一種用農作物秸稈製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維的方法

2023-09-22 00:53:55

專利名稱：一種用農作物秸稈製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維的方法
技術領域：
本發明涉及的是利用農作物秸稈為原料製備抗菌性粘膠纖維的工藝方法， 屬於粘膠纖維技術領域。
背景技術：
石油、天然氣、煤炭等不可再生資源將隨著時間的推移及開採量的增加將 愈來愈少，而作為紡織原料之一的合成纖維主要就是使用這種不可再生的資源。
隨著此種原料的價格不斷攀升，同時，由於03年棉花價格暴漲，而粘膠纖維是 一種性能與棉花相似的紡織原料，很多紡紗企業加大了對粘膠短纖的使用比例， 使纖維素纖維行業的投資進一步升溫。目前則更加迫切需要去發展可再生的紡 織原料一一粘膠纖維。我國"十一五"規劃中也指出要"發展高技術、高性能、 差別化、綠色環保纖維和再生纖維"。從性能來講，粘膠纖維具有良好的吸溼 性、透氣性、染色性及可降解性，是一種環境友好的纖維，也是市場上所歡迎 的纖維。
近年來，隨著我國農業的不斷向前發展，糧、棉等農作物產量逐年提高， 玉米、小麥、棉花等糧食及農產品副產物的深加工成為農業發展的新的經濟增 長點。目前，我國每年有7億噸以上農作物秸禾刊乍為副產物未能得到利用。這不 僅導致資源浪費，而且有時又嚴重汙染環境。事實上，秸稈作為農業的副產品， 是一種有用的資源。利用現代生物，化工技術將秸稈中的纖維素材料轉化為飼 料、酒精、纖維素功能材料等產品，不僅可以作為新資源、新能源為人類造福， 同時也可以緩解或解決農作物資源對環境汙染的問題，因而成為世界各國競相 開展的研究課題，具有重大的戰略意義。本發明以農作物秸禾刊象玉米稈、棉花 稈及地瓜蔓等富含纖維素的原料製備抗菌性粘膠纖維，為農作物稈的深加工與 應用開闢了一條途徑。
我國對化纖漿粕缺口較大、依賴進口，要解決這些問題需大力發展纖維漿 粕原料生產基地。而棉漿粕的產量受棉花播種面積及產量價格的制約，發展受 到限制。因此，有必要開發新的品種，如木漿及竹漿等，以纖維素來源廣泛的 農作物秸稈極具發展潛力。只有解決漿粕原料來源問題，粘膠纖維才不會受制 於人。我國粘膠纖維生產企業苦苦經營卻難以維持的局面才會得到改變。本發 明採用來源廣泛的農作物秸稈並首先製備纖維素粕漿，再釆用綠色環保、對人 體無毒的廣譜抗菌體系——殼聚糖-銀離子抗菌劑添加到紡絲原液中，製備得到 抗菌性粘膠纖維，使其具備良好的吸溼保溼性、生物相容性。同時，成本低，
3生產連續可控，產品質量穩定，主要應用於保健衛生、抗菌護理領域。

發明內容
木發明的目的是提供一種用農作物秸稈製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維 的方法，為農作物稈的深加工與應用開闢了一條途徑。
本發明的技術方案 一種用農作物秸禾幹製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維 的方法，工藝如下
(1) 農作物秸稈製備纖維素粕漿工藝原料農作物秸稈進行粉碎處理，按
固液質量體積比l : 3-5將粉碎物放在質量濃度5%~7%稀硝酸中於70~80匸浸泡， 抽濾，濾餅按固液質量體積比l : 2-3放在質量濃度5% 8%的鹼液中於80~100" 並不停攪拌，煮製3小時，然後水洗打纖柔化後，進行漂白，得到白色纖維素粕 漿；
(2) 殼聚糖-銀離子抗菌劑的配製採用分子量為2萬的殼聚糖，用0.5 mol /L的醋酸溶液溶解，殼聚糖的質量濃度為20%-25%,並調節其pH為5，溶解
20mhi製得殼聚糖醋酸溶液，按質量比殼聚糖:銀離子為1000:1，量取400mg / L 的AgN03溶液，加入上述殼聚糖醋酸溶液中，並加入少量氨水，常溫下充分攪 拌混合，放置過夜，製得殼聚糖-銀離子複合抗菌整理劑；
(3) 抗菌性粘膠纖維的製備
浸漬纖維素粕槳於2(TC 、質量濃度25%的氫氧化鈉浸漬桶中浸漬2小時； 壓搾溶脹後進行壓榨，其壓榨倍率3.5; 老成室溫25'C下靜置老成24小時；
黃化釜式反應器中於25。C、添加二硫化碳，控制二硫化碳的質量濃度為 3S%，黃化3小時，黃化真空度》-0.06MPa;
溶解20'C下，添加質量濃度8°/。的氫氧化鈉，黃化後的漿粕與氫氧化鈉的 料液比為4:1，溶解2小時，得粘膠液，控制粘膠液指標屮纖《8%，粘度 35、.40Pas;
混合在粘膠混合桶中進行，並添加粘膠液質量8% 10%的殼聚糖-銀離子 抗菌劑；
熟成室溫25。C下於熟化桶中靜置40小時後進行脫泡處理，得粘膠紡絲液；
紡絲與牽伸粘膠紡絲機中將脫泡後粘膠紡絲液於5(TC凝固浴中計量、噴 絲、凝固後進行牽伸；凝固浴為硫酸135g/L、硫酸鋅10g/L和硫酸鈉260g/L;
後處理絲束經過水淋洗後，將絲束加工成所需形狀，得到產物殼聚糖-銀 離子抗菌件粘膠纖維。
本發明製備的農作物秸禾幹抗菌性粘膠纖維的性狀及用途白色，手感柔軟，
具備良好的吸溼保溼性，抗菌防黴，並對革蘭氏陰性和陽性菌的抑菌率^98% (GB/T20944.2-2007織物抗菌性測定標準)，適用於食品薄膜包裝的抗菌芯材，衛生巾面料的保健衛生、抗菌護理領域。
本發明的有益效果本發明採用來源廣泛的農作物秸稈為原料，製備纖維 素粕漿，再採用綠色環保、對人體無毒的廣譜抗菌體系——殼聚糖-銀離子抗菌 劑添加到紡絲原液中，製備得到抗菌性粘膠纖維，使其具備良好的吸溼保溼性、 生物相容性。同時，成本低，生產連續可控，產品質量穩定，主要應用於保健 衛生、抗菌護理領域。
具體實施例方式
實施例1農作物秸稈纖維素粕漿的製備
將農作物秸稈3kg粉碎後投入盛有IOL、 5%硝酸溶液的反應釜中，80。C下 攪拌2h，抽濾清洗，然後加入6L、 5。/。氫氧化鈉溶液在9(TC下攪拌3h，過濾清 洗，反覆攪打柔化纖維素10min，清洗，於1L次氯酸鈉溶液進行漂白處理2h， 清洗後即得到纖維素粕漿，纖維素乾重1.8kg。
實施例2殼聚糖-銀離子抗菌劑的配製
將分子量為2萬左右殼聚糖lkg，用0.5 mol / L的醋酸溶液4L溶解並調節 其pH=5, 20min後製得殼聚糖醋酸溶液，按質量比m(殼聚糖):m(銀離子)為 1000:1，量取2.5L、 400mg / L的AgN03，加入上述殼聚糖醋酸溶液中，並加入 少量氨水，常溫下充分攪拌混合，放置過夜，製得殼聚糖-銀複合抗菌整理劑。
實施例3抗菌性粘膠纖維的製備
1、 浸漬纖維素粕漿(10kg/批)於2(TC、 25。/。氫氧化鈉浸漬桶中浸漬2h。
2、 壓榨溶脹後於網鏈式壓搾機中進行壓榨，其壓榨倍率3.5左右。
3、 老成室溫25"C下靜置老成24小時。
4、 黃化釜式反應器中於25'C左右添加38。/。左右的二硫化碳黃化3小時， 黃化真空度》-0.06MPa。
5、 溶解2(TC下，添加8%的氫氧化鈉進行溶解2小時(控制粘膠液主要 指標甲纖《8%、粘度35 40Pas)。
6、 混合粘膠混合桶中進行並添加粘膠液質量8% 10%的殼聚糖-銀離子抗 菌劑。
7、 熟成室溫25'C下於熟化桶中靜置40小時後進行脫泡處理。
8、 紡絲與牽伸粘膠紡絲機中將粘膠液於50。C凝固浴(硫酸135g/L、硫酸 鋅10g/L、硫酸鈉260g/L)中計量、噴絲、凝固後進行牽伸。
9、 後處理經過水淋洗後，將產品加工成桶狀。
產品性狀白色，手感柔軟，具備良好的吸溼保溼性，抑菌防黴，對革蘭
氏陰性和陽性菌的抑菌率^ 98% 。
產品用途本發明原料來源豐富，適用於食品薄膜包裝的抗菌芯材、衛生
巾面料及保健衛生、抗菌護理領域。
權利要求
1、一種用農作物秸稈製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維的方法，其特徵在於工藝如下(1)農作物秸稈製備纖維素粕漿工藝原料農作物秸稈進行粉碎處理，按固液質量體積比1∶3-5將粉碎物放在質量濃度5％～7％稀硝酸中於70～80℃浸泡，抽濾，濾餅按固液質量體積比1∶2-3放在質量濃度5％～8％的鹼液中於80～100℃並不停攪拌，煮製3小時，然後水洗打纖柔化後，進行漂白，得到白色纖維素粕漿；(2)殼聚糖-銀離子抗菌劑的配製採用分子量為2萬的殼聚糖，用0.5mol/L的醋酸溶液溶解，殼聚糖的質量濃度為20％-25％，並調節其pH為5，溶解20min製得殼聚糖醋酸溶液，按質量比殼聚糖∶銀離子為1000∶1，量取400mg/L的AgNO3溶液，加入上述殼聚糖醋酸溶液中，並加入少量氨水，常溫下充分攪拌混合，放置過夜，製得殼聚糖-銀離子複合抗菌整理劑；(3)抗菌性粘膠纖維的製備浸漬纖維素粕漿於20℃、質量濃度25％的氫氧化鈉浸漬桶中浸漬2小時；壓榨溶脹後進行壓榨，其壓榨倍率3.5；老成室溫25℃下靜置老成24小時；黃化釜式反應器中於25℃、添加二硫化碳，控制二硫化碳的質量濃度為38％，黃化3小時，黃化真空度≥-0.06MPa；溶解20℃下，添加質量濃度8％的氫氧化鈉，黃化後的漿粕與氫氧化鈉的料液比為4∶1，溶解2小時，得粘膠液，控制粘膠液指標甲纖≤8％，粘度35～40Pas；混合在粘膠混合桶中進行，並添加粘膠液質量8％～10％的殼聚糖-銀離子抗菌劑；熟成室溫25℃下於熟化桶中靜置40小時後進行脫泡處理，得粘膠紡絲液；紡絲與牽伸粘膠紡絲機中將脫泡後粘膠紡絲液於50℃凝固浴中計量、噴絲、凝固後進行牽伸；凝固浴為硫酸135g/L、硫酸鋅10g/L和硫酸鈉260g/L；後處理絲束經過水淋洗後，將絲束加工成所需形狀，得到產物殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維。
全文摘要
一種用農作物秸稈製備殼聚糖-銀離子抗菌性粘膠纖維的方法，屬於粘膠纖維技術領域。本發明採用資源豐富的農作物秸稈為原料，以化學脫膠法去除雜質得到纖維素粕漿，並製備其粘膠紡絲原液。以低分子量殼聚糖和醋酸配製殼聚糖醋酸溶液，按比例混入硝酸銀溶液和氨水得到抗菌劑，並加入到粘膠紡絲原液中，通過紡絲製備得到一種抗菌性粘膠纖維。本發明製備的抗菌性粘膠纖維屬天然抗菌製品，手感柔軟、對人體無毒、無刺激，用其製成的紡織物具有良好的吸溼保溼性、生物相容性及成本低廉的特點，最適用於食品薄膜包裝的抗菌芯材及衛生巾面料。
文檔編號D01F2/00GK101440535SQ20081024405
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者徐學明, 銀 曾, 哪 楊, 康 潘, 謝正軍, 趙建偉, 金徵宇, 鑫 鮑, 黃莎莎 申請人:江南大學