CN114540978B

CN114540978B - 一种含芹菜素、木犀草素、大豆甙元的es大生物纤维

Info

Publication number: CN114540978B
Application number: CN202210216733.3A
Authority: CN
Inventors: 黄效华; 朱美芳; 伏广伟; 蔡强; 池姗; 刘健; 甄丽; 郑天勇
Original assignee: Qingdao Baicao New Material Co ltd; Zhongke Textile Research Institute Qingdao Co ltd; Bestee Material Tsingtao Co Ltd
Current assignee: Qingdao Baicao New Material Co ltd; Zhongke Textile Research Institute Qingdao Co ltd; Bestee Material Tsingtao Co Ltd
Priority date: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2042-03-07
Also published as: CN114540978A

Abstract

本发明涉及一种含黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元的ES大生物纤维。本发明的含黄酮类化合物的ES大生物纤维具有抗菌性能优异、耐洗涤、力学性能突出等优点，符合现代社会对于织物抗菌、舒适、耐用的要求，具有良好应用前景。

Description

一种含芹菜素、木犀草素、大豆甙元的ES大生物纤维

技术领域

本发明涉及纺织领域，具体而言，本发明涉及ES纤维技术领域，特别是涉及一种含黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元的ES大生物纤维。本发明还涉及所述纤维的制备方法。

背景技术

ES纤维是一种由日本Chisso公司开发热粘合型复合聚烯烃系纤维。ES纤维具有双组分皮芯结构，经过热处理后，在一定加热温度下表层熔融而芯层不熔，表面材料在纤维的交叉点上熔融粘着，冷却后非交叉点的纤维仍保持原来的状态，形成一种“点状粘合”的形式，具有热收缩率小的特征。该纤维适合用作热风穿透工艺生产卫生材料、保暖填充材料、过滤材料等产品。由于ES本身优异的应用性能、广泛的加工工艺适合性及与其他天然纤维混合加工的功能性，使ES纤维具有广阔的前景。

大生物纤维是近年来新兴起的概念，是指经过生物活性分子进行改性，由此生产出的具有生物功能的活性纤维。生物活性分子的引入可为纤维带来各种性能，随着人们对ES纤维的抗菌性、舒适度、透气性等提出更高的要求，大生物ES纤维成为研究的热点。

发明专利CN202010192233.1报道了一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法，该种ES纤维中艾草提取物含量为0.1～5％，其制备方法包括将艾草提取物与多孔材料混合制备含艾草提取物功能改性剂，然后掺杂至皮层材料中，与芯层材料一起复合纺丝和后处理，得到ES纤维。发明专利CN20201147344.9对此进行改进，在制备含艾草提取物功能改性剂时同时添加了阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺。

发明专利CN202010919472.2报道了一种含植物功能性多孔分子巢的ES纤维及其制备方法和应用，将植物提取物通过偶联剂连接到多孔分子巢上，再将该多孔分子巢掺杂至壳层材料和芯层材料中，共挤出得到ES纤维。所述多孔纳米材料为TiO₂、SiO₂微球、气凝胶、蒙脱土、沸石粉等，所述植物提取物例如可以是绿茶提取物、肉桂提取物、侧柏提取物等。

发明专利CN202010192253.9、CN202010303578.X、CN202011196389.3等中也公开了多种ES大生物纤维，采用不同的植物提取物作为生物活性分子。

然而，现有技术的ES大生物纤维存在以下缺点：一是均使用了植物提取物混合物，但是植物提取物混合物中一般含有的活性成分较多、杂质种类复杂，整体纯度较低，直接使用的话导致ES纤维的性能不可控，甚至有劣化的风险；二是植物提取物负载于多孔材料时，通常采用直接混合或者使用偶联剂连接，前者负载量低，后者引入了更多的杂质；三是多孔材料多为无机材料，与ES纤维本身存在一定的相容性问题。

因此，有必要研究更多的功能性ES大生物纤维以及获得所述ES大生物纤维的方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种含黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元的ES大生物纤维，本发明还提供了所述ES大生物纤维的制备方法。

本发明的一个方面在于提供一种含黄酮类化合物的ES纤维，所述ES纤维由皮层材料和芯层材料制成，所述皮层材料中含有0.9～5％的负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，其中，所述介孔二氧化硅经由等离子体改性。

黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳链相互连接而成的一类化合物。黄酮类化合物通常具有抗肿瘤、抗氧化、防治心血管疾病、抗菌、抗病毒等多方面的作用。

芹菜素(Apigenin)是一种黄酮类化合物，广泛存在于一些蔬菜、水果、植物源性饮料、调味品及一些药用植物中，尤以芹菜中含量最高，其结构如下：

芹菜素具有抗肿瘤、抗氧化、降糖、防治心血管疾病等药理活性，特别是还具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗寄生虫等作用。CN202010204678.7报道了一种新型抗紫外纤维及其制备方法，将芹菜素、伯胺衍生物、多聚甲醛、2,4～二羟基二苯甲酮衍生物、酸酐与纤维素作为原料，反应制得改性纤维，具有抗菌、抗紫外的优点。但此种方法只在纤维表面改性，效果较差且应用领域受限。

木犀草素(Luteolin)，属于黄酮类化合物，从豆科植物落花生果实的外壳或唇形科植物筋骨草提取，其结构如下：

木犀草素具有抗菌、抗炎、解痉、祛痰、抗肿瘤、抑酶和抗氧化、利尿利胆等作用。CN201410464267.6报道了一种防紫外线的人造革，在面层中加入包含欧白芷精油、绿原酸、异绿原酸、木犀草素、氯化钠的抗菌剂。

大豆甙元(Daidzein)亦称大豆异黄酮，属于黄酮类化合物，结构上为异黄酮的一种，可从大豆、葛根等植物中提取，是大豆、葛根的主要有效成分之一，其结构如下：

大豆甙元具有抗菌、抗肿瘤、免疫增强、防治心血管疾病等多方面的作用。

本发明将黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元负载于改性的介孔二氧化硅中，介孔二氧化硅具有丰富的孔隙结构，能够将黄酮类化合物吸附于其孔隙中，在熔融制备ES纤维的过程中可起到保护活性分子的作用，并且在纤维使用过程中固定和保护所述黄酮类化合物。本发明的介质放电等离子改性能够深入介孔二氧化硅的孔隙内部，改性后介孔二氧化硅对于所述黄酮类化合物的吸附能力和容量得到提升，有助于提高黄酮类化合物的负载量并增加含黄酮类化合物的ES大生物纤维的耐久性和耐洗涤性。此外，改性后的介孔二氧化硅与聚乙烯(PE)的相容性提高，ES纤维的力学性能也同时得到改善。

在一个实施方案中，所述黄酮类化合物选自黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮醇类、异黄酮类、二氢异黄酮类中的至少一种。优选的，所述黄酮类化合物选自芹菜素、木犀草素、大豆甙元中的至少一种。

在一个实施方案中，所述皮层材料包含聚乙烯(PE)、抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，其质量比为：100：0.5～3：1～5：1～5。

在一个实施方案中，皮层材料中负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅的含量优选为1.5～5％，更优选2.5～5％。本发明中，负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅的含量过高时，可能会导致ES纤维毛丝增加、可纺性下降，严重时还可能发生颗粒团聚并导致纤维表面产生不平。

在一个实施方案中，所述负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅中，黄酮类化合物的负载量为15～50％，优选25～35％，更优选30～35％。本发明中，所述负载量在没有其他说明的情况下，是指负载的黄酮类化合物相对于改性的介孔二氧化硅的质量比。

在一个实施方案中，皮层材料中黄酮类化合物的含量为0.4～2.5％，优选0.6～1.5％，更优选0.6～1.2％，还优选0.8～1.0％。过低的黄酮类化合物含量将导致抑菌性能不足，但黄酮类化合物含量也不必太高，过多的黄酮类化合物对于抑菌性能的进一步提高并没有帮助。

优选的，所述改性的介孔二氧化硅是对介孔二氧化硅用介质阻挡放电等离子体进行改性。用以产生等离子体的功能性气体包括氨气与二氧化碳体积比为1：0.5～3的混合气体，优选的，所述体积比为1：1～1.5。

在一个实施方案中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的一种或更多种。优选的，选自2,6-二叔丁基对苯甲酚(BHT)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(抗氧剂330)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。

在一个实施方案中，所述弹性体选自聚烯烃(POE)弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)中的至少一种。

在一个实施方案中，聚乙烯(PE)、抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅的质量比为100：0.5～2：2～4：3～5，优选100：0.5～2：2～4：3，或者100：0.5～2：2～4：4，或者100：0.5～2：2～4：5。

优选的，所述皮层材料还可以添加其他助剂，如分散剂、稳定剂等。所述芯层材料选自聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。优选的，所述芯层材料还可以添加其他助剂，如抗氧剂、弹性体、稳定剂等。

在一个实施方案中，皮层材料和芯层材料的质量比为1：1～3，优选1：2.5～3。

本发明的另一个方面在于提供一种含黄酮类化合物的ES纤维的制备方法，包括：

步骤1：使用介质阻挡放电等离子体对介孔二氧化硅进行改性，制得改性介孔二氧化硅；

步骤2：将黄酮类化合物分散于溶剂中制得黄酮类化合物悬浊液；

步骤3：将改性介孔二氧化硅、黄酮类化合物悬浊液于搅拌器中加热搅拌混合、静置，过滤、烘干、研磨，得到负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅；

步骤4：将聚乙烯(PE)切片、抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅混合制成皮层材料；

步骤5：将皮层材料和芯层材料一起制成ES纤维。

在一个实施方案中，步骤1包括：在具有两个不锈钢电极的等离子体处理装置中，将石英反应器腔体放置在两个不锈钢电极之间；将介孔二氧化硅均匀铺展在反应器的底部成薄层，通入功能性气体，采用介质阻挡放电的方式，在石英反应器腔体内放电产生等离子体，处理介孔二氧化硅，得到改性介孔二氧化硅。

优选的，所述功能性气体包括氨气与二氧化碳体积比为1：0.5～3的混合气体，优选的，所述体积比为1：1～1.5。

优选的，所述介质阻挡放电时，等离子体处理装置的处理电压为30～50kV、频率为10～15kHz、输出功率为120～140W。

优选的，处理时间为30～60min。

在一个实施方案中，步骤2中，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮中的一种或一种以上。优选的，所述溶剂选自甲醇、乙醇、甲醇/水混合溶剂、乙醇/水混合溶剂。

所述黄酮类化合物悬浊液中黄酮类化合物的浓度为5～25％，优选为10～20％，更优选15～20％。

在一个实施方案中，步骤3包括：将改性介孔二氧化硅、黄酮类化合物悬浊液加入到搅拌器中加热搅拌4～12h，再静置1～4h，过滤收集固体，冲洗掉表面附着的黄酮类化合物，烘干、研磨，得到负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅。

优选的，改性介孔二氧化硅与黄酮类化合物悬浊液的用量比为使得改性介孔二氧化硅与黄酮类化合物的质量比为1：0.8～3，优选1：1～2.5，更优选1：1.5～2。

所制得的负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅中，黄酮类化合物的负载量为15～50％，优选25～35％，更优选30～35％。

在一个实施方案中，步骤4包括：向聚乙烯(PE)切片中加入抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料。

优选的，所述皮层材料还可以添加其他助剂，如分散剂、稳定剂等。

优选的，聚乙烯(PE)、抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅的质量比为100：0.5～3：1～5：1～5，优选为100：0.5～2：2～4：3～5，更优选100：0.5～2：2～4：3，或者100：0.5～2：2～4：4，或者100：0.5～2：2～4：5。

在一个实施方案中，皮层材料中负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅的含量为0.9～5％，优选为1.5～5％，更优选2.5～5％。

在一个实施方案中，皮层材料中黄酮类化合物的含量为0.4～2.5％，优选0.6～1.5％，更优选0.6～1.2％，还优选0.8～1.0％。

在一个实施方案中，步骤5包括：将皮层材料和芯层材料混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含黄酮类化合物的ES纤维。

优选的，所述芯层材料包含聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。优选的，所述芯层材料还可以添加其他助剂，如抗氧剂、弹性体、稳定剂等。

优选的，皮层材料和芯层材料的质量比为1：1～3，优选2.5～3。

本发明中，所述份数在未有其他说明的情况下，均指质量份。

有益效果：

本发明提供了一种含黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元的ES大生物纤维及其制备方法。有别于现有技术中ES大生物纤维，本发明将黄酮类化合物负载于介质放电等离子体改性的介孔二氧化硅中。直接使用黄酮类化合物本身而非提取物，能够减少杂质和非必要成分引入到ES纤维中，从而提高ES纤维的性能。介质放电等离子体改性能够深入介孔二氧化硅的孔隙内部，特定的功能性气体改性契合黄酮类化合物的结构特点，使得能够大大提高介孔二氧化硅对黄酮类化合物的负载和结合能力，在将其掺杂于ES纤维的皮层材料并制成ES纤维后，获得了突出的抗菌性能以及优异的耐久性特别是耐洗涤性能，在多次洗涤后抗菌性能下降很少。同时，所述改性还有助于提高二氧化硅与PE的相容性，提高ES纤维的力学性能，进一步改善其断裂伸长率和断裂强度。总之，本发明的ES大生物纤维很好地解决了在ES纤维中引入生物活性分子的目的，实现了对ES纤维的改性，具有良好应用前景。

附图说明

图1为介质阻挡放电等离子体处理装置示意图；

图2为实施例1步骤1所制得的改性介孔二氧化硅。

具体实施方式

以下将对发明的优选实例进行详细描述。所举实例是为了更好地对发明内容进行陈述，并不是发明内容仅限于实例。根据发明内容对实施方案的非本质的改进和调整，仍属于发明范畴。

实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道购买得到的常规产品。

实施例1：

步骤1：在具有两个不锈钢电极的等离子体处理装置中，将石英反应器腔体放置在两个不锈钢电极之间，使电极之间的距离为10毫米；将介孔二氧化硅均匀铺展在反应器的底部成薄层，通入氨气/二氧化碳体积比1:1的混合气体，采用介质阻挡放电的方式，用高压发生器产生40千伏的电压、10千赫兹的高频，输出功率为120W的条件下，在石英反应器腔体内放电产生等离子体，处理介孔二氧化硅40min，得到改性介孔二氧化硅；

步骤2：将2份芹菜素加入到8份乙醇中，超声分散制得20％浓度的芹菜素悬浊液；

步骤3：将1份步骤1的改性介孔二氧化硅、10份步骤2的芹菜素悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的芹菜素，烘干、研磨，得到负载有芹菜素的介孔二氧化硅；经检测，芹菜素的负载量为33.4％；

步骤4：向PE(熔点为120～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有芹菜素的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，芹菜素的含量约为0.94％。

步骤5：将皮层材料和PP(熔点为160～170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含芹菜素的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

实施例2：

与实施例1相同，区别在于：步骤4中PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：5；所得到的皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为4.6％，芹菜素的含量约为1.53％。

实施例3：

步骤2：将1.5份芹菜素加入到8.5份乙醇中，超声分散制得15％浓度的芹菜素悬浊液；

步骤3：将1份步骤1的改性介孔二氧化硅、10份步骤2的芹菜素悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的芹菜素，烘干、研磨，得到负载有芹菜素的介孔二氧化硅；经检测，芹菜素的负载量为24.5％；

步骤4：向PE(熔点为125～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有芹菜素的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，芹菜素的含量约为0.69％。

步骤5：将皮层材料和PP(熔点为165～170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含芹菜素的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

实施例4：

步骤2：将2份木犀草素加入到8份乙醇中，超声分散制得20％浓度的木犀草素悬浊液；

步骤3：将1份步骤1的改性介孔二氧化硅、10份步骤2的木犀草素悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的木犀草素，烘干、研磨，得到负载有木犀草素的介孔二氧化硅；经检测，木犀草素的负载量为34.8％；

步骤4：向PE(熔点为120～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有木犀草素的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有木犀草素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有木犀草素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，木犀草素的含量约为0.97％。

步骤5：将皮层材料和PP(熔点为160～170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含木犀草素的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

实施例5：

步骤2：将2份大豆甙元加入到8份乙醇中，超声分散制得20％浓度的大豆甙元悬浊液；

步骤3：将1份步骤1的改性介孔二氧化硅、10份步骤2的大豆甙元悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的大豆甙元，烘干、研磨，得到负载有大豆甙元的介孔二氧化硅；经检测，大豆甙元的负载量为31.7％；

步骤4：向PE(熔点为120～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有大豆甙元的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有大豆甙元的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有大豆甙元的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，大豆甙元的含量约为0.89％。

步骤5：将皮层材料和PP(熔点为160～170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含大豆甙元的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

对比例1：

步骤1：将2份芹菜素加入到8份乙醇中，超声分散制得20％浓度的芹菜素悬浊液；

步骤2：将1份的介孔二氧化硅、10份步骤2的芹菜素悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的芹菜素，烘干、研磨，得到负载有芹菜素的介孔二氧化硅；经检测，芹菜素的负载量为13.5％；

步骤3：向PE(熔点为125～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有芹菜素的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，芹菜素的含量约为0.38％。

步骤4：将皮层材料和PP(熔点为165～170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含芹菜素的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

对比例2：

步骤1：在具有两个不锈钢电极的等离子体处理装置中，将石英反应器腔体放置在两个不锈钢电极之间，使电极之间的距离为10毫米；将介孔二氧化硅均匀铺展在反应器的底部成薄层，通入空气，采用介质阻挡放电的方式，用高压发生器产生40千伏的电压、10千赫兹的高频，输出功率为120W的条件下，在石英反应器腔体内放电产生等离子体，处理介孔二氧化硅40min，得到改性介孔二氧化硅；

步骤3：将1份步骤1的改性介孔二氧化硅、10份步骤2的芹菜素悬浊液加入到搅拌器中，升温至回流，搅拌6h，自然冷却后静置2h，过滤收集固体，用乙醇冲洗掉表面附着的芹菜素，烘干、研磨，得到负载有芹菜素的介孔二氧化硅；经检测，芹菜素的负载量为17.6％；

步骤4：向PE(熔点为125～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS、负载有芹菜素的介孔二氧化硅，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：3，皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，芹菜素的含量约为0.49％。

对比例3：

与对比例2相同，区别仅在于步骤1中用氧气代替空气，以得到改性介孔二氧化硅；此时，步骤3中芹菜素的负载量为22.1％；步骤4中制得的皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为2.8％，芹菜素的含量约为0.62％。

对比例4：

步骤1：向PE(熔点为125～130℃的LDPE)切片中加入抗氧剂1010、弹性体SBS，用双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料；其中，PE、抗氧剂、弹性体的质量比为：100：1：3。

步骤2：将皮层材料和PP(熔点为165-170℃)切片混合，在纺丝机中熔融混炼，经螺杆挤出机、熔体过滤器、纺丝箱体及组件，制备得到初生纤维；将制得的初生纤维经过二级热牵伸、热定型后得到含介孔二氧化硅的ES纤维；其中，皮层材料与PP切片的质量比为1:2.5，牵伸倍数为5.0。

对比例5：

与实施例1相同，区别在于：步骤4中PE、抗氧剂、弹性体、负载有芹菜素的介孔二氧化硅的质量比为：100：1：3：6，皮层材料中，负载有芹菜素的介孔二氧化硅的含量约为5.5％，芹菜素的含量约为1.8％。

取实施例1～3和对比例1～5所制备的ES纤维经ES纤维纺布生产线制成ES纤维面料，并对所制备的ES纤维面料进行性能检测。

测试1：抑菌率

按照GB/T 20944.2～2007测试各ES纤维面料的抑菌率，以及其经100次标准洗涤(GB/T 8629～2017)后的抑菌率。结果如下表1所示。

表1：ES纤维的抑菌率

从上述结果可以看出，在将负载有黄酮类化合物例如芹菜素、木犀草素、大豆甙元的介孔二氧化硅掺杂至ES纤维中后，ES纤维获得了优异抗菌性，在多次洗涤后，抗菌效果保持良好，说明这些黄酮类化合物牢固结合于介孔二氧化硅上，耐洗涤性能突出。当ES纤维皮层材料中黄酮类化合物的含量达到0.6～1％左右时，已具备较佳的抗菌性能，继续增加其含量，对于抗菌性的提高有限。与本发明不同的是，对比例1中，由于介孔二氧化硅未经任何改性，不能很好的吸附和固定黄酮类化合物如芹菜素，ES纤维中芹菜素含量较低且容易在洗涤过程中损失，导致多次洗涤后抗菌性能下降明显。对比例2～3的介孔二氧化硅虽然经由空气或氧气作为介质的等离子体改性，但空气或氧气对于介孔二氧化硅的改性并不适合黄酮类化合物，芹菜素的负载量和ES纤维的耐洗涤性能相较于氨气/二氧化碳改性而言有较为明显的劣化。

测试2：力学性能测试

按照GB/T 14344～2008测试各ES纤维面料的断裂强度及断裂伸长率，结果如下表2所示。

表2：ES纤维的力学性能

项目	牵引倍数	断裂伸长率/％	断裂强度/(cN/dtex)	可纺性
					实施例1	5	86.2	3.89	优
实施例2	5	90.6	4.02	优
					实施例4	5	85.7	3.83	优
实施例5	5	85.4	3.79	优
					对比例1	5	75.9	3.59	优
对比例2	5	80.2	3.74	优
					对比例3	5	81.6	3.69	优
对比例4	5	66.3	3.31	优
					对比例5	5	93.2	4.18	毛丝多

从上述结果可以看出，与对比例4的未掺杂ES纤维相比，在将负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅掺杂至ES纤维后，本发明ES纤维的断裂伸长率和断裂强度均有明显改善，且与对比例1～3相比，改善程度有明显提高，表明本发明的ES纤维中，改性介孔二氧化硅与PE相容性更好，对比例1的未改性二氧化硅以及对比例2～3的空气或氧气作为介质的等离子体改性介孔二氧化硅与PE的相容性相对较差。此外，如果改性介孔二氧化硅的掺杂量过高(对比例5)，将出现毛丝增加、可纺性下降的问题，同时，纤维表面由于颗粒团聚而产生不平现象。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种含黄酮类化合物的ES纤维，所述ES纤维由皮层材料和芯层材料制成，所述皮层材料中含有0.9～5％的负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，其中，所述介孔二氧化硅经由等离子体改性；所述改性的介孔二氧化硅是对介孔二氧化硅用介质阻挡放电等离子体进行改性，改性步骤包括：在具有两个不锈钢电极的等离子体处理装置中，将石英反应器腔体放置在两个不锈钢电极之间；将介孔二氧化硅均匀铺展在反应器的底部成薄层，通入功能性气体，采用介质阻挡放电的方式，在石英反应器腔体内放电产生等离子体，处理介孔二氧化硅，得到改性介孔二氧化硅；所述功能性气体包括氨气与二氧化碳体积比为1：1的混合气体；

所述负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅中黄酮类化合物的负载量为25～35％；

所述皮层材料包含聚乙烯(PE)、抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，其质量比为：100：0.5～3：1～5：1～5；

所述黄酮类化合物选自芹菜素、木犀草素、大豆甙元中的至少一种。

2.一种根据权利要求1所述的含黄酮类化合物的ES纤维的制备方法，包括：

步骤5：将皮层材料和芯层材料一起制成ES纤维。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1包括：在具有两个不锈钢电极的等离子体处理装置中，将石英反应器腔体放置在两个不锈钢电极之间；将介孔二氧化硅均匀铺展在反应器的底部成薄层，通入功能性气体，采用介质阻挡放电的方式，在石英反应器腔体内放电产生等离子体，处理介孔二氧化硅，得到改性介孔二氧化硅。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮中的一种以上；所述黄酮类化合物悬浊液中黄酮类化合物的浓度为5～25％。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3包括：将改性介孔二氧化硅、黄酮类化合物悬浊液加入到搅拌器中加热搅拌4～12h，再静置1～4h，过滤收集固体，冲洗掉表面附着的黄酮类化合物，烘干、研磨，得到负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4包括：向聚乙烯(PE)切片中加入抗氧剂、弹性体、负载有黄酮类化合物的介孔二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融挤出、水冷、切粒、干燥后得到皮层材料。