min后升温至82℃，保持温度恒定，并继续搅拌反应2.5h，用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到表面包覆纳米氧化锌颗粒的植物纤维。
上述使用的植物纤维原料及制备得到的纳米氧化锌包覆的植物纤维用扫描电子显微镜观察如图2所示。
上述制备获得纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗菌性能参照医疗机构消毒技术规范(WS/T 367-2012)执行，测得其抑菌率为99.97％。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗病毒性能参照《抗病毒纺织品测试标准》(IS018184：2014)，采用半数组织培养感染剂量法(TCID50)测得其对甲型 H1N1流感病毒的抗病毒活性值为3.5。
实施例3
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
(1)称取30克(绝干质量)漂白阔叶木浆化学浆，加入1470mL去离子水使其浓度为2％，在30℃的温度下浸泡6h，再用标准纤维解离器在30℃的温度下进行解离，螺旋桨转数在30000转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。
(2)将步骤(1)获得的疏解后的植物纤维，用布氏漏斗抽滤浓缩至浓度为 10％，放置于Jokro磨中进行机械打浆处理，打浆温度为30℃，打浆浓度为10％，打浆转数为40000转，打浆后植物纤维的打浆度为89.8°SR，从而获得表面分丝帚化的植物纤维。
(3)称取13.6300g(0.1mol)氯化锌和21.0000g(0.35mol)尿素于烧杯中混合均匀，在搅拌状态下油浴加热至110℃，呈熔融状态后停止加热，自然降温至60℃，得到氯化锌/尿素共熔剂体系。
(4)在步骤(3)得到的氯化锌/尿素共熔剂体系依次加入500mL去离子水和10g由步骤2)获得的表面分丝帚化的植物纤维，在转速500rmp下机械搅拌 15min后升温至88℃，保持温度恒定，并继续搅拌反应3h，用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到表面包覆纳米氧化锌颗粒的植物纤维。
上述使用的植物纤维原料及制备得到的纳米氧化锌包覆的植物纤维用扫描电子显微镜观察如图3所示。
上述制备获得纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗菌性能参照医疗机构消毒技术规范(WS/T 367-2012)执行，测得其抑菌率为99.98％。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗病毒性能参照《抗病毒纺织品测试标准》(IS018184：2014)，采用半数组织培养感染剂量法(TCID50)测得其对甲型H1N1流感病毒的抗病毒活性值为3.6。
对比例1
一种抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
(1)称取30克(绝干质量)漂白云杉针叶木化学浆，加入970mL去离子水使其浓度为3％，在20℃的温度下浸泡4h，再加入500mL去离子水调节纤维浓度为2％，用标准纤维解离器在20℃的温度下进行解离，螺旋桨转数在20000 转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。
(2)将步骤(1)获得的疏解后的植物纤维，用布氏漏斗抽滤浓缩至浓度为 10％，放置于PFI磨中进行机械打浆处理，打浆温度为20℃，打浆浓度为10％，打浆转数为20000转，打浆后植物纤维的打浆度为80.4°SR，从而获得表面分丝帚化的植物纤维。
(3)称取1.3630g(0.01mol)氯化锌，加入500mL去离子水和10g由步骤(2)获得的表面分丝帚化的植物纤维，在转速500rmp下机械搅拌10min后升温至85℃，保持温度恒定；
(4)加入1.8108g(0.03mol)尿素，并继续搅拌反应2h，用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到表面包覆纳米氧化锌颗粒的植物纤维。
上述制备的纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗菌性能参照医疗机构消毒技术规范(WS/T 367-2012)执行，测得其抑菌率为18.23％。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗病毒性能参照《抗病毒纺织品测试标准》(IS018184：2014)，采用半数组织培养感染剂量法(TCID50)测得其对甲型 H1N1流感病毒的抗病毒活性值为0.5。
从对比例1可知，氯化锌溶液中加入尿素，使得局部浓度过高等，导致氧化锌的生成速率过快，严重影响了氧化锌的颗粒度，以及在植物纤维表面的包覆均匀性和牢固性等。
对比例2
一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，包括以下步骤：
(1)称取30克(绝干质量)漂白云杉针叶木化学浆，加入970mL去离子水使其浓度为3％，在20℃的温度下浸泡4h，再加入500mL去离子水调节纤维浓度为2％，用标准纤维解离器在20℃的温度下进行解离，螺旋桨转数在20000 转，使植物纤维均匀分散成单根纤维状态。将纸浆浓度浓缩至10％，备用。
(2)称取1.3630g(0.01mol)氯化锌和1.8108g(0.03mol)尿素于烧杯中混合均匀，在搅拌状态下油浴加热至100℃，呈熔融状态后停止加热，自然降温至 55℃，得到氯化锌/尿素共熔剂体系。
(3)在步骤(2)得到的氯化锌/尿素共熔剂体系中依次加入500mL去离子水和10g由步骤(1)获得的植物纤维，在转速500rmp下机械搅拌10min后升温至85℃，保持温度恒定，并继续搅拌反应2h，用去离子水洗涤至滤液中无氯离子，即得到表面包覆纳米氧化锌颗粒的植物纤维。
上述制备的纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗菌性能参照医疗机构消毒技术规范(WS/T 367-2012)执行，测得其抑菌率为82.22％。
纳米氧化锌包覆的植物纤维的抗病毒性能参照《抗病毒纺织品测试标准》(IS018184：2014)，采用半数组织培养感染剂量法(TCID50)测得其对甲型 H1N1流感病毒的抗病毒活性值为1.5。
从对比例2可知，未经过分丝帚化的植物纤维，也显著影响了纳米氧化锌的包覆效果等。从图1(a)的扫描电子显微镜图上观察，植物纤维表面规整，比表面积小，缺少孔隙率等，这使得纳米氧化锌的吸附量少，包覆不均匀等。
对比例3～10
对比例3-10的方案和工艺与实施例1相似，不同之处在于如表1所示：
表1对比例3-10的工艺条件及产品性能
备注：表1中“/”表示与实施例相同。
由表1可知：从对比例3和对比例4可以发现打浆度过低，植物纤维比表面积小，缺少孔隙率等，这使得纳米氧化锌的吸附量少，包覆不均匀等会降低产品的抑菌率和抗病毒活性值。
从对比例5可知，在氧化锌与尿素的摩尔比的大于1:1，氧化锌的用量超过尿素，使得氯化锌生成氧化锌的数量和速度不足，不均匀，进而也导致了产品的品质严重下降。
从对比例6可以发现，氧化锌与尿素的摩尔比中，尿素的用量显著增加时，也一定程度上影响了反应的速率，影响着产品的抑菌率和抗病毒活性值。
从对比例7和对比例8可以发现，反应体系中的氯化锌的摩尔浓度变化，对产品的抑菌率和抗病毒活性值产生了意想不到的技术效果。
从对比例9和对比例10可以发现，反应温度过高或者过低，都会降低产品的抑菌率和抗病毒活性值。可见，在本反应体系中，反应温度是影响品质的重要条件之一。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将氯化锌和尿素混合加热至熔融状态，降温后得到氯化锌/尿素低共熔体系；所述氯化锌和尿素的摩尔比值小于1:1；
步骤二，在步骤一的氯化锌/尿素低共熔体系中依次加入去离子水和分丝帚化的植物纤维，搅拌均匀后加热至82～88℃条件下反应，再经过滤、洗涤得到抗菌抗病毒植物纤维。
2.根据权利要求1所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，步骤一中氯化锌和尿素的摩尔比为1:2～4；优选地，氯化锌/尿素共熔体系的熔融温度为90～110℃；优选地，降温后得到氯化锌/尿素低共熔体系的温度为50～60℃。
3.根据权利要求1所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，步骤二中氯化锌/尿素低共溶剂体系加入去离子水后氯化锌的摩尔浓度为0.02～0.20mol/L；加热反应时植物纤维的质量浓度为2％～4％。
4.根据权利要求1所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，步骤二的搅拌时间为5～15分钟，搅拌转速为150～500rpm，反应温度为84～86℃，反应时间为2～3h。
5.根据权利要求1所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，步骤二中所述分丝帚化的植物纤维的打浆度为80～90°SR。
6.根据权利要求5所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，所述分丝帚化的植物纤维的制备工艺包括以下步骤：
将用水浸泡后的植物纤维，进行疏解至均匀分散的单根纤维状态；
然后，对疏解后的植物纤维进行机械打浆处理获得分丝帚化的植物纤维。
7.根据权利要求6所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，植物纤维浸泡的浓度为2％～3％，浸泡时间为4～6h，浸泡温度为20～30℃，植物纤维的疏解浓度为1％～2％，疏解温度为20～30℃；
疏解用标准纤维解离器的螺旋桨转数为10000～30000转；
所述机械打浆处理的打浆温度为20～30℃，打浆浓度为10％。
8.根据权利要求1所述用氯化锌/尿素低共熔体系制备抗菌抗病毒植物纤维的方法，其特征在于，所述植物纤维选自针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、麦草浆中的一种或几种。
9.根据权利要求1～8任意一项所述方法制备得到的抗菌抗病毒植物纤维。
10.根据权利要求9所述的抗菌抗病毒植物纤维在造纸、纺织、医疗、食品包装领域的应用。
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