[发明专利]一种壳聚糖/五倍子单宁复合纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖/五倍子单宁复合纤维的制备方法，属于生物基功能纤维领域。本发明的复合纤维是采用五倍子单宁与壳聚糖共混制备得到的壳聚糖/五倍子单宁复合纤维，力学性能、热稳定性好，对金黄色葡萄球菌具有极强的抗菌作用。本发明采用天然多酚五倍子单宁与壳聚糖共混制备壳聚糖/五倍子单宁复合纤维，五倍子单宁成为一种交联剂，以改善壳聚糖纤维机械性能，并赋予壳聚糖纤维功能性。

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖/五倍子单宁复合纤维的制备方法，属于生物基功能纤维领域。

背景技术

中国是化学纤维生产大国，而化学纤维对石油基化学品的过度依赖将导致石油等不可再生资源的大量消耗，从而引发资源枯竭、环境污染等问题。据报道，目前世界石油资源可开采年限约40年，而我国能开采的年限也不超过30年。为了满足市场需求，必须寻找相应的可替代性资源。壳聚糖是一种天然的高分子化合物，在虾和蟹的壳中含量丰富。壳聚糖不仅具有良好的生物相容性，生物降解性和无毒性，而且还具有良好的抗菌性能，可抑制某些病原微生物(如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)的生长。壳聚糖纤维的生物降解性也有助于防止其产品废弃后对环境的污染，并改善土壤的微生态性质。

目前，壳聚糖纤维的常用制备方法是湿法纺丝。

壳聚糖纤维最大的缺陷在于其力学性能比常用纺织纤维差，这大大地限制了它们的应用；此外，单一成分的壳聚糖纤维产品加工及使用难度大。另外，常规壳聚糖纤维需要接触18h才能达到抑菌峰值，而现代医学要求2小时内达到抑菌效果，这就要求能缩短壳聚糖纤维达到抑菌峰值的时间或使其具有杀菌功效。

为提高壳聚糖纤维的机械性能和功能，杨庆等人采用乙二醛为交联剂对壳聚糖纤维进行交联处理以改善纤维强度；徐德增在引发剂过硫酸铵(APS)的作用下，采用丙烯酸(AA)接枝改性壳聚糖(CS)，制备出CS-g-AA接枝共聚物，经湿法纺丝将其纺制成纤维,再用戊二醛对纤维进行交联，可得到较好力学性能的改性CS纤维；杨文芳等人采用阳离子表面活性剂整理提高壳聚糖纤维的抗菌性能；何雪梅等人采用纳米SiO₂改性法以提高壳聚糖纤维的热稳定性能；张平采用壳聚糖与聚乙烯醇共混纺丝的方法以提高了壳聚糖纤维的可纺性与可编织性能。但是，这些方法中，戊二醛交联剂有毒，聚乙烯醇难以降解，均不环保。

发明内容

随着人们对于织物保健性能越来越多的关注，人们对于开发天然物质的功能性有了越来越大的兴趣。天然多酚作为植物染料在我国具有悠久的历史。天然多酚用于染色，不仅可以弥补合成染料有毒物质排放的弊端，而且许多天然多酚来源于中草药，具有各种保健功能，如抗氧化、抗菌、消炎等功效。在功能化整理染色过程中，这些天然多酚类的物质被吸收，从而赋予了染色材料这些功能。近年来，茶多酚、葡萄籽提取物等植物多酚与壳聚糖共混制备复合薄膜，以改善其力学性能并赋予某些功能性。但是，制膜与纺丝对原液的要求不一样，纺丝对原液的要求更高。纺丝原液需要具有非常好的流变性能，另外纺丝过程中纺丝工艺条件以及凝固浴的选择都会对纤维性能产生很大影响。而制膜对原液则没有这么高的要求，只需原液具有一定的流动性即可。也没有文献报道或教导这些多酚可与壳聚糖共混并采用湿法纺丝方法制备壳聚糖复合纤维。

为了解决上述问题，本发明以五倍子单宁为功能成分，将五倍子单宁添加到壳聚糖纺丝液中，制备壳聚糖/五倍子单宁复合纤维。五倍子单宁的添加量为壳聚糖质量百分数5％～15％，并进行湿法纺丝。本发明的复合纤维中，含有五倍子单宁，具有抗氧化、抗菌、消炎等功效，同时有效地提高了纯壳聚糖纤维的机械强度。

本发明的第一个目的是提供一种壳聚糖复合纤维，所述壳聚糖复合纤维是采用五倍子单宁与壳聚糖共混制备得到的壳聚糖/五倍子单宁复合纤维；其中五倍子单宁添加量为壳聚糖质量的5％-15％。

在一种实施方式中，所述五倍子单宁添加量为7.5％-15％(五倍子单宁相对于壳聚糖的质量百分数)。

在一种实施方式中，所述五倍子单宁添加量：5％，7.5％，10％，12.5％，15％；分别为五倍子单宁相对于壳聚糖的质量百分数。