CN114351352B - 一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将植物纤维进行清洗；步骤2，将清洗后的植物纤维进行表面活化处理，得到活化后的植物纤维；步骤3，以乳酸、柠檬烯与β‑巯基乙醇作为基料；步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的植物纤维表面；步骤5，将芬芳抑菌植物纤维经过热压和成卷工艺。本发明制备改性聚乳酸所使用的柠檬烯本身散发着松油和松脂的的芳香，在对纤维包裹后仍然能够保持清新的松脂香味，同时回弹性较好，也不容易起毛，抑菌性也得到较大改善。

Description

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法

技术领域

本发明涉及无纺布纤维领域，具体涉及一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法。

背景技术

无纺布具有透气、防霉、耐久的特点，而且其制造速度快、价格低，是当今社会的常用纺织品。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。

随着人们生活水平的提高和经济的发展，对于无纺布不仅需要透气柔韧，还需要具备一定的功效，因此对于功能化无纺布的研究开发就十分有必要。传统的植物纤维无纺布不仅抗菌性差、柔软度不足，而且不易被分解，因此，需要一种无毒、环保、易分解且抗菌性好的无纺布。

发明内容

针对现有技术中存在的传统的植物纤维无纺布不仅抗菌性差、柔软度不足而且不易被分解问题，本发明的目的是提供一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将植物纤维进行清洗，得到清洗后的植物纤维；

步骤2，将清洗后的植物纤维进行表面活化处理，得到活化后的植物纤维；

步骤3，以乳酸、柠檬烯与β-巯基乙醇作为基料，制备得到柠檬烯基酯化聚乳酸；

步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的植物纤维表面，得到芬芳抑菌植物纤维；

步骤5，将芬芳抑菌植物纤维经过热压和成卷工艺，得到芬芳抑菌植物纤维无纺布。

优选地，所述步骤1中，植物纤维包括大豆纤维、玉米纤维、花生纤维中的一种。

优选地，所述步骤1中，清洗是先除杂后再置于纯水中超声清洗，超声清洗时间为1～2h。

优选地，所述步骤2中，表面活化处理使用的是司盘80溶液或吐温80溶液，司盘80溶液或吐温80溶液的浓度为5％～10％；表面活化处理时间为2～5h。

优选地，所述步骤3的具体方法为：

S1、以乳酸作为基料，通过脱水环化后与琥珀酸进行反应，得到羧基化聚乳酸；

S2、以柠檬烯与β-巯基乙醇发生巯基-烯点击反应，得到柠檬烯基醇；

S3、使用端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇发生缩合反应，得到柠檬烯基酯化聚乳酸。

优选地，所述S1中羧基化聚乳酸的制备方法为：

称取乳酸与去离子水混合，超声分散均匀后，升温至155～180℃，减压使得水分完全挥发后，依次加入三苯基锡与琥珀酸，搅拌反应6～10h，得到羧基化聚乳酸；

其中，乳酸与去离子水的质量比为1:0.2～0.5，三苯基锡、琥珀酸与乳酸的质量比为0.01～0.04:0.1～0.3:1。

优选地，所述S2中柠檬烯基醇的制备方法为：

称取柠檬烯与2-巯基乙醇共混至N,N-二甲基甲酰胺中，加入安息香双甲醚，充分混合后，在紫外光的作用下室温处理5～8h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基醇；

其中，柠檬烯、安息香双甲醚、β-巯基乙醇与有机溶剂的质量比为1:0.02～0.06:0.5～0.7:2～4。

优选地，所述紫外光的波长为365nm。

优选地，所述洗涤是使用氯仿或二氯甲烷清洗，所述干燥是使用减压干燥的方法。

优选地，所述S3中柠檬烯基酯化聚乳酸的制备方法为：

称取端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇混合至N,N-二甲基甲酰胺中，在酸性催化剂条件下升温至125～135℃，搅拌反应2～5h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；

其中，端羧基聚乳酸、柠檬烯基醇与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.2～0.5:3～6，酸性催化剂与端羧基聚乳酸的质量比为1％～4％。

优选地，所述步骤4的方法为：

将柠檬烯基酯化聚乳酸溶于二氯甲烷中，超声均匀后，倒入预浸槽内，将活化后的植物纤维以2～5m/min的速度经过预浸槽后，再经过干燥处理，使得二氯甲烷完全挥发后，得到芬芳抑菌植物纤维；

其中，柠檬烯基酯化聚乳酸与二氯甲烷的质量比为1:5～10。

优选地，所述步骤5中，热压的温度为90～120℃，成卷的速度为5～20m/min。

本发明的有益效果为：

本发明公开了一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，该无纺布是采用植物纤维和改性后的聚乳酸作为纤维基料，其中是在植物纤维的表面包覆改性后的聚乳酸。植物纤维属于天然的纤维材料，使用植物蛋白质为主要基料，具有透气性强、环保性高的优点，但是缺点也很明显，回弹差、容易起毛、抑菌性不足且无芳香气息，本发明使用改性聚乳酸对其包覆后则改善了这一缺陷。

聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成，本身也是属于天然的纤维材料。改性聚乳酸的改性过程为：使用乳酸经过脱水环化形成丙交酯，然后在丙交酯的聚合过程中与琥珀酸进行结合反应，得到羧基化聚乳酸；之后使用抑菌性较强的柠檬烯和β-巯基乙醇就发生巯基-烯点击反应，柠檬烯上的双键与巯基结合生成含有醇基的柠檬烯基醇；再然后通过使用端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇发生酯化缩合反应，最终得到了柠檬烯基酯化聚乳酸，即改性聚乳酸。

本发明制备改性聚乳酸所使用的柠檬烯本身散发着松油和松脂的的芳香，在对纤维包裹后仍然能够保持清新的松脂香味，同时回弹性较好，也不容易起毛，抑菌性也得到较大改善。

具体实施方式

下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将大豆纤维先除杂后再置于纯水中超声清洗，超声清洗时间为1h，得到清洗后的大豆纤维；

步骤2，将清洗后的大豆纤维进行表面活化处理，得到活化后的大豆纤维；表面活化处理使用的是司盘80溶液，司盘80溶液的浓度为5％；表面活化处理时间为2h；

步骤3，以乳酸、柠檬烯与β-巯基乙醇作为基料，制备得到柠檬烯基酯化聚乳酸：

S1、称取乳酸与去离子水混合，超声分散均匀后，升温至155℃，减压使得水分完全挥发后，依次加入三苯基锡与琥珀酸，搅拌反应6h，得到羧基化聚乳酸；乳酸与去离子水的质量比为1:0.2，三苯基锡、琥珀酸与乳酸的质量比为0.01:0.1:1；

S2、以柠檬烯与β-巯基乙醇发生巯基-烯点击反应，得到柠檬烯基醇；称取柠檬烯与2-巯基乙醇共混至N,N-二甲基甲酰胺中，加入安息香双甲醚，充分混合后，在波长为365nm紫外光的作用下室温处理5h，依次经过氯仿或二氯甲烷洗涤和减压干燥处理，得到柠檬烯基醇；柠檬烯、安息香双甲醚、β-巯基乙醇与有机溶剂的质量比为1:0.02:0.5:2；

S3、称取端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇混合至N,N-二甲基甲酰胺中，在酸性催化剂条件下升温至125℃，搅拌反应2h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；端羧基聚乳酸、柠檬烯基醇与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.2:3，酸性催化剂与端羧基聚乳酸的质量比为1％。

步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的大豆纤维表面，得到芬芳抑菌大豆纤维；将柠檬烯基酯化聚乳酸溶于二氯甲烷中，超声均匀后，倒入预浸槽内，将活化后的大豆纤维以2m/min的速度经过预浸槽后，再经过干燥处理，使得二氯甲烷完全挥发后，得到芬芳抑菌大豆纤维；柠檬烯基酯化聚乳酸与二氯甲烷的质量比为1:5。

步骤5，将芬芳抑菌大豆纤维经过热压和成卷工艺，得到芬芳抑菌大豆纤维无纺布；热压的温度为90℃，成卷的速度为5m/min。

实施例2

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将玉米纤维先除杂后再置于纯水中超声清洗，超声清洗时间为2h，得到清洗后的玉米纤维；

步骤2，将清洗后的玉米纤维进行表面活化处理，得到活化后的玉米纤维；表面活化处理使用的是吐温80溶液，吐温80溶液的浓度为10％；表面活化处理时间为3h；

步骤3，以乳酸、柠檬烯与β-巯基乙醇作为基料，制备得到柠檬烯基酯化聚乳酸：

S1、称取乳酸与去离子水混合，超声分散均匀后，升温至175℃，减压使得水分完全挥发后，依次加入三苯基锡与琥珀酸，搅拌反应8h，得到羧基化聚乳酸；乳酸与去离子水的质量比为1:0.3，三苯基锡、琥珀酸与乳酸的质量比为0.02:0.2:1；

S2、以柠檬烯与β-巯基乙醇发生巯基-烯点击反应，得到柠檬烯基醇；称取柠檬烯与2-巯基乙醇共混至N,N-二甲基甲酰胺中，加入安息香双甲醚，充分混合后，在波长为365nm紫外光的作用下室温处理6h，依次经过氯仿或二氯甲烷洗涤和减压干燥处理，得到柠檬烯基醇；柠檬烯、安息香双甲醚、β-巯基乙醇与有机溶剂的质量比为1:0.04:0.6:3；

S3、称取端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇混合至N,N-二甲基甲酰胺中，在酸性催化剂条件下升温至130℃，搅拌反应3h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；端羧基聚乳酸、柠檬烯基醇与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.3:5，酸性催化剂与端羧基聚乳酸的质量比为2％。

步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的玉米纤维表面，得到芬芳抑菌玉米纤维；将柠檬烯基酯化聚乳酸溶于二氯甲烷中，超声均匀后，倒入预浸槽内，将活化后的玉米纤维以3m/min的速度经过预浸槽后，再经过干燥处理，使得二氯甲烷完全挥发后，得到芬芳抑菌玉米纤维；柠檬烯基酯化聚乳酸与二氯甲烷的质量比为1:8。

步骤5，将芬芳抑菌玉米纤维经过热压和成卷工艺，得到芬芳抑菌玉米纤维无纺布；热压的温度为100℃，成卷的速度为10m/min。

实施例3

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将花生纤维先除杂后再置于纯水中超声清洗，超声清洗时间为1h，得到清洗后的花生纤维；

步骤2，将清洗后的花生纤维进行表面活化处理，得到活化后的花生纤维；表面活化处理使用的是司盘80溶液，司盘80溶液的浓度为5％；表面活化处理时间为5h；

步骤3，以乳酸、柠檬烯与β-巯基乙醇作为基料，制备得到柠檬烯基酯化聚乳酸：

S1、称取乳酸与去离子水混合，超声分散均匀后，升温至180℃，减压使得水分完全挥发后，依次加入三苯基锡与琥珀酸，搅拌反应10h，得到羧基化聚乳酸；乳酸与去离子水的质量比为1:0.5，三苯基锡、琥珀酸与乳酸的质量比为0.04:0.3:1；

S2、以柠檬烯与β-巯基乙醇发生巯基-烯点击反应，得到柠檬烯基醇；称取柠檬烯与2-巯基乙醇共混至N,N-二甲基甲酰胺中，加入安息香双甲醚，充分混合后，在波长为365nm紫外光的作用下室温处理8h，依次经过氯仿或二氯甲烷洗涤和减压干燥处理，得到柠檬烯基醇；柠檬烯、安息香双甲醚、β-巯基乙醇与有机溶剂的质量比为1:0.06:0.7:4；

S3、称取端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇混合至N,N-二甲基甲酰胺中，在酸性催化剂条件下升温至135℃，搅拌反应5h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；端羧基聚乳酸、柠檬烯基醇与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.5:6，酸性催化剂与端羧基聚乳酸的质量比为4％。

步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的花生纤维表面，得到芬芳抑菌花生纤维；将柠檬烯基酯化聚乳酸溶于二氯甲烷中，超声均匀后，倒入预浸槽内，将活化后的花生纤维以5m/min的速度经过预浸槽后，再经过干燥处理，使得二氯甲烷完全挥发后，得到芬芳抑菌花生纤维；柠檬烯基酯化聚乳酸与二氯甲烷的质量比为1:10。

步骤5，将芬芳抑菌花生纤维经过热压和成卷工艺，得到芬芳抑菌花生纤维无纺布；热压的温度为120℃，成卷的速度为20m/min。

对照例

一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，与实施例2相同，区别在于：

将柠檬烯基酯化聚乳酸替换为普通的聚乳酸。

经过检测，实施例1～实施例3以及对照例中的无纺布的抑菌性、降解性和柔软度，抑菌性是根据GB/T 20994.2-2007检测，降解性是依据标准GB/T 19277.1-2011进行检测(温度(58±2)℃，湿度50％～55％，时间45天，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率)，柔软度依据GB/T 8942-2016检测。

结果如下表：

上述中，实施例1～3的抑菌率与生物降解率均表现较好，柔软度数值低于200mN，对标传统的卫生纸数值，说明柔软度较好，而对照例的高于300mN，柔软度表现不足。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将植物纤维进行清洗，得到清洗后的植物纤维；

步骤2，将清洗后的植物纤维进行表面活化处理，得到活化后的植物纤维；

步骤3，以乳酸、柠檬烯与β-巯基乙醇作为基料，制备得到柠檬烯基酯化聚乳酸；

步骤4，将柠檬烯基酯化聚乳酸熔融包覆于活化后的植物纤维表面，得到芬芳抑菌植物纤维；

步骤5，将芬芳抑菌植物纤维经过热压和成卷工艺，得到芬芳抑菌植物纤维无纺布；

所述步骤3的具体方法为：

S1、以乳酸作为基料，通过脱水环化后与琥珀酸进行反应，得到羧基化聚乳酸；

S2、以柠檬烯与β-巯基乙醇发生巯基-烯点击反应，得到柠檬烯基醇；

S3、使用端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇发生缩合反应，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；

所述S3中柠檬烯基酯化聚乳酸的制备方法为：

称取端羧基聚乳酸与柠檬烯基醇混合至N,N-二甲基甲酰胺中，在酸性催化剂条件下升温至125～135℃，搅拌反应2～5h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基酯化聚乳酸；端羧基聚乳酸、柠檬烯基醇与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.2～0.5:3～6，酸性催化剂与端羧基聚乳酸的质量比为1％～4％；

所述步骤4的方法为：

将柠檬烯基酯化聚乳酸溶于二氯甲烷中，超声均匀后，倒入预浸槽内，将活化后的植物纤维以2～5m/min的速度经过预浸槽后，再经过干燥处理，使得二氯甲烷完全挥发后，得到芬芳抑菌植物纤维；柠檬烯基酯化聚乳酸与二氯甲烷的质量比为1:5～10。

2.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，植物纤维包括大豆纤维、玉米纤维、花生纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，清洗是先除杂后再置于纯水中超声清洗，超声清洗时间为1～2h。

4.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，表面活化处理使用的是司盘80溶液或吐温80溶液，司盘80溶液或吐温80溶液的浓度为5％～10％；表面活化处理时间为2～5h。

5.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述S1中羧基化聚乳酸的制备方法为：

称取乳酸与去离子水混合，超声分散均匀后，升温至155～180℃，减压使得水分完全挥发后，依次加入三苯基锡与琥珀酸，搅拌反应6～10h，得到羧基化聚乳酸；乳酸与去离子水的质量比为1:0.2～0.5，三苯基锡、琥珀酸与乳酸的质量比为0.01～0.04:0.1～0.3:1。

6.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述S2中柠檬烯基醇的制备方法为：

称取柠檬烯与2-巯基乙醇共混至N,N-二甲基甲酰胺中，加入安息香双甲醚，充分混合后，在紫外光的作用下室温处理5～8h，依次经过洗涤和干燥处理，得到柠檬烯基醇；柠檬烯、安息香双甲醚、β-巯基乙醇与有机溶剂的质量比为1:0.02～0.06:0.5～0.7:2～4。

7.根据权利要求1所述的一种芬芳抑菌植物纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述洗涤是使用氯仿或二氯甲烷清洗，所述干燥是使用减压干燥的方法。