[发明专利]一种氰乙基壳聚糖纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氰乙基壳聚糖纤维及其制备方法，属于改性壳聚糖纤维制备技术领域。

背景技术

壳聚糖以其天然的粘结性、降解性、可纺性，在医用纺织品、生活纺织品及功能纺织品上应用广泛，而且其年产量巨大仅次于纤维素是第二大天然高分子。但是壳聚糖纤维并没有大量投放市场，因其制备工艺还不够完善，制备的成品纤维的机械强度不高。所以对壳聚糖进行改性，选择壳聚糖的良溶剂，以提高壳聚糖纤维的强度是目前亟待解决的问题。如胡巧玲等专利200810059135.X将脱乙酰度40％～70％、分子量20万～60万的壳聚糖粉末分散于溶解壳聚糖的碱性溶剂（氧化钠0.2～2％、氢氧化钾0.1～5％、其余为水）中，静置待其充分溶胀，将充分溶胀的悬浮液在-20℃～0℃反复冷冻，解冻数次，得到透明的壳聚糖溶液。该溶剂溶解壳聚糖可得到稳定的溶液，从而避免了壳聚糖在酸中的降解问题，避免了壳聚糖制品因降解而导致的性能下降。胡巧玲等专利CN201110099174.4，以碱性氢氧化锂、氢氧化钠、尿素、丙三醇混合溶液为溶剂，溶解壳聚糖制备壳聚糖纤维，其特征在于，以碱性溶剂溶解壳聚糖为纺丝液，使得壳聚糖大分子链以高度溶胀状态存在，壳聚糖大分子链排列更加紧密，克服了壳聚糖在酸性溶液中极不稳定的状态，确保壳聚糖大分子链不水解及糖苷键不断裂，更有利于大分子链取向排列，使得壳聚糖纤维的力学性能得以提高。对壳聚糖纤维进行改性也可以制备出具有特定功能的壳聚糖纤维，如李毅彬等专利200510088100.5聚糖纤维经碱化生成碱壳聚糖纤维再与氯乙酸进行醚化反应，制成羧甲基壳聚糖纤维，再经开松、成网、针刺制成30～200g/m²的敷料，经裁切、包装、消毒即可。该发明适用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等，覆盖创面可防止体液中的水分损失，为伤口愈合提供积极的湿润环境，并保持创面不积液，无浸蚀，隔绝细菌感染，可起到消炎、止血、镇痛，促进组织愈合的作用。刘永乐等专利CN200810041340.3报道了一种羟乙基壳聚糖纤维的制备方法，其方法为先将壳聚糖纤维浸入碱溶液中制备碱壳聚糖，然后在体系中滴入环氧乙烷的异丙醇溶液，醚化反应一段时间，得到羟乙基壳聚糖纤维，该制备方法在壳聚糖大分子链上引入亲水性的羟乙基，即得到具有吸液保液能力的羟乙基壳聚糖纤维，该纤维在烧伤烫伤等多渗液溢出伤口的治疗上具有潜在的应用价值，制备方法简单，取代度易控制。以上两专利都为壳聚糖衍生物纤维，其共同点是制备方法都为对壳聚糖纤维进行衍生化反应，制备过程简单，但是并不稳定。本研究方法是制得的壳聚糖衍生物直接溶解制备壳聚糖衍生物纤维，性能更加稳定。以离子液体为溶剂制备壳聚糖纤维也有报道，于世涛等专利CN200910138811.7以离子液体水溶液作为溶剂，在常温常压下溶解壳聚糖，制备壳聚糖纺丝溶液，经过凝固、拉伸、水洗、干燥，最后得到壳聚糖纤维。该方法的特点为克服了目前制备壳聚糖纤维过程中溶剂易挥发、不易回收、污染严重和三废处理量较大等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种氰乙基壳聚糖纤维及其制备方法。该制备方法采用湿法纺丝工艺，以天冬氨酸盐酸盐离子液体（[Asp]Cl）水溶液为溶剂，制备氰乙基壳聚糖纤维，具有提高壳聚糖纤维强度的特点。

本发明解决问题的技术方案是：一种氰乙基壳聚糖纤维的制备方法，包括下述工艺步骤：

①氰乙基壳聚糖的制备：按质量比壳聚糖:5~20%氢氧化钠溶液1:5投料，将壳聚糖分散均匀，在空气中放置，溶胀5h后在-15℃冷冻12h，制得碱性壳聚糖，解冻后，按质量比壳聚糖：丙烯腈1:1~1:5加入丙烯腈，在室温下反应0.5~24h，产物用乙醇洗至中性，过滤，烘干。

②纺丝溶液的制备：将[Asp]Cl离子液体溶解于去离子水中配制成质量分数为1~10%的[Asp]Cl离子液体水溶液，将步骤①制备的氰乙基壳聚糖逐步加入[Asp]Cl离子液体水溶液中，在60℃下搅拌至完全溶解，配制成纺丝溶液，其中氰乙基壳聚糖的质量为离子液体水溶液质量的5%；

③氰乙基壳聚糖纤维的制备：将纺丝溶液注入湿法纺丝机注射器中，在温度10~60℃下纺制纤维，在凝固浴中，经过拉伸，充分水洗，在空气中自然干燥成纤维。

本发明所述制备方法步骤③中所述凝固浴优选为体积比1:1的5%氢氧化钠水溶液和无水乙醇的混合溶液。

本发明所述制备方法步骤②中优选将[Asp]Cl离子液体溶解于去离子水中配制成质量分数为3%的[Asp]Cl离子液体溶液。