CN115182080A - 一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用,所述制备方法包括以下步骤:(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合,而后加入复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;(2)利用得到的纺丝原液进行静电纺丝,得到海藻纤维;(3)将得到的海藻纤维与棉纤维进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。本发明的方法大大增强了棉纱布的吸水性,减少了抗菌剂溶出的问题,使得在高吸水棉纤维使用过程中抗菌剂不容易被吸收的水分所溶解而降低抗菌性能,并且也可以降低抗菌剂的使用量,手感柔韧,力学性能好,适用于医用敷料。
Description
技术领域
本发明属于医用材料技术领域,涉及一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用。
背景技术
棉纱布是一种常用的传统性医用敷料,它能包裹和保护伤口,促进其愈合。棉纱布质地柔软,价格低廉,来源广泛,生产加工过程比较简单,可重复使用。由于棉纤维具有吸湿和散湿性能优良、耐热性和耐碱性较好等特点,至今仍在医用材料领域中广泛应用。
但是,在与水接触后,普通的棉纱布中的纤维只有轻微的膨胀,吸收能力有限,无法为伤口提供潮湿的环境,而且普通棉纱布抗菌性能差,容易造成伤口的二次感染等风险。而现有技术中有些技术虽然能够提高棉纱布的吸水性,但是其力学性能可能会变差,同时也仍然存在抗菌性不佳的缺点。
因此,在本领域中,期望能够开发一种既能够提高吸水性和抗菌性又能够保证其力学性能的棉纱布。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高吸水棉纱布及其制备方法。本发明的高吸水棉纱布具有高吸水性,并且具有良好的抗菌性和良好的力学性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供一种高吸水棉纱布的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合,而后加入复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;
(2)利用得到的纺丝原液进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将得到的海藻纤维与棉纤维进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
在本发明中,通过利用海藻酸钠与聚乙烯醇以及复合抗菌剂进行静电纺丝得到海藻纤维,海藻纤维与棉纤维进行混纺得到高吸水棉纱布,可以增强棉纱布的吸水性,聚乙烯醇能够保证海藻酸钠的顺利纺丝,在静电纺丝液中加入复合抗菌剂,使得在静电纺丝过程中复合抗菌剂与海藻纤维紧密复合为一体,增强了抗菌剂与纤维的附着力,使得在高吸水棉纤维使用过程中抗菌剂不容易被吸收的水分所溶解而降低抗菌性能,并且也可以降低抗菌剂的使用量,并且其柔韧性好,力学性能好。
在本发明中,所述高吸水棉纱布是指其吸水率可以达到500%以上。
优选地,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,聚乙烯醇的用量为10-20重量份,例如10重量份、12重量份、14重量份、15重量份、17重量份、19重量份或20重量份。
优选地,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,复合抗菌剂的用量为1-5重量份,例如1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份或6重量份。
优选地,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,水的用量为250-400重量份,例如250重量份、280重量份、300重量份、350重量份、380重量份或400重量份。
优选地,所述复合抗菌剂中水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为(5-10):(1-3):(1-5),例如5:1:1、5:1.5:2、5:2:3、5:3:2、5:3:4、5:3:5、6:1:1、6:2:3、6:3:1、6:3:2、6:3:4、6:1:5、6:2:5、7:1:2、7:2:2、7:3:2、7:3:4、7:3:5、8:1:2、8:1:3、8:1:4、8:1:5、8:2:5、8:3:4、9:1:3、9:1:5、9:3:2、9:3:5、10:1:1、10:3:3、10:3:4、10:3:5等。
在本发明中所述壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物三者配合,协同作用,能够很好地提高制备得到的高吸水棉纤维的抗菌性。三者在如上所述的重量比范围内效果最佳。
优选地,所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖。
优选地,步骤(2)所述静电纺丝的具体步骤如下:将纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为20kV-30kV(例如20kV、22kV、25kV、28kV或30kV),接收距离为15cm-20cm(例如15cm、18cm或20cm),以0.1-1mL/h(例如0.1mL/h、0.3mL/h、0.5mL/h、0.8mL/h或1mL/h)的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝。
优选地,步骤(3)所述海藻纤维与棉纤维的重量比为1:(2-10),例如1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。
作为本发明的优选技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合,而后加入复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;其中相对于20重量份海藻酸钠,聚乙烯醇的用量为10-20重量份,复合抗菌剂的用量为1-5重量份,水的用量为250-400重量份;复合抗菌剂中水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为(5-10):(1-3):(1-5);
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为20kV-30kV,接收距离为15cm-20cm,以0.1-1mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:(2-10),进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
另一方面,本发明提供了如上所述制备方法制备得到的高吸水棉纱布。
另一方面,本发明提供了如上所述的高吸水棉纱布在医用敷料中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明通过静电纺丝的方法得到抗菌性的海藻纤维,而后与棉纤维进行混纺得到高吸水棉纱布,大大增强了棉纱布的吸水性,并且在静电纺丝液中加入复合抗菌剂,使得在静电纺丝过程中复合抗菌剂与海藻纤维紧密复合为一体,增强了抗菌剂与纤维的附着力,减少了抗菌剂溶出的问题,使得在高吸水棉纤维使用过程中抗菌剂不容易被吸收的水分所溶解而降低抗菌性能,并且也可以降低抗菌剂的使用量,手感柔韧,力学性能好,适用于医用敷料。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
在以下实施例和对比例中利用到的茶叶提取物通过亚临界流体萃取茶叶的方法获得,采用的茶叶为绿茶,具体包括以下步骤:
1)取茶叶600g,在温度65℃,压力3.5MPa下,控制所述茶叶与所述二甲醚亚临界流体的料液比为1:1,二甲醚的流量为1kg/h,采用二甲醚亚临界流体连续动态萃取20min,得到萃取混合物;
2)将步骤1)得到的所述萃取混合物在分离釜中富集,并保持温度65℃,压力1.5MPa下,使所述二甲醚亚临界流体气化,即可得到茶叶提取物。
实施例1
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、15重量份聚乙烯醇加入300重量份水中进行混合,而后加入3重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为6:1:3;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为25kV,接收距离为20cm,以0.5mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:5,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
实施例2
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、10重量份聚乙烯醇加入400重量份水中进行混合,而后加入2重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为5:1:2;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为30kV,接收距离为15cm,以0.7mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:8,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
实施例3
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、20重量份聚乙烯醇加入350重量份水中进行混合,而后加入5重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为7:2:1;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为20kV,接收距离为15cm,以1mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:9,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
实施例4
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、10重量份聚乙烯醇加入250重量份水中进行混合,而后加入1重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为8:2:5;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为25kV,接收距离为20cm,以0.3mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:2,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
实施例5
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、18重量份聚乙烯醇加入300重量份水中进行混合,而后加入4重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为10:3:1;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为25kV,接收距离为18cm,以0.8mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:4,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
实施例6
在本实施例中,提供一种高吸水棉纱布的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将20重量份海藻酸钠、13重量跟聚乙烯醇加入380重量份水中进行混合,而后加入4重量份复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为9:3:5;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为30kV,接收距离为20cm,以0.5mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:6,进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
对比例1
与实施例1相比,其不采用静电纺丝方式,而是采用浸渍方式,具体如下:
(1)将20重量份海藻酸钠、15重量份聚乙烯醇加入300重量份水中进行混合,而后加入3重量份复合抗菌剂进行混合,得到浸渍液;
(2)将棉纤维进行混纺,整理,干燥,得到棉纱布;
(3)将棉纱布浸渍至步骤(1)的浸渍液中,浸渍3h后,挤出水分,烘干,得到处理后的棉纱布。
对比例2
本对比例采用的制备方法如下:
(1)将20重量份海藻酸钠、15重量份聚乙烯醇加入300重量份水中进行混合,得到纺丝原液;
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为25kV,接收距离为20cm,以0.5mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:5,进行混纺,整理,干燥,得到混合纤维棉纱布;
(4)将步骤(3)得到的混合纤维棉纱布在复合抗菌剂水溶液中浸渍,所述复合抗菌剂用量为20重量份,复合抗菌剂中羧甲基壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为6:1:3,复合抗菌剂水溶液中水的用量为100重量份,浸渍3h后,得到处理后的棉纱布。
对比例3
与实施例1相比,不同之处仅在于,所述复合抗菌剂中不包括羧甲基壳聚糖,并且聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量配比保持不变,且其复合抗菌剂的总用量保持和实施例1中相同。
对比例4
与实施例1相比,不同之处仅在于,所述复合抗菌剂中不包括聚六亚甲基双胍盐酸盐,并且羧甲基壳聚糖和茶叶提取物的重量配比保持不变,且其复合抗菌剂的总用量保持和实施例1中相同。
对比例5
与实施例1相比,不同之处仅在于,所述复合抗菌剂中不包括茶叶提取物,并且羧甲基壳聚糖和聚六亚甲基双胍盐酸盐的重量配比保持不变,且其复合抗菌剂的总用量保持和实施例1中相同。
对于实施例1-6以及对比例1-5以及空白对照组(空白棉纱布,即由棉纤维混纺得到的棉纱布)得到的纱布进行性能测试,测试方法如下:
(1)吸水性:采用吸湿称重法测试纱布的吸液性能,具体操作为:裁制5cm×5cm纱布,准确称出其干重W0,放入100mL去离子水中,吸液30min,取出纱布,自然平展地垂直悬挂30s后,立刻称量棉纱布重量W1,纱布的吸水率Q=(W1-W0)/W0*100%。
(2)抗菌抑菌性检测:取金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,含菌数浊度为0.5mcf的菌悬液,用医用棉签将细菌均匀涂在平扳上,每种菌重复3块平皿,在超净台上,用无菌镜子将制得的脱脂棉纱布贴在含菌皿上,恒温箱里培养24小时后测脱脂棉纱布周围的抗菌抑菌率。
(3)吸水后的抗菌性:将进行吸水性测试后的纱布,晾干其表面,重复进行与如上相同的抗菌抑菌性检测,来考察其吸水后的抗菌性。
测试结果如表1所示。
表1
由表1数据可以看出,本发明的高吸水棉纱布能够达到吸水率500%以上,吸水前和吸水后对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均能达到99%以上。
对比例1中采用浸渍方式,使得高吸水棉纱布吸水性仅能达到235%,虽然吸水前对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性也能达到90%以上,但是由于抗菌剂基本都是附着于棉纱布表面,附着力不足,在吸水过程中,抗菌剂溶于浸渍液或者溶于吸收的水分中,使得吸水后对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性大大降低。
对比例2中海藻酸钠还是采用静电纺方式得到纤维与棉纤维混纺,保证了棉纱布较好的吸水性,但是由于抗菌剂还是采用浸渍方式,使得结合并不牢固,存在抗菌剂易于溶出的问题,虽然对比例2中提高了抗菌剂用量,但是仍然会使得吸水后对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性大大降低。
对比例3-5中复合抗菌剂仅使用其中两种组成,使得棉纱布吸水前后抗菌性均会受到影响,说明本发明的三种抗菌剂在提高抗菌性方面发挥了协同作用,并且本发明中复合抗菌剂用量少,抗菌效果好。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的高吸水棉纱布及其制备方法和应用,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种高吸水棉纱布的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合,而后加入复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;
(2)利用得到的纺丝原液进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将得到的海藻纤维与棉纤维进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,聚乙烯醇的用量为10-20重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,复合抗菌剂的用量为1-5重量份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中相对于20重量份海藻酸钠,水的用量为250-400重量份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述复合抗菌剂中水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为(5-10):(1-3):(1-5);
优选地,所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述静电纺丝的具体步骤如下:将纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为20kV-30kV,接收距离为15cm-20cm,以0.1-1mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述海藻纤维与棉纤维的重量比为1:(2-10)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合,而后加入复合抗菌剂进行混合,得到纺丝原液,所述复合抗菌剂包括水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物;其中相对于20重量份海藻酸钠,聚乙烯醇的用量为10-20重量份,复合抗菌剂的用量为1-5重量份,水的用量为250-400重量份;复合抗菌剂中水溶性壳聚糖、聚六亚甲基双胍盐酸盐和茶叶提取物的重量比为(5-10):(1-3):(1-5);
(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中,将针头接高压源,接收端接地,然后在电压为20kV-30kV,接收距离为15cm-20cm,以0.1-1mL/h的供料速率,在室温下,通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝,得到海藻纤维;
(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:(2-10),进行混纺,整理,干燥,得到所述高吸水棉纱布。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的高吸水棉纱布。
10.根据权利要求9所述的高吸水棉纱布在医用敷料中的应用。
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