一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無紡布技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
【背景技術(shù)】
[0002]無紡布是一種不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者長絲進行定向或隨機排列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機械、熱粘或化學等方法加固而成，具有柔軟、透氣和平面結(jié)構(gòu)的新型纖維制品，優(yōu)點是不產(chǎn)生纖維肩，透氣防水、環(huán)保、柔韌、無毒無味、耐用、絲般柔軟，也是增強材料的一種，而且還有棉質(zhì)的感覺。最初用于衛(wèi)生用品的無紡布采用丙綸、滌綸等生產(chǎn)，生產(chǎn)時對溫度要求比較苛刻，操作難度大，且整體硬度比較大，后來采用ES纖維生產(chǎn)無紡布，具有蓬松性、柔軟性、高強度、吸油、吸水等特點，可以用于口罩、紙尿褲、衛(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生用品，但功能有限，不具有抗菌性，不能吸附有毒有害物質(zhì)。
[0003]殼聚糖又稱水溶性甲殼素，是一種多糖類天然高分子，由甲殼素經(jīng)過脫乙酰化反應制備而得到的產(chǎn)物，具有良好的生物相容性、抗菌性、生物可降解性和吸附重金屬離子的能力，利用殼聚糖紡絲成殼聚糖纖維，具有顯著的抑菌抗霉作用，可廣泛用于衛(wèi)生紡織品及服裝，如衛(wèi)生巾、嬰兒裝、燒傷及創(chuàng)傷治療用紗布等，但是由于殼聚糖分子間的強氫鍵作用，分子間的有序結(jié)構(gòu)使殼聚糖晶體結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定，因而只溶于酸性水溶液中，限制了殼聚糖的廣泛運用。殼聚糖含有豐富的氨基和羥基，在一定條件下可以反應得到羧甲基化的殼聚糖，既保留了殼聚糖的優(yōu)點，又極大地改善了水溶性，羧甲基殼聚糖有三種:0_羧甲基殼聚糖、N-羧甲基殼聚糖、0，N_羧甲基殼聚糖，在不同條件下處理可以得到不同取代度的羧甲基殼聚糖產(chǎn)物，羧甲基殼聚糖的性能主要由分子量、脫乙酰度和取代度決定。羧甲基殼聚糖纖維結(jié)構(gòu)中含有大量的胺基和羧甲基基團，具有更高的吸水性和吸附性能。
[0004]如何制備一定脫乙酰度和取代度的羧甲基殼聚糖纖維，并與其他纖維混合制備一種無紡布，除了保留殼聚糖纖維的優(yōu)點外，使其能在一定條件下產(chǎn)生微溶狀態(tài)，具備高抗菌、高吸附重金屬微小顆粒的功能，是本領(lǐng)域研發(fā)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，改善傳統(tǒng)無紡布的性能，在一定條件下能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點的ES纖維制備而成，在溫度25?40°C、PH為5.0?8.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，能產(chǎn)生微溶狀態(tài);ES纖維為內(nèi)芯型結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯為PP纖維，外皮為PE纖維;所述羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比為:羧甲基殼聚糖纖維為1%_10%，殼聚糖纖維為5%-20%，ES纖維為70%-94%，羧甲基殼聚糖纖維熔點為500?800°C，殼聚糖纖維熔點為300?600°C，PP纖維熔點為165?173°C，PE纖維熔點為124?138°C。
[0007]所述微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(1)將分子量為IX 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹I?1.5h，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為201111/1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)?!1=9，在45°C下強力攪拌I.5?2h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3?5min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風粘合，低熔點的ES纖維在交叉點上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點的羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維仍保持原來的狀態(tài)，冷卻后制得高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
[0008]為保證讓本發(fā)明在溫度25?40 °C、PH為5.0?8.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，，所述羧甲基殼聚糖纖維的制備過程中用紫外線處理，加熱均勻，制備的羧甲基殼聚糖分子量較小，水溶性增加。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點在于:
(1)本發(fā)明所含ES纖維含量高，蓬松性能好，更加柔軟透氣，強度大，不易斷裂；
(2)制備過程中增加了殼聚糖纖維，殼聚糖與金屬離子通過離子交換、吸附、螯合作用發(fā)生結(jié)合，改善傳統(tǒng)無紡布的性能，具有良好的生物相容性、抗菌性、生物可降解性和吸附重金屬離子的能力；
(3)添加羧甲基殼聚糖，由于在羧甲基殼聚糖分子鏈上引入了親水的羧基基團，極大地改善了水溶性，使吸濕保濕性能明顯增強，而且在本發(fā)明設定的條件下制備的羧甲基殼聚糖的取代度達到了較好的吸水性能和吸附效果，抗菌性能佳；
(4)用于本發(fā)明的羧甲基殼聚糖纖維在制備過程中采用紫外線處理，降解羧甲基殼聚糖的分子量，溶解性能更好;羧甲基殼聚糖纖維制備后采用微波及表面抗菌劑處理，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維的強度和抗菌性，進而提高本發(fā)明的強度、水溶性和抗菌性會K;
(5)本發(fā)明在一定條件下能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，遇到堿性或中性液體，羧甲基殼聚糖纖維會微溶，遇到酸性液體，羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維同時微溶，在微溶狀態(tài)下，本發(fā)明被溶解的比率很少，本身外觀、顏色、強度不會發(fā)生明顯變化，但是能更有效的阻隔、過濾及粘附微小顆粒，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0011]實施例1
一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點的ES纖維制備而成，在溫度25°C、PH為5.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維溶解15%、殼聚糖纖維溶解7%，產(chǎn)生微溶狀態(tài);ES纖維為內(nèi)芯型結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯為PP纖維，外皮為PE纖維;羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比為:羧甲基殼聚糖纖維為1%，殼聚糖纖維為5%，ES纖維為94%，羧甲基殼聚糖纖維熔點為500?800 °C，殼聚糖纖維熔點為300?600°C，PP纖維熔點為165?173°C，PE纖維熔點為124?138°C。
[0012]微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(1)將分子量為IX 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹Ih，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為20ml/L的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH=9，在45°C下強力攪拌1.5h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到O位上取代度為0.6、N位上取代度為0.5的大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風粘合，低熔點的ES纖維在交叉點上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點的羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維仍保持原來的狀態(tài)，冷卻后制得高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
[0013]為保證讓本發(fā)明在溫度25°C、PH為5.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維溶解15%、殼聚糖纖維溶解7%，產(chǎn)生微溶狀態(tài)，所述羧甲基殼聚糖纖維的制備過程中用紫外線處理，加熱均勻，制備的羧甲基殼聚糖分子量較小，水溶性增加。
[0014]實施例2
一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布，由羧甲基殼聚糖纖維、殼