CN114622436B - 环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：a、配制浆料组分，按质量份取40‑60份的阔叶木浆、10‑20份的聚乙烯醇纤维、30‑50份的针叶木浆、10‑20份的纤维素纤维；b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，再向浆料中加入占浆料重量份1‑5％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1500‑2000转的转速进行疏散10‑20分钟；c、对疏解后的浆料进行抄造形成透析纸成品。本发明制备的透析纸拥有较好的机械性能，而且可降解，具有高阻菌和高透气性。

Description

环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法
技术领域
本发明涉及透析纸制备技术领域，特别是一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法。
背景技术
透析功能纸袋采用高温灭菌技术时，在高温蒸汽长时间渗透作用下，纤维自身强度和纤维间结合力会被不同程度破坏，可能造成纤维搭建形成的三维网络结构的塌溃，影响灭菌后的透析纸袋包装强度。另外为了医疗器械及医护用品在运输和保存过程中的安全，透析功能纸亦需要较高的物理强度，以防止包装袋穿刺破裂，所以透析功能纸需要很高的干湿物理强度。但目前国内产品所用的纤维素纤维自身强度较差，并且纤维间结合主要是依靠氢键作用力，而蒸汽灭菌及潮湿储存环境极易削弱氢键作用力，使得纸页的强度受到影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法。本发明制备的透析纸拥有较好的机械性能，而且可降解，具有高阻菌和高透气性。
本发明的技术方案：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取40-60份的阔叶木浆、10-20份的聚乙烯醇纤维、30-50份的针叶木浆、10-20份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，再向浆料中加入占浆料重量份1-5％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1500-2000转的转速进行疏散10-20分钟；
c、对疏解后的浆料进行抄造形成透析纸成品。
上述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，步骤a中，所述浆料组分包括50份的阔叶木浆、15份的聚乙烯醇纤维、40份针叶木浆和15份的纤维素纤维。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，步骤b中，所述打浆机的打浆时间为30-60分钟，打浆度为30-35°SR。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，室温下，按质量份将5-10份的壳聚糖加入到20-40份的N,N二甲基甲酰胺和20-40份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入5-10份的的马来酸酐，最后搅拌12-15h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，步骤c中，将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品；所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为60％～80％，所述湿强剂的质量百分比为10％～20％，所述助留剂的质量百分比为10％～20％。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，所述施胶液中中性胶AKD的质量百分比为70％，所述湿强剂的质量百分比为15％，所述助留剂的质量百分比为15％。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺。
前述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，所述施胶液表面施胶的施胶量为10-15g/m2。
与现有技术相比，本发明以可生物降解且环保的阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维作为原料，通过优化各组分的配比，实现纤维粗细搭配，从纤维网络层面构建透析纸合理的孔隙结构，控制孔径大小和分布范围，从最基本的原料配方上保证高性能透析功能纸需要的透气性。本发明利用改性壳聚糖分子中的伯氨基与纤维素纤维的醛基形成Schiff碱结构和发生酯化反应增加湿强度；另外又可以通过改性壳聚糖分子上仲氨基的强正电性穿透细菌的阴电性细胞膜和羧基与细菌细胞内Ca2+、Mg2+等金属离子(细胞新陈代谢过程中的酶催化剂)的螯合作用起到抑菌和杀菌效果，用于透析功能纸则可提高其阻菌性能，同时本发明的组分中的聚乙烯醇纤维在用于纸张表面增强剂时不会影响湿部化学体系的稳定性，并且可大幅提高纸张的表面强度、耐水性、抗张强度和耐折度等机械性能，有助于提高高性能透析功能纸的物理强度。此外，本发明的施胶液在中性或碱性条件下，中性胶AKD可以直接与纤维素纤维上的活泼－OH基团反应生成牢固的β-酮脂型共价键，大大增强了纸样抗水效果，同时有效阻止了细菌透过，使其具有良好的抗菌性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取45份的阔叶木浆、18份的聚乙烯醇纤维、45份的针叶木浆和12份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，其中打浆机的打浆时间为50分钟，打浆度为30°SR。本实施中以实验室中的ZQS2-23L型打浆机进行打浆，在工业上可以根据实际需要进行选择；再向浆料中加入占浆料重量份5％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1600转的转速进行疏散12分钟；所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得，本实施例中，室温下，按质量份将8份的壳聚糖加入到25份的N,N二甲基甲酰胺和30份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入8份的的马来酸酐，最后搅拌12h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
c、将疏解后的浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品。所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为60％，所述湿强剂的质量百分比为25％，所述助留剂的质量百分比为15％，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％，可通过市售获得，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺，可通过市售获得，所述施胶液表面施胶的施胶量为12g/m2。
实施例2：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取55份的阔叶木浆、20份的聚乙烯醇纤维、35份的针叶木浆、15份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，其中打浆机的打浆时间为30分钟，打浆度为35°SR。本实施中以实验室中的ZQS2-23L型打浆机进行打浆，在工业上可以根据实际需要进行选择。再向浆料中加入占浆料重量份2％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1800转的转速进行疏散18分钟；所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得，本实施例中，室温下，按质量份将5份的壳聚糖加入到20份的N,N二甲基甲酰胺和25份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入10份的的马来酸酐，最后搅拌15h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
c、将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品。所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为75％，固含量＞15％，所述湿强剂的质量百分比为10％，所述助留剂的质量百分比为15％，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺，所述施胶液表面施胶的施胶量为15g/m2。
实施例3：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取50份的阔叶木浆、15份的聚乙烯醇纤维、40份的针叶木浆、15份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，其中打浆机的打浆时间为45分钟，打浆度为33°SR。本实施中以实验室中的ZQS2-23L型打浆机进行打浆，在工业上可以根据实际需要进行选择；再向浆料中加入占浆料重量份3％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1800转的转速进行疏散15分钟；所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得，本实施例中，室温下，按质量份将8份的壳聚糖加入到30份的N,N二甲基甲酰胺和30份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入7份的的马来酸酐，最后搅拌14h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
c、将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品。所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为70％，固含量＞15％，所述湿强剂的质量百分比为15％，所述助留剂的质量百分比为15％，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺，所述施胶液表面施胶的施胶量为15g/m2。
实施例4：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取55份的阔叶木浆、18份的聚乙烯醇纤维、35份的针叶木浆、12份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，其中打浆机的打浆时间为40分钟，打浆度为30°SR。本实施中以实验室中的ZQS2-23L型打浆机进行打浆，在工业上可以根据实际需要进行选择；再向浆料中加入占浆料重量份1％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以2000转的转速进行疏散12分钟；所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得，本实施例中，室温下，按质量份将10份的壳聚糖加入到40份的N,N二甲基甲酰胺和20份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入5份的的马来酸酐，最后搅拌15h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
c、将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品。所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为80％，固含量＞15％，所述湿强剂的质量百分比为15％，所述助留剂的质量百分比为5％，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺，所述施胶液表面施胶的施胶量为10g/m2。
实施例5：一种环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取50份的阔叶木浆、13份的聚乙烯醇纤维、36份的针叶木浆、14份的纤维素纤维；
b、将纤维素纤维、纤维素丝光化纤维、粘胶纤维和聚乳酸纤维放入打浆机中打浆制得浆料，其中打浆机的打浆时间为60分钟，打浆度为35°SR。本实施中以实验室中的ZQS2-23L型打浆机进行打浆，在工业上可以根据实际需要进行选择；再向浆料中加入占浆料重量份3％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以2000转的转速进行疏散15分钟；所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得，本实施例中，室温下，按质量份将10份的壳聚糖加入到20份的N,N二甲基甲酰胺和20份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入10份的的马来酸酐，最后搅拌13h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
c、将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品。所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为70％，固含量＞15％，所述湿强剂的质量百分比为10％，所述助留剂的质量百分比为20％，所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺，所述施胶液表面施胶的施胶量为12g/m2。
对比例：市售国产透析纸。
透析纸的阻菌性测试
菌种培养：相同条件下配置多个培养基，用于培养枯草杆菌，将培养好的菌种稀释到107cfu/ml，将实施例1-5制得透析纸和对比例的透析纸裁成变成为5cm的正方形，灭菌备用。将灭菌样品转移至无菌平皿，取107cfu/ml的枯草杆菌菌悬液5滴，每滴0.1ml，均匀滴在样品外表面，互不接触，在温度20-25℃，相对湿度40-50％条件下干燥6-16h。干燥完成后将染菌样片的内表面完全平铺于营养琼脂培养基表面，5s-6s后将样片丢弃；营养琼脂培养基于37℃培养，然后在24h和15天两个时间节点来观察细菌生长情况，在阻菌性纸样检测记录表中记录下所生长的细菌数，结果如下表所示：
枯草杆菌数/个(24h) 枯草杆菌数/个(15D)
实施例1 0 403
实施例2 0 423
实施例3 0 395
实施例4 0 415
实施例5 0 426
对比例 115 3356
表1
从表1可以看出，本发明制备的透析纸具有较好的阻菌性能，在24h小时能可以实现完全阻菌的效果，而对比例中会有枯草杆菌数的生成。在15天的时间节点上，本发明制备的透析纸的枯草杆菌个数远远的小于对比例中常规的透析纸，这进一步的说明了本发明具有良好的阻菌性，其中实施例3中工艺参数可以实现最优的技术效果。
进一步地，申请人以异丙醇(IPA)作湿润剂，通过孔径仪，采用泡点法进行检测本发明实施例1-5和对比例中透析纸的孔隙结构，其结果如下表2所示：
Figure BDA0003614265960000091
Figure BDA0003614265960000101
表2
从表2可以看出，本发明以可生物降解且环保的阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维作为原料，通过优化各组分的配比，实现纤维粗细搭配，从纤维网络层面构建透析纸合理的孔隙结构，控制孔径大小和分布范围，从最基本的原料配方上保证高性能透析功能纸需要的透气性。
再进一步地，申请人对实施例1-5和对比例中透析纸的机械性能进行了测试，机械性能包括抗张强度、撕裂度、干耐破指数和湿耐破指数，其中抗张强度的测定采用四川长江造纸仪器有限公司的DCP－KZ300A(R)型电脑测控，抗张试验机参考国家标准GB/T 453-1989进行，并换算成抗张指数；撕裂度的测定采用四川长江造纸仪器有限公司的DCP－SLY16k型电脑测控撕裂度仪参考国家标准GB/T455-2002进行，并换算成撕裂指数；干耐破指数和湿耐破指数的测定采用国际标准ISO《纸板耐破度的测定法》，其结果如表3所示：
Figure BDA0003614265960000102
Figure BDA0003614265960000111
表3
从表3可以看出，本发明制备的透析纸具有较好的机械性能，在抗张指数、撕裂指数、干耐破指数和湿耐破指数上均相比对比例提高了一倍左右，而且干耐破指数和湿耐破指数已经达到国外生产的透析纸的性能标准(国外透析纸的干耐破指数可达4.5kPa·m2/g以上，湿耐破指数可达1.8kPa·m2/g)，达到了国际领先水平，具有良好的竞争力。
综上所述，本发明以可生物降解且环保的阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维作为原料，通过优化各组分的配比，实现纤维粗细搭配，从纤维网络层面构建透析纸合理的孔隙结构，控制孔径大小和分布范围，从最基本的原料配方上保证高性能透析功能纸需要的透气性。本发明利用改性壳聚糖分子中的伯氨基与纤维素纤维的醛基形成Schiff碱结构和发生酯化反应增加湿强度；另外又可以通过改性壳聚糖分子上仲氨基的强正电性穿透细菌的阴电性细胞膜和羧基与细菌细胞内Ca2+、Mg2+等金属离子(细胞新陈代谢过程中的酶催化剂)的螯合作用起到抑菌和杀菌效果，用于透析功能纸则可提高其阻菌性能，同时本发明的组分中的聚乙烯醇纤维在用于纸张表面增强剂时不会影响湿部化学体系的稳定性，并且可大幅提高纸张的表面强度、耐水性、抗张强度和耐折度等机械性能，有助于提高高性能透析功能纸的物理强度。此外，本发明的施胶液在中性或碱性条件下，中性胶AKD可以直接与纤维素纤维上的活泼－OH基团反应生成牢固的β-酮脂型共价键，大大增强了纸样抗水效果，同时有效阻止了细菌透过，使其具有良好的抗菌性。

Claims (8)

1.环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、配制浆料组分，按质量份取40-60份的阔叶木浆、10-20份的聚乙烯醇纤维、30-50份的针叶木浆、10-20份的纤维素纤维；
b、将阔叶木浆、聚乙烯醇纤维、针叶木浆和纤维素纤维放入打浆机中打浆制得浆料，再向浆料中加入占浆料重量份1-5％的改性壳聚糖，然后在疏解机中，以1500-2000转的转速进行疏散10-20分钟；
c、对疏解后的浆料进行抄造形成透析纸成品；
所述改性壳聚糖是利用马来酸酐在均相条件下与壳聚糖发生N-酰化反应制得；
室温下，按质量份将5-10份的壳聚糖加入到20-40份的N,N二甲基甲酰胺和20-40份的无水乙醇的混合物中，搅拌使得壳聚糖溶解，然后再向混合物中加入5-10份的马来酸酐，最后搅拌12-15h后过滤得到的胶状产物，对胶状产物进行洗涤，得到改性壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：步骤a中，所述浆料组分包括50份的阔叶木浆、15份的聚乙烯醇纤维、40份针叶木浆和15份的纤维素纤维。
3.根据权利要求1所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：步骤b中，所述打浆机的打浆时间为30-60分钟，打浆度为30-35°SR。
4.根据权利要求1所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：步骤c中，将浆料用长网纸机抄造，再用施胶液表面施胶，然后干燥形成医用透析纸成品；所述施胶液为中性胶AKD、湿强剂和助留剂的混合，所述中性胶AKD的质量百分比为60％～80％，所述湿强剂的质量百分比为10％～20％，所述助留剂的质量百分比为10％～20％。
5.根据权利要求4所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：所述施胶液中中性胶AKD的质量百分比为70％，所述湿强剂的质量百分比为15％，所述助留剂的质量百分比为15％。
6.根据权利要求4所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，固含量为12.5％。
7.根据权利要求4所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求4所述的环保增强高阻菌医疗防护用纳米透析纸机械性能的方法，其特征在于：所述施胶液表面施胶的施胶量为10-15g/m2。
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