专利名称：相变调温海藻纤维的制备方法及用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制作医用敷料和纱布的相变调温海藻纤维的制备方法及用途，属高分子化学材料领域。
背景技术：
海藻酸是一类从海藻中提取出的天然线性多糖，由1-4键合的β-D-甘露糖醛酸(M单元)和a(α)-L-古罗糖醛酸(G单元)组成，无毒、可生物降解、并具较有高的生物活性。而海藻酸纤维有高吸湿性、易去除性、高透氧性和人体相容性好等优异性能，使其非常适合做医用外科材料，所以以海藻酸纤维为基础的医用敷料、纱布、绷带，近年来得到了广泛应用。
1高吸湿性。可以吸收大量的伤口渗出物，延长更换绷带的时间间隔，减少更换绷带的次数，减少护理时间，降低总体护理费用。
2易去除性。海藻酸盐纤维与伤口渗出液接触后，大大地膨胀而形成了柔软的水凝胶。高M海藻酸盐绷带可以用温热的盐水溶液淋洗去除；高G海藻酸盐绷带在治愈过程中，膨胀较小，可以整片拿掉，这对伤口新生的娇嫩组织有极大的保护，可以避免更换纱布时对伤口造成二次伤害。
3高透氧性。海藻酸纤维吸湿后形成亲水性凝胶，与亲水基团结合的“自由水”成为氧气传递的通道，氧气通过吸附-扩散-解吸的原理从外界环境进入伤口内环境；纤维内的高G段作为纤维的大分子骨架连接点成为水凝胶的相对硬性部分，形成氧气通过的微孔。避免了伤口的使用传统医用敷料时造成的缺氧环境，提高了伤口治愈环境的质量。
4凝胶阻塞性质。海藻酸盐绷带与渗出液接触时，纤维大大的膨化，使大量的渗出液处于凝胶结构的纤维内部。此外，单个纤维的膨化，使纤维间空穴被封闭，阻止了液体的扩散，海藻酸盐绷带的所谓“凝胶阻塞”特性，使得伤口渗出物的散布、对健康组织的浸渍作用大大的减少了。
5生物降解性和相容性。海藻酸盐纤维是一种可生物降解的纤维，解决了对环境污染的问题。生物相容性使其在作为手术线时可不经二次拆线，减少了病人的痛苦。
受到烧伤、创伤时，病人体温受外部环境影响很大，所以如何维持其体温恒定备受关注。所以，如何制取一种蓄热调温海藻纤维或织物，用做医用敷料，防止局部温度过高，避免出汗引起伤口感染，促进伤口愈合，已成为当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的任务是在海藻纤维原有优异医用性能的基础上，赋予其调温性能，提供一种相变调温海藻纤维的制备方法及用途。
其技术解决方案是一种相变调温海藻纤维的制作方法，包括如下步骤①制取质量百分比为3％～6％的海藻酸钠溶液；②在上述海藻酸钠溶液中加入相变微胶囊作为调温添加剂，制取纺丝混合液；③将上述纺丝混合液采用常规湿法纺丝工艺制取相变调温海藻纤维。
上述步骤②中，海藻酸钠与相变微胶囊的质量比为10∶1～10∶3；相变微胶囊的调温范围在18℃～38℃区间内，相变焓≥160J/g，微胶囊的平均粒径为1.0μm，大部分粒径分布集中在0.5～6.0μm之间，以聚脲型树脂或环氧树脂为囊壁，并采用界面聚合法制取。
上述步骤③中，采用的金属凝固浴可为2％～6％(质量百分比)的CaCl2、Al2(SO4)3或ZnCl2溶液与体积比30～100∶100的无水乙醇混合液。
优选体积比为1∶1的4％CaCl2与无水乙醇混合液。
上述相变微胶囊，囊芯部分的相变物质是C16～C21的直链烷烃，囊壁采用界面聚合法制备的聚脲型树脂或环氧树脂为囊壁。
上述相变调温海藻纤维可制造无纺布作为医用材料。
本发明有益效果海藻酸钠易与某些二价阳离子络合形成水凝胶，它是典型的离子交联水凝胶。在海藻酸钠水溶液中加入Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等阳离子后，G单元上的Na+与二价金属离子发生离子交换反应。海藻酸钠的G单元与Ca2+生成“egg-box”结构，形成一个三维空间网状结构，从而转变成水凝胶纤维而析出。本发明采取相变微胶囊与海藻酸钠共混纺丝，海藻酸钠在生成“egg-box”结构并转变成纤维析出过程中，将相变微胶囊包覆于其中得到一种相变调温海藻纤维，其可作为蓄热调温纤维或织物用做医用敷料，可防止局部温度过高，防止出汗引起的伤口感染，促进伤口愈合，也可防止冻伤。上述相变微胶囊，其囊芯部分的相变物质采取是C16～C21的直链烷烃等技术方式，C16～C21的直链烷烃相变温度在16℃～40℃，其作为相变材料的优点为相变潜热高，几乎无过冷现象，熔化时蒸气压低，不宜发生化学反应，化学稳定性好，自成核，无相分离现象，容易获得且价格便宜。
具体实施例方式
实施例1在带有回流冷凝器的三口烧瓶中加入450mL1％的Span80和Tween80混合液(摩尔比为1∶1)，30℃下在超声仪中震荡剪切3min，然后加入45g液体石蜡、15g环氧氯丙烷和45mL环己烷的澄清混合液，增加振幅与频率，在超声仪中震荡剪切15min后加入375mL0.5％的平平加O溶液，并持续剪切8min，缓慢加入4％(质量百分比)的无水乙二胺溶液375mL，加完乙二胺后将三口烧瓶移入恒温水浴锅，将水温升至65℃，2800rpm转速下持续搅拌3h，反应后抽滤，用体积比1∶3的无水乙醇与丙酮混合物和蒸馏水各洗涤3遍，真空烘干。所制相变微胶囊的粒径分布较均匀，其形状大部分为规则的球形。相变微胶囊的粒径大部分集中在0.5～4.0μm之间，平均粒径为1.0μm。相变微胶囊调温范围约在18℃～38℃温度区间内，相变焓为160～183J/g。
配制3％、4％、5％或6％(质量百分比)的海藻酸钠溶液，加入上述相变微胶囊，海藻酸钠纺丝夜与相变微胶囊的质量比为10∶1、10∶2或10∶3，混合均匀后真空脱泡24h，33℃、34℃和35℃条件下在金属凝固浴中采用湿法纺丝法制备纤维，采用的金属凝固浴可为2％、4％、5％或6％质量百分比的CaCl2、Al2(SO4)3或ZnCl2水溶液与无水乙醇的混合液，无水乙醇与金属盐水溶液体积比为30∶100、40∶100、50∶100或1∶1，其中优选体积比为1∶1的4％CaCl2与无水乙醇混合液。如海藻纤维在体积比为1∶1的4％CaCl2和无水乙醇混合液中凝固3mins，拉伸卷绕，自然晾干。
所得相变调温海藻纤维的横截面基本上为圆形，边缘呈不规则的锯齿形，相变调温海藻纤维的调温范围约在18℃～38℃温度区间内，相变焓为160J/g(16％微胶囊质量分数)。
实施例2在带有回流冷凝器的三口烧瓶中加入450mL1％(质量百分比)的乳化剂PC-2006，在低速搅拌下缓慢将温度升至35℃，然后加入45g液体石蜡、15gTDI和60mL环己烷的澄清混合溶液，高速搅拌7min后加入375mL0.5％的平平加O溶液，并持续搅拌5min，缓慢加入4％的无水乙二胺溶液375mL，将水温升到65℃，持续搅拌3h，反应后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3遍，真空烘干。微胶囊的粒径分布较均匀，微胶囊的形状大部分为规则的球形。微胶囊的粒径大部分集中在1.5～6.0μm之间，平均粒径为2.0μm。微胶囊的调温范围约在18℃～38℃温度区间内，相变焓为160～179J/g。
配制3％、4％、5％或6％(质量百分比)的海藻酸钠溶液，加入上述相变微胶囊，海藻酸钠纺丝夜与相变微胶囊的质量比为10∶1、10∶2或10∶3，混合均匀后真空脱泡24h，33℃、34℃或35℃条件下在金属凝固浴中采用湿法纺丝法制备纤维，采用的金属凝固浴可为2％、4％、5％或6％质量百分比的CaCl2、Al2(SO4)3或ZnCl2水溶液与无水乙醇的混合液，无水乙醇与金属盐水溶液体积比为30∶100、40∶100、50∶100或1∶1，其中优选体积比为1∶1的4％CaCl2与无水乙醇混合液。诸如海藻纤维在CaCl2与无水乙醇体积比为1∶1的4％CaCl2无水乙醇混合液中凝固3min，如海藻纤维在体积比为1∶1的4％CaCl2和无水乙醇混合液中凝固3mins，拉伸卷绕，自然晾干。
所得相变海藻纤维的横截面基本上为圆形，边缘呈不规则的锯齿形，相变调温海藻纤维的调温范围约在18℃～38℃或20℃～37℃温度区间内，相变焓为153J/g(20％微胶囊质量分数)。
将实施例1、2所得的相变调温海藻纤维进行物理机械和热性能测试，测试结果见下表。
由图中数据可知，所制备的相变调温海藻纤维各项性能都较好。
上述实施例中的相变微胶囊，其囊芯部分的相变物质还可采取其它适宜的C16～C21的直链烷烃，囊壁也可以采取其他适宜的聚脲型树脂或环氧树脂等材质。
上述相变调温海藻纤维可制造无纺布作为医用材料，如医用敷料、纱布或绷带等。
权利要求
1.一种相变调温海藻纤维的制作方法，包括如下步骤①制取质量百分比为3％～6％的海藻酸钠溶液；②在上述海藻酸钠溶液中加入相变微胶囊作为调温添加剂，制取纺丝混合液；③将上述纺丝混合液采用常规湿法纺丝工艺制取相变调温海藻纤维。
2.根据权利要求1所述的相变调温海藻纤维的制作方法，其特征在于所述步骤②中，海藻酸钠纺丝夜与相变微胶囊的质量比为10∶1～10∶3；相变微胶囊的调温范围在18℃～38℃区间内，相变焓≥160J/g，微胶囊的平均粒径为1.0μm，大部分粒径分布集中在0.5～6.0μm之间，以聚脲型树脂或环氧树脂为囊壁，并采用界面聚合法制取。
3.根据权利要求1所述的相变调温海藻纤维的制作方法，其特征在于所述步骤③中，采用的金属凝固浴可为2％～6％的CaCl2、Al2(SO4)3或ZnCl2溶液与无水乙醇的混合液，无水乙醇与金属盐水溶液体积比为30～100∶100。
4.根据权利要求1所述的相变调温海藻纤维的制作方法，其特征在于所述金属凝固浴优选体积比为1∶1的4％CaCl2与无水乙醇的混合液。
5.根据权利要求3所述的相变调温海藻纤维的制作方法，其特征在于所述相变微胶囊，其囊芯部分的相变物质是C16～C21的直链烷烃，以聚脲型树脂或环氧树脂为囊壁，并采用界面聚合法制取。
6.一种相变调温海藻纤维可制造成无纺布作为医用材料。
全文摘要
本发明公开一种相变调温海藻纤维的制作方法及用途，包括如下步骤制取质量百分比为3％～6％的海藻酸钠溶液；在上述海藻酸钠溶液中加入相变微胶囊作为调温添加剂，制取纺丝混合液；将上述纺丝混合液采用常规湿法纺丝工艺制取相变调温海藻纤维。本发明采取相变微胶囊与海藻酸钠共混纺丝，海藻酸钠在凝固浴中生成“egg－box”结构转变成纤维析出过程中，将相变微胶囊包覆于其中得到一种相变调温海藻纤维，其可作为蓄热调温纤维或织物用作医用敷料等医用材料，可防止局部温度过高，防止出汗引起的伤口感染，促进伤口愈合，也可防止冻伤，还可用于制备烧伤病人服装等。
文档编号C09K5/02GK1962974SQ20061006997
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月4日 优先权日2006年11月4日
发明者朱平, 展义臻, 董朝红, 王炳, 隋淑英 申请人:青岛大学