[发明专利]可生物降解的具有高强度高韧性的海藻酸纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种可生物降解的具有高强度高韧性的海藻酸纤维的制备方法，属于海藻酸纤维的制备技术领域。该制备方法包括：首先将原料海藻酸钠和纤维素醚溶解于去离子水中，配置得共混纺丝液A；然后制备聚多糖纳米分散液，并将所得共混纺丝液A与所得聚多糖纳米分散液充分混合，向其中加入吐温20、单甘脂或二者的复配物，依次经搅拌、脱泡后得共混纺丝液B；最后将该共混纺丝液B置于凝固浴中，采用湿法纺丝工艺，经牵伸、水洗、浸泡、烘干后即得海藻酸纤维。本发明具有工艺简单易控、节能环保、产品质量好等有益效果。

技术领域

本发明涉及海藻酸纤维的制备技术领域，具体涉及一种选用绿色环保质生物材料制备高强度高韧性海藻纤维的方法。

背景技术

我国是海藻养殖第一大国，也是海藻加工大国，养殖与加工的海藻占全球70％以上。海藻多糖具有广阔的开发应用前景，以廉价的海藻多糖为物质基础可生产出大批量具有重要价值和高附加值的产品。从海藻中提取的天然多糖海藻酸钠可以作为原料，通过湿法纺丝工艺制备海藻酸纤维，研究发现海藻酸纤维具有很多优异的性能，如高吸湿性、止血性、高透氧性、凝胶阻塞性、生物降解性和生物相容性等，可用于制作无纺布和织物，用于医用纱布、绷带、敷料和面膜等。但海藻酸纤维断裂强力低，断裂伸长小，在纺纱过程中易断裂，属于典型的脆性断裂，大大限制了其应用范围。

基于上述现有技术中存在的技术问题，该领域的研究者们更多的专注于相关研究来提高海藻酸纤维的力学性能，而改善海藻酸纤维力学性能的方法主要是通过对海藻酸进行改性，改性方法主要包括物理改性与化学改性。其中物理改性主要有共混、填充等方法，化学改性主要包括共聚、接枝等手段。

关于上述相关研究报道主要有：在纺丝原液中添加无机纳米颗粒，如添加纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米二氧化钛、纳米氢氧化铝等，通过湿法纺丝制备海藻酸/无机纳米粒子复合纤维，利用无机纳米颗粒本身的高强度、高刚度、高比表面积等优良特性，增强海藻酸纤维的拉伸断裂强力。有的采用环氧氯丙烷制备交联海藻酸纤维，促进海藻酸纤维大分子之间的交联；或采用硫酸铜溶液浸泡海藻酸钙纤维，通过与氧原子具有更高螯合能力的铜离子与钙离子发生的离子交换改性海藻酸钙纤维。

如CN 106012103 A公开了一种高强度海藻纤维的制备方法，其在海藻酸钠溶液中加入了纳米碳酸钙制得纺丝原液，将该纺丝原液经过滤、快速脱泡，以氯化钙为凝固浴进行湿法纺丝，得到纳米初生纤维；然后，将初生纤维在去离子水中浸泡24h-72h，再经后处理即得。

CN 106149099 A公开了一种高强度海藻纤维的制备方法，其首先制取了海藻酸盐纺丝液，然后把海藻酸盐与聚乙烯醇共混或交联之后得到海藻酸盐纺丝液，经纺丝、微波干燥等步骤后制备得到高强度海藻纤维。

虽然以上方法都可以有效改善海藻纤维的力学性能，但是其只专注于提高海藻纤维的强度，对所使用材料的绿色环保性缺乏考虑，如无机纳米粒子的添加可能对海藻酸纤维的生物相容性与可降解性产生不良影响，还会影响其吸湿保湿等其他性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可生物降解的具有高强度高韧性的海藻酸纤维的制备方法，其不仅降低了制备工艺中造成的环境污染问题，还能同时提高海藻酸纤维的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可生物降解的海藻酸纤维的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a将原料海藻酸钠和纤维素醚溶解于去离子水中，所述的海藻酸钠与纤维素醚的质量比为3～5:1，配置得到质量百分比为6～12％的共混纺丝液A；

b称取一定量的聚多糖纳米晶，并将其溶于去离子水中，在25℃下，800～1000w功率下超声波分散2～3h，得聚多糖纳米分散液；

c将步骤a所得共混纺丝液A与步骤b所得聚多糖纳米分散液充分混合，并向其中加入质量分数为0.05～0.5％的物质D，依次经搅拌、脱泡后得共混纺丝液B；