[發明專利]一種多功能超吸水海藻纖維的制備

在審

• 申請號: 201410854042.1
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104532402A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 祝二斌;張富山;蘇文庭;孫曉麗;羅梅芳
• 申請（專利權）人: 福建恒安集團有限公司;福建恒安家庭生活用品有限公司;福建恒安衛生材料有限公司
• 主分類號: D01F9/04
• 分類號: D01F9/04;D01D5/06;C08B37/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多功能超吸水海藻纖維的制備方法及所制得的多功能超吸水海藻纖維，所述多功能超吸水海藻纖維可在衛生用品、化妝用品和醫療等行業中使用。

背景技術

海藻纖維因其獨特的理化性質和良好的生物相容性、生物降解性能，被廣泛應用于藥物制劑、組織工程、臨床治療、細胞培養、食品加工和化妝行業等領域。海藻酸鈉是海藻酸纖維的主要制備原料。海藻酸是一種由糖醛酸單體組成的線性多糖，包含兩種不同的結構單元，即β-D-甘露糖醛酸(簡稱M單元)和α-L-古羅糖醛酸(簡稱G單元)。天然海藻，經過離析提取，可得海藻酸鈉，其是一種白色或淡黃色粉末，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有機溶劑，具有吸濕性強、持水性能好、低熱無毒、可生物降解等特點。

目前衛生用品（如紙尿褲、衛生巾、成人護理墊等）的芯體通常采用顆粒狀丙烯酸系超吸水樹脂（Super?Absorbent?Polymer，簡稱SAP，下同）為吸收體，顆粒狀SAP在使用過程中常出現分布不均、易流動和產品芯體斷裂等問題，雖然丙烯酸系超吸水纖維（Super?Absorbent?Fibre，簡稱SAF，下同）能夠解決部分上述問題，但其是石油質來源，不可再生，且SAP和SAF往往存在丙烯酸單體殘留，在用于衛生用品中時，單體隨液體浸出，與皮膚接觸，容易產生過敏現象。常規海藻纖維雖已經開發成功，但由于其吸水倍率較低，很難作為吸收材料應用于衛生用品行業。

本發明的目的是提供一種多功能超吸水海藻纖維的制備方法及所制得的多功能超吸水海藻纖維。所述多功能超吸水海藻纖維的吸水倍率比常規海藻纖維的吸水倍率大幅度增加，將其用于衛生用品的芯體時可以克服SAP和SAF的上述缺陷，同時具備優異的抗菌性能。

發明內容

本發明所述多功能超吸水海藻纖維的原材料來自天然海藻中所提取的海藻酸鈉（一種天然多糖），本發明的機理是將天然海藻中提取的海藻酸鈉進行改性或修飾，使得多糖鏈上引入季銨化基團，在原有的多糖分子鏈上親水基團與水分子之間形成氫鍵締合的吸水性能的基礎上，結合所引入季銨化基團與羧基間的協同作用，更有利于氫鍵的形成，從而使得吸水倍率大幅度增加。引入的陽離子季銨基團具有良好的抗菌性能，被改性修飾后的海藻酸鈉分子鏈也被賦予了良好的抗菌性能，這將有利于改性的海藻酸鈉纖維在衛生用品行業中的使用。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：?一種多功能超吸水海藻纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1）制備3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CTA）及其溶液；（2）制備海藻酸鈉的氫氧化鈉溶液；（3）制備質量分數為1-12%的氯化鈣凝固液；（4）將步驟（1）中所制得的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶液，加到步驟（2）中所制得的海藻酸鈉的氫氧化鈉溶液中，通過氧化還原反應，制備出季銨化度在3%-70%的季銨化海藻酸鈉紡絲液；（5）將步驟（4）所制得的季銨化海藻酸鈉紡絲液濕法紡絲，通過步驟（3）中制得的凝固液得到初成多功能超吸水海藻纖維，再經過牽伸、水洗、卷繞、干燥和上油后，得到多功能超吸水海藻纖維。其中濕法紡絲所采用的工藝、設備與公知的常規技術相同，為了簡明起見，在此不再贅述。

其中在步驟（1）中，制備所述3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨的具體步驟如下：在4℃下，將25mL濃鹽酸（質量分數為37%，購于Aladdin）緩慢滴加到45mL的三甲胺水溶液（質量分數為30%，購于Aladdin）中，加入8mL無水乙醇，用三甲胺調節pH至8.0。升溫至10℃，滴加23.0g環氧氯丙烷，滴加完成后反應1h，升溫至35℃再反應1?h，得到澄清透明溶液，減壓蒸餾除去水和未反應的環氧氯丙烷，得到白色針狀固體3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CTA）。用乙醇-丙酮混合液洗滌三次，室溫抽真空干燥。然后將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨用蒸餾水配制成質量分數為50%的溶液，備用。

其中在步驟（2）中，制備海藻酸鈉的氫氧化鈉溶液的具體步驟如下：取適量海藻酸鈉（分子量為30-60萬，市售），溶解于質量分數為5%的氫氧化鈉溶液中，制成海藻酸鈉質量分數為3.5-7%的海藻酸鈉溶液。

其中在步驟（3）中，制備質量分數為1-12%的氯化鈣凝固液的具體步驟如下：常溫下，稱取定量氯化鈣，加入已知重量的蒸餾水中，邊攪拌邊加入至氯化鈣固體完全溶解。