一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维及制备方法与流程

文档序号:24971733发布日期:2021-05-07 22:42阅读:92来源:国知局
本发明属于功能纤维材料领域,具体涉及一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维及制备方法。
背景技术
:聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料,经发酵生成乳酸后,再经缩聚和熔融纺丝制成。.聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植,废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染,是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好,抗紫外线,具有较低的可燃性和优良的加工性能,适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等,具有广阔的应用前景。随着生活水平的提高,人们对纤维材料的功能要求也越来越多,除了需要具有原有的功能之外,对纤维材料的健康保健功能、抗菌功能、抗病毒功能也提出的新的要求。专利cn109706539a公开了一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法,将纤维级聚乳酸plla粉体和负离子粉体按59~70wt%:30~41wt%混合,经挤压熔融等制得负离子聚乳酸母粒;将plla切片和负离子聚乳酸母粒按90~96wt%:4~10wt%混合,经挤压熔融纺丝、环吹冷却、卷绕、成型落桶制得原丝;再将原丝经集成、后纺集束、一级油浴牵伸、二级牵伸、紧张热定型、叠丝上油、预热箱中预热、卷曲、切断、成包制得负离子聚乳酸纤维。该纤维综合了聚乳酸纤维在一定条件下可完全生物降解以及电气石可释放负离子的优点,是一种可释放负离子的环境友好型纤维。专利cn102936759a公开了一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维及其制备方法,多功能pla纤维组成(按重量计)配比为:pla为87~98.5份,偶联剂修饰后的抗紫外无机纳米粒子为0.5~3.0份,有机紫外线吸收剂为0.5~8份,防蚊虫剂二氯二苯三氯乙烷0.5~8份。多功能pla纤维的制备方法,包括:(1)按上述配比称取pla、抗紫外无机纳米粒子、有机紫外线吸收剂和防蚊虫剂预混后熔融共混造粒,得pla的功能母粒;(2)将pla的功能母粒在熔融纺丝机上经异形喷丝孔纺丝得pla初生纤维;(3)将初生纤维牵伸得pla多功能纤维。所得pla纤维具有抗紫外、防蚊虫和导湿功能,可用作功能纺织品的原料。专利cn111286806a公开了一种负离子保健功能纤维及其制备方法,所述负离子保健功能纤维通过聚乳酸纺丝液、负离子保健微胶囊、天然矿物粉末、分散剂共混纺丝而得,各成分的质量比为150:7~18:1~2.5:0.5~1.5;一种负离子保健功能纤维的制备方法,其包括:以质量分数计,将150份聚乳酸纺丝液、7~18份负离子保健微胶囊、1~2.5份天然矿物粉末、0.5~1.5份分散剂在185~190℃下混合,并以550~650rpm的速度搅拌,得到负离子保健功能纤维纺丝液;将所述负离子保健功能纤维纺丝液制备成初生纤维,卷绕后将所述初生纤维在160℃温度下进行拉伸热定型,即得负离子保健功能纤维。所得负离子保健功能纤维的负离子释放功能极长效,且有优异的耐水洗性能。通过上述专利技术可以看出,制备功能纤维的核心在于如何实现无机功能纳米粒子在有机纤维中的混合分散,使其在发挥相应健康保健、抗菌、抗病毒功能的同时,不影响纤维的原有使用功能。如上述现有技术所公开的功能纤维母粒制备技术、偶联剂表面改性技术以及微胶囊技术等。在我们前期的专利中,针对无机功能纳米粒子在不同纤维基体中的混合分散及功能发挥,我们相继开发了特定硅烷偶联剂表面改性技术(cn111020739a,一种功能性抗酸氧化锦纶纤维及其制备方法;cn110904532a,一种石墨烯多功能氨纶纤维及其制备方法);表面改性结合乳化分散技术(cn111118644a,一种石墨烯多功能腈纶纤维及其制备方法);球磨侵蚀打孔技术(cn111155186a,一种石墨烯多功能粘胶纤维及其制备方法)。上述公开技术虽然解决了无机功能纳米粒子的混合分散问题,但对于中药抗病毒成分的引入却不能适用。为解决该问题,我们又相继开发了二氧化硅气凝胶微球负载技术(cn111519341a,一种复方抗病毒抗菌多功能pp,pe,pet无纺布及制备与应用;cn111534877a,一种中药复方抗冠状病毒、流感病毒复合抗菌多功能纤维;cn111534007a,一种复方抗病毒抗菌保健多功能纤维母粒及制备与应用)。上述公开技术能够同时实现中药抗病毒成分和无机抗菌成分的均匀负载引入。但在工业生产中,特定形态的二氧化硅气凝胶微球制备要求较高,生产成本高,且由于中药抗病毒成分与无机抗菌成分的负载方法存在差异,需要对中药抗病毒成分与无机抗菌成分进行分别负载,然后引入至纤维基体中,制备工艺较复杂。而且上述纤维基材为聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚酯等聚合物,在可降解性、循环再生及环保性方面存在一定的不足。因此,如果能够开发一种成本较低、工艺简单的,能同时将中药抗病毒成分和无机抗菌成分引入至可降解纤维基体中的方法,将具备极好的工业应用前景,并具有良好的环保效益。另外,现有功能纤维的生产工艺普遍采用的是将功能纳米粒子添加到已制备好的纤维基材中,如将各种功能纳米粒子加入到纤维切片中混合。该工艺的问题在于:一、聚合物纤维材料首先需经聚合、分离、加工成为纤维切片,然后再将纤维切片与功能纳米粒子经熔融混合挤出,纤维切片经历了两次成型过程,显著增加了工艺步骤和能耗。二、已成型的纤维切片在与功能纳米粒子的熔融混合过程中难以混合分散均匀,造成功能纳米粒子的效果不能得到有效发挥。技术实现要素:针对以上现有技术存在的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法。本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维。本发明目的通过以下技术方案实现:一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将淀粉发酵原料经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将乳酸预聚体与功能纳米粒子和催化剂加入到挤出机中熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到所述中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维。进一步地,步骤(1)中所述淀粉发酵原料是指玉米、秸秆、大米、甘薯等。进一步地,步骤(2)中所述催化剂是指辛酸亚锡、氧化锌、氯化亚锡、有机锡化合物、有机铝化合物和有机锌化合物中的任意一种。进一步地,步骤(2)中所述功能纳米粒子的加入量为乳酸预聚体质量的0.2%~15%。进一步地,步骤(2)中所述功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将无机功能纳米粒子加入到硅溶胶中搅拌混合均匀,然后加入硅烷偶联剂进行表面凝胶反应,120~200℃下真空干燥,粉碎,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料;2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到功能纳米粒子。优选地,步骤1)中所述无机功能纳米粒子包括无机纳米抗菌防螨粉、无机纳米负离子粉、无机纳米远红外粉、无机纳米磁性粉、无机纳米除甲醛粉、无机纳米除异味粉、无机纳米抗辐射防紫外线粉、石墨烯中的至少一种;所述无机纳米抗菌防螨粉包括纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米氧化银、纳米氧化镧、纳米二氧化钛、纳米氧化镁中的至少一种;所述无机纳米负离子粉包括电气石负离子粉、天然蛋白石矿粉中的至少一种;所述无机纳米远红外粉包括蛭石原矿石粉、麦饭石原矿石粉、远红外陶瓷粉、纳米氧化锆、太极石粉中的至少一种;所述无机纳米磁性粉包括灵磁石粉;所述无机纳米除甲醛粉包括纳米矿晶、纳米二氧化钛中的至少一种;所述无机纳米除异味粉包括纳米二氧化钛、沸石粉、纳米硅藻土中的至少一种;所述无机纳米抗辐射防紫外线粉包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅中的至少一种。上述无机功能纳米粒子来源广泛、成本低廉,无需二次加工;且在硅溶胶中能够良好分散,与硅溶胶具有良好的结合力,能够形成表面包覆结构。优选地,步骤1)中所述硅溶胶的固含量为10%~30%,粒径为5~80nm。优选地,步骤1)中所述无机功能纳米粒子的总质量与硅溶胶的质量之比为1:2~2:1。合适的比例有利于硅溶胶在无机功能纳米粒子表面形成包覆结构,继而在后续凝胶及干燥的过程中在无机功能纳米粒子表面形成多孔二氧化硅。优选地,步骤1)中所述硅烷偶联剂包括烷基硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂中的至少一种;硅烷偶联剂的加入量为硅溶胶质量的0.1%~5%。硅烷偶联剂的作用之一是通过水解形成的硅羟基与硅溶胶进行交联反应促进凝胶,或通过带有的酸碱性基团改变硅溶胶胶团的双电层促进凝胶。作用之二是经干燥后在所得多孔二氧化硅表面形成二次表面改性,进一步提高无机纳米粒子在聚乳酸基体的相容性。作用之三是通过带有的活性基团增强对中药抗病毒提取液中有效成分的吸附。优选地,步骤2)中所述中药抗病毒提取液包括板蓝根、龙骨粉、蒲公英、金银花、野菊花、大青叶、穿心莲、黄芩、黄连、黄柏、柴胡、贯众、连翘、广陈皮、霍香、薄荷中至少一种中药的提取物成分。优选地,步骤2)中所得功能纳米粒子的粒径小于1.5μm。粒径大于1.5μm将严重影响后续纤维的纺丝性能。一种中药复合抗病毒多功能可降解聚乳酸纤维,通过上述方法制备得到。本发明的原理为:利用聚乳酸可通过熔融缩合聚合的特性,将聚乳酸纤维的功能纳米粒子改性步骤耦合至聚乳酸的聚合过程中,可一步同时完成聚乳酸的生成及聚乳酸的功能纳米粒子改性。由于功能纳米粒子是在乳酸预聚体聚合过程中加入,相比与聚乳酸切片的混合具有更好的混合分散效果及稳定性。另外功能纳米粒子的制备通过合适比例的无机功能纳米粒子与硅溶胶进行混合,硅溶胶包覆于无机功能纳米粒子模板表面,然后加入硅烷偶联剂进行表面凝胶反应;干燥除去溶剂的过程中硅凝胶在无机功能纳米粒子表面形成多孔二氧化硅,同时硅烷偶联剂形成二次表面改性。多孔二氧化硅由于具有多孔结构及较大的比表面积,能够对中药抗病毒提取液中的有效成分进行吸附固定,经验证所得多功能聚乳酸能够同时发挥抗菌、抗病毒及健康保健功能。与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明采用的纤维基材为聚乳酸,聚乳酸纤维是一种生产原料可循环再生(如玉米、秸秆、大米、甘薯等),废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。降解产物为二氧化碳和水,燃烧时不会散发毒气,因此不会造成环境污染,是一种可持续发展的生态纤维。具有环保、可降解、可循环再生的优点。(2)本发明的方法将聚乳酸纤维的功能改性工艺与上游的纤维聚合工艺进行有效耦合,即直接按照功能纤维的性能要求将特定的功能纳米粒子提供给聚合物纤维材料生产厂家,在聚合物纤维材料的成型过程中加入功能纳米粒子,直接生产得到功能纤维材料。免去了先制备纤维材料然后与功能纳米粒子再次混合的步骤,显著简化了工艺步骤和生产能耗。同时在聚合物纤维材料的制备成型过程中加入功能纳米粒子,相比成型的纤维切片与功能纳米粒子的熔融混合,可具有更好的混合分散效果和稳定性。(3)本发明功能纳米粒子的制备方法将无机抗菌或健康保健功能与中药抗病毒功能集成于同一个粒子中,在生产过程中直接将该复合功能粒子提供给纤维生产厂家按照相应的性能要求进行生产即可,无复杂的备料及前处理过程,简化了制备工艺并降低了出错率。经验证所得功能纳米粒子加入到聚乳酸纤维基体中能够同时发挥抗菌、抗病毒及健康保健功能。(4)本发明功能纳米粒子的制备以无机功能纳米粒子作为模板,通过成本较低的硅溶胶制备多孔二氧化硅层,经验证能够吸附固定中药抗病毒成分并持久长效发挥相应的抗病毒功能,降低了制备成本。(5)本发明所得功能纳米粒子具有多孔结构及偶联剂二次表面改性,以及在熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子,均能够促进与纤维基材融合,具有极好的相容性及分散稳定性,对纤维材料具有一定的补强作用,且具有更好的耐水洗效果。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。实施例1本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将95质量份乳酸预聚体与5质量份中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将50质量份无机抗菌防螨纳米粒子氧化银和50质量份健康保健功能纳米粒子远红外陶瓷粉加入到100质量份硅溶胶(固含量20%,粒径30~50nm)中搅拌混合均匀,然后加入2质量份硅烷偶联剂乙基三甲氧基硅烷进行表面凝胶反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将30质量份板蓝根、20质量份蒲公英、20质量份金银花、10质量份野菊花、10质量份大青叶、10质量份穿心莲、5质量份广陈皮、5质量份霍香和5质量份薄荷加入到500质量份水中煎煮,过滤取滤液浓缩得到中药抗病毒提取液。实施例2本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨远红外负离子多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将85质量份乳酸预聚体与15质量份中药复合抗病毒抗菌防螨远红外负离子多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨远红外负离子多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将100质量份无机抗菌防螨纳米粒子氧化锌和100质量份健康保健功能纳米粒子(50质量份远红外陶瓷粉和50质量份电气石负离子粉)加入到100质量份硅溶胶(固含量10%,粒径5~30nm)中搅拌混合均匀,然后加入5质量份硅烷偶联剂3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷进行表面凝胶反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外负离子多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将40质量份板蓝根、30质量份蒲公英、10质量份金银花、10质量份野菊花、5质量份大青叶、5质量份穿心莲、10质量份广陈皮、3质量份霍香和2质量份薄荷加入到400质量份水中煎煮,过滤取滤液浓缩得到中药抗病毒提取液。实施例3本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨负离子多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将90质量份乳酸预聚体与10质量份中药复合抗病毒抗菌防螨负离子多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨负离子多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将20质量份无机抗菌防螨纳米粒子氧化铜和30质量份健康保健功能纳米粒子电气石负离子粉加入到100质量份硅溶胶(固含量30%,粒径50~80nm)中搅拌混合均匀,然后加入1质量份硅烷偶联剂氨丙基三甲氧基硅烷进行表面凝胶反应,120~150℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌负离子多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将质量比为2:1的板蓝根粉和龙骨粉加入到水中煎煮,过滤浓缩,得到中药抗病毒提取液。实施例4本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将99.5质量份乳酸预聚体与0.5质量份中药复合抗病毒抗菌防螨多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将50质量份无机抗菌防螨纳米粒子(25质量份氧化银粉和25质量份氧化铜粉)加入到100质量份硅溶胶(固含量20%,粒径10~30nm)中搅拌混合均匀,然后加入2质量份硅烷偶联剂甲基三甲氧基硅烷进行表面凝胶反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌防螨多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将50质量份板蓝根、20质量份蒲公英、10质量份金银花、10质量份野菊花、5质量份大青叶、5质量份穿心莲、10质量份广陈皮、5质量份霍香和5质量份薄荷加入到500质量份水中煎煮,过滤取滤液浓缩得到中药抗病毒提取液。实施例5本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨净化除甲醛多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将94质量份乳酸预聚体与6质量份中药复合抗病毒抗菌防螨净化除甲醛多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨净化除甲醛多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将50质量份无机抗菌防螨纳米粒子(25质量份氧化银粉和25质量份氧化铜粉)和50质量份健康保健功能纳米粒子(25质量份纳米矿晶粉和25质量份纳米硅藻土)加入到100质量份硅溶胶(固含量50%,粒径10~30nm)中搅拌混合均匀,然后加入3质量份硅烷偶联剂γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷进行表面凝胶反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌防螨净化除甲醛多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将质量比为2:1的板蓝根粉和龙骨粉加入到水中煎煮,过滤浓缩,得到中药抗病毒提取液。实施例6本实施例的一种中药复合抗病毒抗菌防螨防紫外线多功能可降解聚乳酸纤维的制备方法,包括如下制备步骤:(1)将玉米经发酵提取得到乳酸,然后在100~170℃温度及减压条件下脱水缩合得到乳酸预聚体;(2)将92质量份乳酸预聚体与8质量份中药复合抗病毒抗菌防螨防紫外线多功能纳米粒子和催化剂辛酸亚锡加入到双螺杆挤出机中,160~200℃温度下熔融混合缩聚,得到功能聚乳酸;(3)将所得功能聚乳酸经纺丝成型,得到中药复合抗病毒抗菌防螨远红外多功能可降解聚乳酸纤维。本实施例的中药复合抗病毒抗菌防螨防紫外线多功能纳米粒子通过如下方法制备:1)将50质量份无机抗菌防螨纳米粒子(25质量份氧化铜粉和25质量份氧化锌粉)和50质量份健康保健功能纳米粒子纳米二氧化钛加入到100质量份硅溶胶(固含量15%,粒径10~30nm)中搅拌混合均匀,然后加入1质量份硅烷偶联剂甲基三甲氧基硅烷进行表面凝胶反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到中药复合抗病毒抗菌防螨防紫外线多功能纳米粒子。本实施例步骤2)中所述中药抗病毒提取液通过如下方法制备得到:将40质量份板蓝根、20质量份龙骨粉、20质量份金银花、10质量份连翘、10质量份黄莲加入到800质量份水中煎煮,过滤取滤液浓缩得到中药抗病毒提取液。对比例1本对比例与实施例2相比,功能纳米粒子的制备不加入硅溶胶,采用等量乙醇水溶液(95%乙醇)分散,其余步骤完全相同。功能纳米粒子的具体制备步骤如下:1)将100质量份无机抗菌防螨纳米粒子氧化锌和100质量份健康保健功能纳米粒子(50质量份远红外陶瓷粉和50质量份电气石负离子粉)加入到100质量份乙醇水溶液(95%乙醇)中搅拌混合均匀,然后加入5质量份硅烷偶联剂3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷进行表面改性反应,150~180℃下真空干燥,粉碎至粒径小于1.5μm,得到硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料。2)将步骤1)所得硅烷偶联剂表面改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到功能纳米粒子。对比例2本对比例与实施例2相比,不加入硅溶胶和硅烷偶联剂,直接将未改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到功能纳米粒子。其余步骤完全相同。对比例3本对比例与实施例2相比,直接将未改性的无机纳米粉体材料加入到中药抗病毒提取液中进行吸附处理,冷冻干燥,得到功能纳米粒子。然后将功能纳米粒子与直接购买的聚乳酸切片经挤出机挤出混合后熔融纺丝,得到多功能聚乳酸纤维。对本发明部分实施例及对比例1~3所得聚乳酸纤维进行纤维强度、抗病毒性能、抗菌性能、防螨效果、负离子性能、远红外性能进行测试。1、纤维强度测试采用纤维强力测试仪测试单根纤维拉伸断裂强度。测试结果如下表1所示。表1断裂强度/cn/dtex实施例24.7对比例13.9对比例23.6对比例32.8通过表1结果可以看出,本发明通过硅溶胶对无机纳米粒子进行表面包覆改性,经干燥后形成的多孔二氧化硅可在一定程度上提高纤维的强度。而且相比将功能纳米粒子与直接购买的聚乳酸切片混合纺丝,通过聚乳酸熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子可在一定程度上提高纤维的强度,说明熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子具有更好的混合分散效果。2、抗病毒活性检测要求及依据为ws628-2018;iso18184-2014;测试病毒为甲型流感病毒h1n1和冠状病毒hcov-229e。测试结果如下表2所示。表2通过表2结果可以看出,本发明通过硅溶胶对无机纳米粒子进行表面包覆改性,经干燥后形成的多孔二氧化硅为中药抗病毒活性成分的有效吸附载体。未表面包覆改性的无机纳米粒子不能有效吸附中药抗病毒活性成分并发挥抗病毒效果。3、抗菌性能检测依照“gb/t20944.3-2008振荡法”;测试菌金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌和肺炎克雷白氏菌。测试结果如下表3所示。表3金黄色葡萄球菌大肠杆菌白色念珠菌肺炎克雷白氏菌实施例299%98%93%98%对比例199%99%93%98%对比例299%98%94%98%对比例398%98%90%95%通过表3结果可以看出,本发明通过硅溶胶对无机纳米粒子进行表面包覆改性,经干燥后形成的多孔二氧化硅对无机抗菌成分的抗菌性能无明显不良影响。将所得多功能纤维进行振荡水洗20次(含0.5%质量浓度的烷基磺酸钠表面活性剂成分,重复水洗-晾干过程),再次测试抗菌性能。测试结果如下表4所示。表4金黄色葡萄球菌大肠杆菌白色念珠菌肺炎克雷白氏菌实施例297%97%91%97%对比例188%85%80%83%对比例279%76%73%77%对比例363%59%47%60%通过表4结果可以看出,通过硅溶胶对无机纳米粒子进行表面包覆改性以及通过硅烷偶联剂表面改性,均能在一定程度上提高抗菌耐水洗性能。而且相比将功能纳米粒子与直接购买的聚乳酸切片混合纺丝,通过聚乳酸熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子可在一定程度上提高纤维抗菌耐水洗性能,进一步证明了熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子具有更好的结合效果。4、防螨效果检测依据gb/t24253-2009,9.2抑制法;检测生物体为粉尘螨,培养时间7天;对照样为不经任何处理的100%棉织物,经高温蒸煮和蒸馏水洗涤后作为对照样。测试结果如下表5所示。表5对照样实施例2对比例1对比例2对比例3检测结果(只)21138383642抑制率(%)--82828380水洗20次后的抑制率(%)--80767248表5结果进一步证明了硅溶胶表面包覆改性、硅烷偶联剂表面改性及熔融混合缩聚的过程中引入功能纳米粒子均能在一定程度上提高功能纳米粒子与聚乳酸纤维基体的结合效果,并最终体现为耐水洗性能的提高。5、负离子性能采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测,测试结果如下表6所示。表6负离子产生量实施例2634个/cm3对比例1658个/cm3对比例2646个/cm3对比例3627个/cm36、远红外性能测试依据“cas115-2005,保健功能纺织品”,测试结果如下表7所示。表7远红外波长范围远红外发射率温升实施例24~16μm0.882.4对比例14~16μm0.892.0对比例24~16μm0.891.9对比例34~16μm0.822.0通过表6和表7结果可以看出,本发明通过硅溶胶对无机纳米粒子进行表面包覆改性,经干燥后形成的多孔二氧化硅对无机健康保健功能成分的性能无明显不良影响,且在保温性能上具有一定的提升。上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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