CN115110316A - 一种可降解无纺布及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解无纺布及其制备工艺,属于无纺布技术领域。一种可降解无纺布,主要包括以下原料PBS母粒、铜离子抗菌剂、左氧氟沙星、PET母粒、阻燃剂浆料;本发明通过在无纺布中添加PBS母粒,易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢,最终分解为二氧化碳和水,通过在无纺布中添加左氧氟沙星,左氧氟沙星的抗菌作用机制是通过抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌DNA的合成和复制而导致细菌死亡,对无纺布进行杀菌,通过添加的铜离子抗菌剂,铜离子表面和细菌外膜之间的直接相互作用使细菌外膜破裂,之后铜离子表面作用于细菌外膜上的破洞,使细胞失去必要的营养物质和水分,最终萎缩,进而提高无纺布的舒适度及抗菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域,尤其涉及一种可降解无纺布及其制备工艺。
背景技术
无纺布,又称不织布,是一种以针轧机械或梳理机械处理各种纤维原料,用高压形成或粘合生产的一种布状物;
现在市场上无纺布类产品,主要原料为PP(聚丙烯),PP也是传统的无纺布材料,PP无纺布产品不可降解,对大自然环境影响远大于可降解材料;针对PP无纺布产品不可降解问题,现在市面上出现PLA(聚乳酸)无纺布产品,PLA无纺布产品属于可降解材料,但是物性指标偏低,因此本发明提出了一种可降解无纺布。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的问题,而提出的一种可降解无纺布及其制备工艺。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种可降解无纺布,主要包括以下原料PBS母粒、铜离子抗菌剂、左氧氟沙星、PET母粒、阻燃剂浆料。
优选地,各原料组分比为:PBS母粒:80-100份;铜离子抗菌剂: 15-25份;左氧氟沙星:2-8份;PET母粒:20-34份;阻燃剂:1-5 份。
优选地,所述阻燃剂浆料主要包括:阻燃剂8份,壳聚糖12份,苹果酸1.5份,蒸馏水210份。
一种可降解无纺布的制备工艺,主要包括以下步骤:
S1、制备阻燃剂浆料;
S2、对PBS母粒、PET母粒进行干燥;
S3、对干燥后的PBS母粒、PET母粒进行融化、并过滤;
S4、向步骤S3中的熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂;
S5、将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风;
S5、将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,之后卷绕成卷。
为了便于对阻燃剂进行制备,优选地,所述步骤S1制备阻燃剂主要包括以下步骤:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;
将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;
使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次, 60℃真空干燥24小时得到产物Zn-MOF-74,备用;步骤S13: Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74水性悬浮液A;
将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得10wt%的PVA 水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;
将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料。
为了便于对PBS母粒、PET母粒进行干燥,优选地,步骤S2中对PBS母粒、PET母粒进行干燥主要包括将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50-90℃,干燥时间为4-8h。
为了便于对PBS母粒、PET母粒进行干燥,优选地,步骤S3中对干燥后的PBS母粒、PET母粒进行融化包括将干燥后的PBS母粒、 PET母粒加入熔融炉,熔融温度为150-230℃。
为了便于对纺丝进行冷却,优选地,步骤S5中牵伸过程中通入冷风的温度为5-15℃,冷风速度500-1000m/h,牵伸风速 500-1000m/h。
为了便于对纺丝的热轧,优选地,步骤S5中对纺丝进行热轧的温度为60-110℃。
与现有技术相比,本发明提供了一种可降解无纺布及其制备工艺,具备以下有益效果:
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现,本发明通过在无纺布中添加PBS母粒,其为可降解物,易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,最终分解为二氧化碳和水,通过在无纺布中添加左氧氟沙星,左氧氟沙星的抗菌作用机制是通过抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌DNA的合成和复制而导致细菌死亡,对无纺布进行杀菌,通过添加的铜离子抗菌剂,铜离子表面和细菌外膜之间的直接相互作用使细菌外膜破裂,之后铜离子表面作用于细菌外膜上的破洞,使细胞失去必要的营养物质和水分,最终萎缩,进而提高无纺布的舒适度及抗菌效果。
具体实施方式
下面将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。
实施例1:
一种可降解无纺布,主要包括以下原料PBS母粒、铜离子抗菌剂、左氧氟沙星、PET母粒、阻燃剂浆料。
各原料组分比为:PBS母粒:80-100份;铜离子抗菌剂:15-25 份;左氧氟沙星:2-8份;PET母粒:20-34份;阻燃剂:1-5份。
阻燃剂浆料主要包括:阻燃剂8份,壳聚糖12份,苹果酸1.5 份,蒸馏水210份。
实施例2:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:80份;铜离子抗菌剂:15份;左氧氟沙星:2份;PET母粒:20份;阻燃剂:1份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50-90℃,干燥时间为4-8h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为 150-230℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为5-15℃,冷风速度 500-1000m/h,牵伸风速500-1000m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为60-110℃,之后卷绕成卷。
实施例3:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:90份;铜离子抗菌剂:20份;左氧氟沙星:5份;PET母粒:27份;阻燃剂:3份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50-90℃,干燥时间为4-8h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为 150-230℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为5-15℃,冷风速度 500-1000m/h,牵伸风速500-1000m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为60-110℃,之后卷绕成卷。
实施例4:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:100份;铜离子抗菌剂:25份;左氧氟沙星:8份;PET母粒:34份;阻燃剂:5份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50-90℃,干燥时间为4-8h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为 150-230℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为5-15℃,冷风速度500-1000m/h,牵伸风速500-1000m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为60-110℃,之后卷绕成卷。
实施例5:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:90份;铜离子抗菌剂:20份;左氧氟沙星:5份;PET母粒:27份;阻燃剂:3份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50℃,干燥时间为4h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为150℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为5℃,冷风速度500m/h,牵伸风速500m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为60℃,之后卷绕成卷。
实施例6:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:90份;铜离子抗菌剂:20份;左氧氟沙星:5份;PET母粒:27份;阻燃剂:3份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为70℃,干燥时间为4-8h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为190℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为10℃,冷风速度750m/h,牵伸风速750m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为85℃,之后卷绕成卷。
实施例7:
一种可降解无纺布额制备工艺,主要包括以下步骤:
先准备可降解无纺布的各部分原料PBS母粒:90份;铜离子抗菌剂:20份;左氧氟沙星:5份;PET母粒:27份;阻燃剂:3份;
在准备完成后先制备阻燃剂浆料:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物 Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74 水性悬浮液A;将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得 10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料;
将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为90℃,干燥时间为8h;
将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为230℃,向熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂,再对熔融状态下的熔融物进行过滤;
将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风,牵伸过程中通入冷风的温度为15℃,冷风速度1000m/h,牵伸风速1000m/h;
将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,热轧的温度为110℃,之后卷绕成卷。
本发明通过在无纺布中添加PBS母粒,其为可降解物,易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,最终分解为二氧化碳和水,物性指标高,通过在无纺布中添加左氧氟沙星,左氧氟沙星的抗菌作用机制是通过抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌DNA的合成和复制而导致细菌死亡,对无纺布进行杀菌,通过添加的铜离子抗菌剂,铜离子表面和细菌外膜之间的直接相互作用使细菌外膜破裂,之后铜离子表面作用于细菌外膜上的破洞,使细胞失去必要的营养物质和水分,最终萎缩,进而提高无纺布的舒适度及抗菌效果。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可降解无纺布,其特征在于,主要包括以下原料PBS母粒、铜离子抗菌剂、左氧氟沙星、PET母粒、阻燃剂浆料。
2.根据权利要求1所述的可降解无纺布,其特征在于,各原料组分比为:
PBS母粒:80-100份;
铜离子抗菌剂:15-25份;
左氧氟沙星:2-8份;
PET母粒:20-34份;
阻燃剂:1-5份。
3.根据权利要求1所述的可降解无纺布及其制备工艺,其特征在于,所述阻燃剂浆料主要包括:阻燃剂8份,壳聚糖12份,苹果酸1.5份,蒸馏水210份。
4.一种可降解无纺布额制备工艺,包括权利要求3所述的可降解无纺布,其特征在于,主要包括以下步骤:
S1、制备阻燃剂浆料;
S2、对PBS母粒、PET母粒进行干燥;
S3、对干燥后的PBS母粒、PET母粒进行融化、并过滤;
S4、向步骤S3中的熔融物中添加左氧氟沙星、铜离子抗菌剂;
S5、将过滤后的原料加入纺丝箱进行纺丝、牵伸,且在牵伸过程中通入冷风;
S5、将纺出的丝移动至网帘上铺网,并在铺网后通过轧机热轧,并将丝线浸没在阻燃剂中,之后卷绕成卷。
5.根据权利要求4所述的可降解无纺布的制备工艺,其特征在于,所述步骤S1制备阻燃剂主要包括以下步骤:称取六水合硝酸锌、2,5-二羟基对苯二甲酸,准确量取DMF、异丙醇、蒸馏水于搅拌条件下混合均匀;
将混合物料放入聚四氟乙烯反应釜中,套上铁皮,放入马弗炉中,以4℃/min的升温速率升至110℃反应72小时,再以4℃/min的升温速率降至室温,得到反应后物料;
使用离心机以10000r/min转速进行固液分离,甲醇洗涤3次,60℃真空干燥24小时得到产物Zn-MOF-74,备用;步骤S13:Zn-MOF-74/PVA阻燃剂的制备:将制备的Zn-MOF-74与蒸馏水混合,超声分散30分钟制得10wt%Zn-MOF-74水性悬浮液A;
将PVA与蒸馏水混合,并于80℃下搅拌溶解制得10wt%的PVA水性悬浮液B;将悬浮液A与悬浮液B混合搅拌30分钟,放入冷冻机中于-80℃下冷冻12小时;将步骤C中的物料C放入冷冻干燥机中干燥48小时,制得Zn-MOF-74/PVA,以作阻燃剂;
将阻燃剂、壳聚糖、苹果酸、蒸馏水加入搅拌桶中混合,得到阻燃剂浆料。
6.根据权利要求4所述的可降解无纺布的制备工艺,其特征在于,步骤S2中对PBS母粒、PET母粒进行干燥主要包括将PBS母粒、PET母粒通过除湿干燥机,干燥温度为50-90℃,干燥时间为4-8h。
7.根据权利要求4所述的可降解无纺布的制备工艺,其特征在于,步骤S3中对干燥后的PBS母粒、PET母粒进行融化包括将干燥后的PBS母粒、PET母粒加入熔融炉,熔融温度为150-230℃。
8.根据权利要求4所述的可降解无纺布的制备工艺,其特征在于,步骤S5中牵伸过程中通入冷风的温度为5-15℃,冷风速度500-1000m/h,牵伸风速500-1000m/h。
9.根据权利要求4所述的可降解无纺布的制备工艺,其特征在于,步骤S5中对纺丝进行热轧的温度为60-110℃。
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