CN115491788A - 一种含板蓝根的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含板蓝根的复合材料及其制备方法，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物40‑60份，再生纤维素纤维30‑40份，抗菌成分10‑20份，助剂10‑15份。本发明制备的复合材料对细菌、真菌都具备良好的抗菌效果，适用于病号服的制备。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种含板蓝根的复合材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和进步，越来越多的传统纺织品已经不能满足当下大众的高生活质量追求。在纺织品行业中，面料舒适感是很重要的标准规范，与之而来的，当下还对纺织品的附加功能有了新的需求，比如，抑菌性、导湿性、透气性、防螨性、抗静电性等等。近年来，纺织行业推出了多种具备环保抗菌的多功能型纺织品，板蓝根纤维由于其独特的内在成分，在这方面的应用价值越来越高。
板蓝根是是一种优良的中药材，板蓝根纤维中含有生物碱类、有机酸类物质,能抑制人体皮肤表面的各种细菌，起到良好的抑菌效果，其还具有抗病毒、提高人体免疫功能的作用。将板蓝根提取物添加到纺织品中，可制备出具备抑菌抗病毒类的功能纺织品。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：无法对细菌、真菌等都具备良好的抗菌效果。
发明内容
本申请通过提供一种含板蓝根的复合材料及其制备方法，解决了现有技术中无法对细菌、真菌等都具备良好的抗菌效果这一问题。
本申请提供了一种含板蓝根的复合材料，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物40-60份，再生纤维素纤维30-40份，抗菌成分10-20份，分散剂3-7份，抗氧剂0.5-2份，偶联剂0.5-2份，抗静电剂2-5份。
采用渗漉法提取板蓝根提取物，包括以下几个步骤：
(1)将干燥的板蓝根用粉碎机碎成粉末，用40目筛子过筛留筛余物使用；(2)取板蓝根筛余物6g，50ml70％乙醇渗漉，渗漉液浓缩至20ml，静置得到上清液；(3)取上清液置于50ml分液漏斗中，加20ml氯仿振摇、静置，取下层清液浓缩至2ml得到板蓝根提取物。
板蓝根提取物来源于植物菘蓝或草大青的干燥根，呈细长圆柱状，表面浅灰黄色，粗糙，其微弱，味微甘。制备原料中添加板蓝根提取物，可以有效提高对各种细菌的抑制作用。可能原因：板蓝根提取物中含有靛玉红等多种化学物质，这些含硫类化合物和吲哚类化合物在纤维中共同发挥作用，改变细菌表面的通透性，破坏细菌生长所需的物质转运、信息传递等通道，从而起到对多种细菌的抑制杀灭作用。
在一种优选的实施方式中，所述的再生纤维素纤维包括粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维中的至少一种。
优选的，所述的再生纤维素纤维中粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维三者的重量份比值为(1-3)：(1-3)：(2-5)。
更优选的，所述的再生纤维素纤维中粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维三者的重量份比值为2:2:5。
通过粘胶纤维、莫代尔纤维和莱赛尔纤维三者按一定比例混合添加，在一定的比例混合范围内，三种纤维互相作用，充分发挥各自的优异性能，粘胶纤维和莫代尔纤维相比，更加柔软舒适，但其抗皱性差，而加入了莱赛尔纤维后，解决了抗皱性和悬垂性差的问题，混合后的纤维素纤维性能优良，光泽自然，手感柔软滑润，透气悬垂性好。
所述粘胶纤维购买自上海协润贸易有限公司，所述莫代尔纤维购买自德州华源生态科技有限公司，所述莱赛尔纤维保定天鹅新型纤维制造有限公司。
在一种优选的实施方式中，所述的抗菌成分包括壳聚糖、氧化锌、二氧化钛、沸石中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述的抗菌成分中壳聚糖、氧化锌、二氧化钛三者重量份比值为(1-2):1:1。
优选的，所述的抗菌成分中壳聚糖、氧化锌、二氧化钛三者重量份比值为1:1:1。
所述的壳聚糖脱乙酰度为75％-85％，壳聚糖的CAS号为9012-76-4，购买自西安容百生物科技有限公司。
所述氧化锌为纳米氧化锌，其平均粒径为40-60nm，型号为CY-J50，购买自杭州九朋新材料有限责任公司。
所述二氧化钛为纳米二氧化钛，其平均粒径为40-60nm，型号为CY-TA60，购买自杭州九朋新材料有限责任公司。
添加壳聚糖、纳米氧化锌和纳米二氧化钛，三者与板蓝根提取物的复合协同作用，使得对细菌、真菌等的抑制作用进一步加强。可能原因：壳聚糖大分子链上带有许多羟基和氨基，分子结构中每个单元都有伯氨基，其氮原子上的孤对电子可以投入到金属离子的空轨道中，形成配位键结合，从而防止纳米氧化锌和纳米二氧化硅在体系中发生自身聚集行为，有利于无机颗粒的分散，壳聚糖所含有的活性自由氨基，这些基团可以和细菌中的负电子结合，起到抑菌作用，同时，选择纳米级氧化锌和纳米级二氧化钛，其在和光线或水蒸气接触后，极易容易产生电子跃迁作用，生产强氧化性的氢氧自由基，这些氧化性自由基可以和细菌发生反应，引起细菌表面电荷失衡，从而杀灭各种菌种，三者协同板蓝根提取物，互相配合，通过吸附、渗透、氧化等作用，大大提高了对不同细菌、真菌的抑制杀灭作用。
在一种优选的实施方式中，所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯蜡、硬脂酸钙中的至少一种。
优选的，所述分散剂聚乙烯蜡与聚乙二醇两者的质量比为3:2。
更优选的，所述聚乙烯蜡平均相对分子质量为2000-3500，聚乙烯蜡的CAS号为9002-88-4，购买自北京百灵威科技有限公司。所述聚乙二醇平均相对分子质量为200-400，聚乙二醇的CAS号为25322-68-3，购买自江苏德纳化学股份有限公司。
由于体系中加入的纳米氧化锌和纳米二氧化硅具有极高的比表面积，自身容易发生团聚，从而影响其在体系中产生的抗菌效果，体系中加入低分子量聚乙二醇，可以使得两者在体系中达到均匀分散的效果。可能原因为：体系中加入的纳米氧化锌和纳米二氧化硅，因自身比表面能大易团聚，而加入了低分子量聚乙二醇后，因其具有较低的摩擦系数，具有较好的润滑作用，加入的聚乙烯蜡的分子链上带有一定量的极性基团酯基或皂基，两者协同作用下可以将无机纳米颗粒表面润湿后进行包裹，从而降低了无机纳米颗粒自身团聚的行为，在低分子量聚乙二醇的包裹状态下，可以稳定均匀的分散在本体系中，各组分协同作用下，大大提高了产品的抑菌效果。
在一种优选的实施方式中，所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂中抗氧剂168和抗氧剂1010两者的重量比为1:5，抗氧剂168的CAS号为31570-04-4，购买自山东君瑞医药科技有限公司，抗氧剂1010的CAS号为6683-19-8，购买自广州达茵新型材料股份有限公司。
所述抗氧剂168和抗氧剂1010两者协同作用，可以较好的改善聚合物在造粒纺丝过程中因高温而发生的氧化分解作用，防止材料被过度氧化，提高产品质量；另一方面，抗氧剂的存在，使得复合材料具有抵抗自氧化分解的作用，增加了复合材料的使用寿命，保证了抑菌持久性。
在一种优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570、KH550、KH540中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570，硅烷偶联剂KH570的CAS号为2530-85-0，购买自杭州大地化工有限公司。
在一种优选的实施方式中，所述抗静电剂为阳离子型抗静电剂。
进一步优选的，所述抗静电剂为阳离子型抗静电剂SN-2，抗静电剂SN-2的CAS号为86443-82-5，购买自浙江传化股份有限公司。
所述硅烷偶联剂和所述抗静电剂中的氨基、环氧基、季铵盐等官能团可增强共聚物之间的连接强度，使得材料更加顺滑，可染色性强。
本申请提供了一种含板蓝根的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按质量称取各原料，将各原料于高速搅拌机中混合均匀；(2)造粒；(3)纺丝。
所述的造粒的步骤为：将混合物放置于双螺杆挤出机内进行造粒，双螺杆挤出机基础温度为260-300℃。
所述的纺丝步骤为：造粒结束后，在静电纺丝机内进行纺丝，纺丝卷绕速度为70-90m/min，纺丝箱温度在120-130℃，冷风温度20-25℃，风速6-8m/s。
所述的纺丝使用静电纺丝机E05，纺丝电压为0-30kv，喷头往复运动宽幅160mm。
本发明产生了以下有益效果：1)本发明通过添加板蓝根提取物及壳聚糖、纳米氧化锌、纳米二氧化钛于再生纤维素纤维中，靛玉红含量高，可以提高对细菌、真菌等都具备良好的抗菌效果的复合材料，尤其适用于病号服的制备，且手感柔软滑润，透气悬垂性好；2)本发明通过加入分散剂，使得纳米氧化锌、纳米二氧化钛在本体系中更加均匀分散，进一步保证了抗菌效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细清楚的说明描述。
实施例1
本发明的实施例1具体提供了一种含板蓝根的复合材料，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物50份，再生纤维素纤维36份，抗菌成分15份，分散剂5份，抗氧剂1份，偶联剂1份，抗静电剂3份。
所述板蓝根提取物步骤如下：(1)将干燥的板蓝根用粉碎机碎成粉末，用40目筛子过筛留筛余物使用；(2)取板蓝根筛余物6g，50ml70％乙醇渗漉，渗漉液浓缩至20ml，静置得到上清液；(3)取上清液置于50ml分液漏斗中，加20ml氯仿振摇、静置，取下层清液浓缩至2ml得到板蓝根提取物。
所述再生纤维素纤维中粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维三者的重量份比值为2:2:5。
所述粘胶纤维购买自上海协润贸易有限公司，所述莫代尔纤维购买自德州华源生态科技有限公司，所述莱赛尔纤维保定天鹅新型纤维制造有限公司。
所述的抗菌成分中壳聚糖、氧化锌、二氧化钛三者重量份比值为1:1:1。
所述的壳聚糖脱乙酰度为75％-85％，壳聚糖的CAS号为9012-76-4，购买自西安容百生物科技有限公司。
所述氧化锌为纳米氧化锌，其平均粒径为40-60nm，型号为CY-J50，购买自杭州九朋新材料有限责任公司。
所述二氧化钛为纳米二氧化钛，其平均粒径为40-60nm，型号为CY-TA60，购买自杭州九朋新材料有限责任公司。
所述分散剂聚乙烯蜡与聚乙二醇两者的质量比为3:2。
所述聚乙烯蜡平均相对分子质量为2000，聚乙烯蜡的CAS号为9002-88-4，购买自北京百灵威科技有限公司；所述聚乙二醇平均相对分子质量为200，聚乙二醇的CAS号为25322-68-3，购买自江苏德纳化学股份有限公司。
所述抗氧剂中抗氧剂168和抗氧剂1010两者的重量比为1:5，抗氧剂168的CAS号为31570-04-4，购买自山东君瑞医药科技有限公司，抗氧剂1010的CAS号为6683-19-8，购买自广州达茵新型材料股份有限公司。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570，硅烷偶联剂KH570的CAS号为2530-85-0，购买自杭州大地化工有限公司。
所述抗静电剂为阳离子型抗静电剂SN-2，抗静电剂SN-2的CAS号为86443-82-5，购买自浙江传化股份有限公司。
一种含板蓝根的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按质量份称取各原料，将各原料于高速搅拌机中混合均匀；(2)造粒：将混合物放置于双螺杆挤出机内进行造粒，双螺杆挤出机基础温度为260℃；(3)纺丝：造粒结束后，在静电纺丝机内进行纺丝，纺丝卷绕速度为70m/min，纺丝箱温度在125℃，冷风温度20℃，风速6m/s，所述的纺丝使用静电纺丝机E05，纺丝电压为0-30kv，喷头往复运动宽幅160mm。
实施例2
本发明的实施例2具体提供了一种含板蓝根的复合材料，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物40份，再生纤维素纤维30份，抗菌成分10份，分散剂3份，抗氧剂0.5份，偶联剂0.5份，抗静电剂2份。
所述各组分同实施例1，制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3具体提供了一种含板蓝根的复合材料，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物60份，再生纤维素纤维40份，抗菌成分20份，分散剂7份，抗氧剂2份，偶联剂2份，抗静电剂5份。
所述各组分同实施例1，制备方法同实施例1。
对比例1
本发明的对比例1具体提供了一种含板蓝根的复合材料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，体系中未添加板蓝根提取物，制备方法同实施例1。
对比例2
本发明的对比例2具体提供了一种含板蓝根的复合材料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，体系中未添加壳聚糖，制备方法同实施例1。
对比例3
本发明的对比例3具体提供了一种含板蓝根的复合材料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，体系中未添加纳米氧化锌，制备方法同实施例1。
对比例4
本发明的对比例4具体提供了一种含板蓝根的复合材料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，体系中未添加纳米二氧化钛，制备方法同实施例1。
对比例5
本发明的对比例5具体提供了一种含板蓝根的复合材料，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，体系中未添加分散剂，制备方法同实施例1。
性能测试方法
1.抗菌性测试：按照FZ/T 73023-2006进行抗菌性测试，主要对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠球菌进行测试。
2.靛玉红含量测试：采用UV1901型紫外可见分光光度计测试。
测试结果见表1。
表1
Claims (10)
1.一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，按重量份，包括以下物质组分：板蓝根提取物40-60份，再生纤维素纤维30-40份，抗菌成分10-20份，分散剂3-7份，抗氧剂0.5-2份，偶联剂0.5-2份，抗静电剂2-5份。
2.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述再生纤维素纤维包括粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维中的至少一种。
3.如权利要求2所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述再生纤维素纤维中粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维三者的重量份比值为(1-3)：(1-3)：(2-5)。
4.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述抗菌成分包括壳聚糖、氧化锌、二氧化钛、沸石中的至少一种。
5.如权利要求4所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述抗菌成分中壳聚糖、氧化锌、二氧化钛三者重量份比值为(1-2):1:1。
6.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯蜡、硬脂酸钙中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570、KH550、KH540中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种含板蓝根的复合材料，其特征在于，所述抗静电剂为阳离子型抗静电剂。
10.一种如权利要求1-9任一种含板蓝根的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按质量称取各原料，将各原料混合均匀；(2)造粒；(3)纺丝。
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