CN115821424B - 一种环保抗菌着色聚乳酸纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保抗菌着色聚乳酸纤维及其制备方法，涉及功能化聚乳酸技术领域，本发明利用天然化合物固有的抗菌性和颜色鲜艳性作为聚乳酸纤维的抗菌着色剂，并通过环糊精对天然抗菌着色剂的包合，实现天然抗菌着色剂在聚乳酸中的均匀分散，同时起到提高天然抗菌着色剂稳定性的作用，延长天然抗菌着色剂的着色保留时间；通过多组分协同，在不影响聚乳酸生物降解性、物理机械性能和可纺性的同时，赋予聚乳酸纤维优异的抗菌着色性。
Description
技术领域：
本发明涉及功能化聚乳酸技术领域，具体涉及一种环保抗菌着色聚乳酸纤维及其制备方法。
背景技术：
聚乳酸纤维属于生态环保型合成聚酯纤维，兼具有天然纤维和合成纤维的优良性能以及生物可降解性，受到业界的广泛关注。
随着人们对生活环境的安全防护意识增强，对于功能防护纺织品的需求也越来越高。目前抗菌纤维的应用广泛，需求量大，关于抗菌聚乳酸纤维的研究是提高聚乳酸附加值的一个重要方面，可进一步促进聚乳酸纤维在环境保护、医疗卫生和服装家纺等领域的应用。实现纤维具有抗菌功能的主要方法是通过表面改性技术和共混改性技术，但是现有抗菌剂共混改性技术存在功能组分添加量多、分散难、与聚乳酸相容性差等问题，致使抗菌聚乳酸纤维难以满足市场广泛需求。
聚乳酸纤维的染色也是一大难题，因聚乳酸纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(涤纶)一样都属于聚酯纤维，因此聚乳酸纤维的染色常参照涤纶，采用分散染料染色。但常规用于聚酯的分散染料与聚乳酸纤维的亲和力较弱，使得聚乳酸纤维在染色时存在上染率低、色牢度差等问题。已有研究通过染料筛选或合成新染料、载体染色、对聚乳酸进行表面改性、添加增塑剂、应用非水染色介质等方法来改善聚乳酸纤维的染色性能，但问题依然没有得到很好的解决。通过原液着色赋予聚乳酸纤维良好的着色性能是一个发展方向，然而在原液着色过程中所用着色剂在纺丝液中的分散及稳定等性能对纺丝过程起关键作用。
除此之外，聚乳酸本身作为一种环保、可生物降解的材料，若过多添加一些有机合成的功能组分，势必会对其环保性和可降解性产生影响。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种以生物基抗菌着色剂为主体的抗菌着色聚乳酸纤维，在不影响聚乳酸生物降解性、物理机械性能和可纺性的同时，使其具有良好的抗菌着色性。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
本发明的目的之一是提供一种抗菌着色聚乳酸母粒，包括以下组分：β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚和聚乳酸。
本发明的目的之二是提供一种制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的方法，包括以下步骤：
(1)将天然抗菌着色剂溶解于溶剂中，得到天然抗菌着色剂溶液；
(2)将β-环糊精、水、乳化剂搅拌混合，得到β-环糊精乳液；
(3)将天然抗菌着色剂溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，调节pH值，搅拌包合，形成β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液；
(4)将β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液抽滤，洗涤，所得固态产物烘干，得到β-环糊精包合天然抗菌着色剂。
本发明的目的之三是提供一种制备所述抗菌着色聚乳酸母粒的方法，将β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚、聚乳酸干燥后混合均匀，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
本发明的目的之四是提供一种抗菌着色聚乳酸纤维，包括聚乳酸和所述抗菌着色聚乳酸母粒。
本发明的目的之五是提供一种抗菌着色聚乳酸纤维的制备方法，由聚乳酸和所述抗菌着色聚乳酸母粒经熔融纺丝制得。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用天然化合物姜黄素、苏木素等固有的抗菌性和颜色鲜艳性作为聚乳酸纤维的抗菌着色剂，并通过环糊精对天然抗菌着色剂的包合，实现天然抗菌着色剂在聚乳酸中的均匀分散，同时起到提高天然抗菌着色剂稳定性的作用，延长天然抗菌着色剂的着色保留时间。
2、本发明中，壳聚糖不仅具有良好的抗菌性，将壳聚糖与聚乳酸共混，还具有改善聚乳酸力学性能和润湿性的作用；香芹酚作为一种植物精油，一方面能作为增塑剂，改善聚乳酸纤维的力学性能，另一方面也具有良好的抗菌效果；从而通过多组分协同，在不影响聚乳酸生物降解性、物理机械性能和可纺性的同时，赋予聚乳酸纤维优异的抗菌着色性。
3、本发明制备的抗菌着色聚乳酸纤维环保、可生物降解，而且所提供的制备方法简单、易操作。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
本发明提供了一种抗菌着色聚乳酸母粒，包括以下组分：β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚和聚乳酸。
所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚和聚乳酸的质量比为(15-30):(3-10):(2-5):(60-80)。
本发明还提供了一种制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的方法，包括以下步骤：
(1)将天然抗菌着色剂溶解于溶剂中，得到天然抗菌着色剂溶液；
(2)将β-环糊精、水、乳化剂搅拌混合，得到β-环糊精乳液；
(3)将天然抗菌着色剂溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，调节pH值，搅拌包合，形成β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液；
(4)将β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液抽滤，洗涤，所得固态产物烘干，得到β-环糊精包合天然抗菌着色剂。
步骤(1)中，所述天然抗菌着色剂为姜黄素、苏木素、茶黄素、紫草红中的至少一种；所述溶剂为乙醇；所述天然抗菌着色剂溶液中天然抗菌着色剂的质量浓度为20-40％。
步骤(2)中，所述乳化剂为聚氧乙烯醚、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇中的至少一种，优选为脂肪酸单甘油酯或失水山梨醇酯；所述β-环糊精乳液中乳化剂的质量浓度为0.1-0.5％；所述β-环糊精乳液中β-环糊精的质量浓度为10-20％；所述搅拌混合的时间为1-2h。
步骤(3)中，所述pH值为2-7，pH调节剂为盐酸溶液、醋酸溶液或碳酸钠溶液；所述搅拌包合的温度为20-40℃，时间为2-4h。
步骤(4)中，所述烘干在60-100℃真空烘箱中进行。
本发明还提供了一种制备所述抗菌着色聚乳酸母粒的方法，将β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚、聚乳酸干燥后混合均匀，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
所述熔融共混的温度为170-190℃，转速为200-250rpm。
本发明还提供了一种抗菌着色聚乳酸纤维，包括聚乳酸和所述抗菌着色聚乳酸母粒。也可包括其它助剂，比如阻燃剂、抗静电剂、防紫外线剂等。
本发明还提供了一种抗菌着色聚乳酸纤维的制备方法，由聚乳酸和所述抗菌着色聚乳酸母粒经熔融纺丝制得。
所述抗菌着色聚乳酸纤维中抗菌着色聚乳酸母粒的质量浓度为10-20％。
所述熔融纺丝的纺丝温度为220-245℃，纺丝速度为1000-3000m/min。
以下通过实施例对本发明的技术方案进行详细说明：
实施例1
将300g姜黄素溶解于700mL乙醇中，得到姜黄素乙醇溶液；将150gβ-环糊精、2g脂肪酸单甘油酯、848g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将姜黄素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L盐酸溶液调节反应体系pH值至2.0，在20℃下搅拌2h，得到β-环糊精包合姜黄素乳液；将β-环糊精包合姜黄素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合姜黄素。
将β-环糊精包合姜黄素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200gβ-环糊精包合姜黄素、50g壳聚糖、20g香芹酚与730g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将200g抗菌着色聚乳酸母粒和1800g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合姜黄素2％，壳聚糖0.5％，香芹酚0.2％。
实施例2
将200g姜黄素溶解于800mL乙醇中，得到姜黄素乙醇溶液；将100gβ-环糊精、2g脂肪酸单甘油酯、898g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将姜黄素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L的醋酸溶液调节反应体系pH值至5.0，在30℃下搅拌3h，得到β-环糊精包合姜黄素乳液；将β-环糊精包合姜黄素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合姜黄素。
将β-环糊精包合姜黄素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的150gβ-环糊精包合姜黄素、30g壳聚糖、20g香芹酚与800g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于180℃以250rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合姜黄素3％，壳聚糖0.6％，香芹酚0.4％。
实施例3
将400g姜黄素溶解于600mL乙醇中，得到姜黄素乙醇溶液；将150gβ-环糊精、2g失水山梨醇酯、848g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液。将姜黄素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L碳酸钠溶液调节反应体系pH值至7.0，在40℃下搅拌4h，得到β-环糊精包合姜黄素乳液；将β-环糊精包合姜黄素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合姜黄素。
将β-环糊精包合姜黄素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的250gβ-环糊精包合姜黄素、60g壳聚糖、40g香芹酚与650g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于180℃以250rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合姜黄素5％，壳聚糖1.2％，香芹酚0.8％。
实施例4
将200g姜黄素溶解于800mL乙醇中，得到姜黄素乙醇溶液；将200gβ-环糊精、2g脂肪酸单甘油酯、798g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将姜黄素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L醋酸溶液调节反应体系pH值至5.0，在20℃下搅拌2h，得到β-环糊精包合姜黄素乳液。将β-环糊精包合姜黄素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合姜黄素。
将β-环糊精包合姜黄素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的150gβ-环糊精包合姜黄素、100g壳聚糖、50g香芹酚与700g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于180℃以250rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合姜黄素3％，壳聚糖2％，香芹酚1％。
实施例5
将200g苏木素溶解于800mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将200gβ-环糊精、2g失水山梨醇酯、798g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L醋酸溶液调节反应体系pH值至5.0，在20℃下搅拌2h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的150gβ-环糊精包合苏木素、100g壳聚糖、50g香芹酚与700g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素3％，壳聚糖2％，香芹酚1％。
实施例6
将300g苏木素溶解于700mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将100gβ-环糊精、2g失水山梨醇酯、898g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L盐酸溶液调节反应体系pH值至2.0，在40℃下搅拌4h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200gβ-环糊精包合苏木素、50g壳聚糖、25g香芹酚与725g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素4％，壳聚糖1％，香芹酚0.5％。
实施例7
将400g苏木素溶解于600mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将200gβ-环糊精、2g脂肪酸单甘油酯、798g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L碳酸钠溶液调节反应体系pH值至7.0，在30℃下搅拌3h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200gβ-环糊精包合苏木素、80g壳聚糖、40g香芹酚与680g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于180℃以250rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得抗菌着色聚乳酸母粒。
将300g抗菌着色聚乳酸母粒和1700g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素3％，壳聚糖1.2％，香芹酚0.6％。
实施例8
将300g苏木素溶解于700mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将150gβ-环糊精、2g脂肪酸单甘油酯、848g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L盐酸溶液调节反应体系pH值至2.0，在30℃下搅拌4h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的250gβ-环糊精包合苏木素、30g壳聚糖、20g香芹酚与700g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于180℃以250rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素5％，壳聚糖0.6％，香芹酚0.4％。
对照例1
不采用β-环糊精包合苏木素，直接用于共混制备抗菌着色聚乳酸母粒，其余同实施例6。
将苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200g苏木素、50g壳聚糖、25g香芹酚与725g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中，各功能组分质量百分数为：苏木素4％，壳聚糖1％，香芹酚0.5％。
对照例2
不加入壳聚糖，其他同实施例6。
将300g苏木素溶解于700mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将100gβ-环糊精、2g失水山梨醇酯、898g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L盐酸溶液调节反应体系pH值至2.0，在40℃下搅拌4h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200gβ-环糊精包合苏木素、25g香芹酚与775g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素4％，香芹酚0.5％。
对照例3
不加入香芹酚，其他同实施例6。
将300g苏木素溶解于700mL乙醇中，得到苏木素乙醇溶液；将100gβ-环糊精、2g失水山梨醇酯、898g水搅拌2h，得到β-环糊精乳液；将苏木素乙醇溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，用0.1mol/L盐酸溶液调节反应体系pH值至2.0，在40℃下搅拌4h，得到β-环糊精包合苏木素乳液；将β-环糊精包合苏木素乳液抽滤，洗涤，所得固态产物放入真空烘箱内于60℃烘8h，得到β-环糊精包合苏木素。
将β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚与聚乳酸树脂于60℃干燥24h，去除水分；将干燥后的200gβ-环糊精包合苏木素、50g壳聚糖与750g聚乳酸混合均匀后，加入双螺杆挤出机于170℃以200rpm的转速熔融共混，挤出造粒，得抗菌着色聚乳酸母粒。
将400g抗菌着色聚乳酸母粒和1600g聚乳酸在230℃下熔融纺丝，纺丝速度为2000m/min，制备得到抗菌着色聚乳酸纤维。所得抗菌着色聚乳酸纤维中各功能组分质量百分数为：β-环糊精包合苏木素4％，壳聚糖1％。
对照例4
不加入β-环糊精包合苏木素、壳聚糖、香芹酚，直接采用聚乳酸经熔融纺丝得到聚乳酸纤维。
性能测试：
1、抗菌性能
按照GB/T 20944-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》测定聚乳酸纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率。
2、K/S值
采用Datacolor-650测色配色仪测定聚乳酸纤维的K/S值。
3、力学性能
根据GB/T 14344-2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》，采用YG061M单纱强力仪测试聚乳酸纤维的断裂强力。
性能测试结果见表1。
表1
由表1可知：
1)与对照例4的聚乳酸原丝比较，实施例1-8制备的聚乳酸纤维的断裂强力和断裂伸长率均有所增加，表明本发明所述抗菌着色聚乳酸纤维的可加工性、可纺性好。
2)实施例1-8制备的聚乳酸纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均可达80％以上，增加各功能组分的用量，抑菌率可进一步提高至97-98％。当β-环糊精包合姜黄素质量百分数为2％时，所得抗菌着色聚乳酸纤维已能得到较深颜色，K/S值为5.5，增加β-环糊精包合姜黄素用量，着色纤维K/S值显著提高，表明着色提升性好；β-环糊精包合苏木素也体现出同样的趋势。
3)比较对照例1和实施例6，当抗菌着色剂不经β-环糊精包合时，纤维的抗菌性能较差，得色深度较浅，且纤维的物理机械性能受到影响，这与直接使用天然抗菌着色剂时，其分散性和稳定性不好有关，这也证明了通过环糊精对天然抗菌着色剂的包合，有效提高了天然抗菌着色剂在聚乳酸中的分散，同时起到提高天然抗菌着色剂稳定性的作用。
4)比较对照例2和实施例6，当共混组分中不添加壳聚糖时，所得聚乳酸纤维的抗菌性不如实施例6，同样纤维的物理机械性能受到影响，体现出壳聚糖的抗菌性和改善聚乳酸力学性能的作用。
5)比较对照例3和实施例6，当共混组分中不添加香芹酚时，所得聚乳酸纤维的抗菌性略差于实施例6，纤维断裂延伸度下降明显，体现出香芹酚对聚乳酸良好的增塑作用。
综上所述，本发明通过各功能组分的有机协同，在不影响聚乳酸生物降解性、物理机械性能和可纺性的同时，赋予聚乳酸纤维优于的抗菌着色性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种抗菌着色聚乳酸母粒，其特征在于，所述抗菌着色聚乳酸母粒包括以下组分：β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚和聚乳酸；
所述天然抗菌着色剂为姜黄素、苏木素、茶黄素、紫草红中的至少一种；
所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚和聚乳酸的质量比为(15-30) :(3-10) : (2-5) : (60-80)；
制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的方法包括以下步骤：
(1) 将天然抗菌着色剂溶解于溶剂中，得到天然抗菌着色剂溶液；
(2) 将β-环糊精、水、乳化剂搅拌混合，得到β-环糊精乳液；
(3) 将天然抗菌着色剂溶液与β-环糊精乳液加入反应釜，混合均匀，调节pH值，搅拌包合，形成β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液；
(4) 将β-环糊精包合天然抗菌着色剂乳液抽滤，洗涤，所得固态产物烘干，得到β-环糊精包合天然抗菌着色剂；
制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的步骤(1)中，所述溶剂为乙醇；所述天然抗菌着色剂溶液中天然抗菌着色剂的质量浓度为20-40%。
2.根据权利要求1所述的抗菌着色聚乳酸母粒，其特征在于：制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的步骤(2)中，所述乳化剂为聚氧乙烯醚、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇中的至少一种；所述β-环糊精乳液中乳化剂的质量浓度为0.1-0.5%；所述β-环糊精乳液中β-环糊精的质量浓度为10-20%；所述搅拌混合的时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的抗菌着色聚乳酸母粒，其特征在于：制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的步骤(3)中，所述pH值为2-7，pH调节剂为盐酸溶液、醋酸溶液或碳酸钠溶液；所述搅拌包合的温度为20-40°C，时间为2-4h。
4.根据权利要求1所述的抗菌着色聚乳酸母粒，其特征在于：制备所述β-环糊精包合天然抗菌着色剂的步骤(4)中，所述烘干在60-100°C真空烘箱中进行。
5.一种制备权利要求1所述的抗菌着色聚乳酸母粒的方法，其特征在于：将β-环糊精包合天然抗菌着色剂、壳聚糖、香芹酚、聚乳酸干燥后混合均匀，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到抗菌着色聚乳酸母粒；
所述熔融共混的温度为170-190°C，转速为200-250rpm。
6.一种抗菌着色聚乳酸纤维，包括聚乳酸和权利要求1所述的抗菌着色聚乳酸母粒；
所述抗菌着色聚乳酸纤维中抗菌着色聚乳酸母粒的质量占比为10-20%。
7.权利要求6所述的抗菌着色聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于：由聚乳酸和所述抗菌着色聚乳酸母粒经熔融纺丝制得；
所述熔融纺丝的纺丝温度为220-245°C，纺丝速度为1000-3000m/min。
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| GR01 | Patent grant | ||
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