[發明專利]含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202110307576.2
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112981590A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 黃效華;甄麗;池姍;劉彥明
• 申請（專利權）人: 百事基材料（青島）股份有限公司;中科紡織研究院（青島）有限公司;青島百草新材料股份有限公司
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F1/10
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 何軍華

本發明提供含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維及其制備方法，屬于纖維材料技術領域。咖啡豆先經粉碎后提取綠原酸、咖啡因及葫蘆巴堿等具有抗菌和抗病毒作用的活性成分，接著所提取的活性成分負載在多孔納米顆粒上并進行改性，最后改性的含咖啡活性成分的多孔納米顆粒與錦綸66切片進行熔融紡絲制得含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維。本發明中，提取物的活性成分與錦綸纖維的相容性好，提取物的活性成分能夠穩定分布于錦綸纖維中，固載程度好；制備過程中多孔納米顆粒分子巢技術對活性成分進行保護，減少高溫過程引起的損失，改性效果好；所制備的含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維具有良好的抑病毒效果。

技術領域

本發明屬于纖維材料技術領域，具體是含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維及其制備方法。

背景技術

咖啡(Coffea spp.)，早在2500多年前的阿拉伯就開始種植并作為飲品目前已風靡全球，成為居世界三大飲料植物之首的生活必需品。咖啡豆因其神奇的功效被載入諸多本草書籍。《中華本草》中記載，咖啡藥性：微苦，澀，平；功效：醒神，利尿，健胃；主治：精神倦怠，食欲不振；作為醒神藥、利尿藥、健胃藥應用。咖啡的這些功效與其化學成分的活性是密切相關的。咖啡中的主要化學成分包括綠原酸、咖啡因、葫蘆巴堿等，是重要的生理活性物質，具有抗菌、抗病毒、增高白血球、抗氧化、清除自由基、抑制突變、抗癌、保護心血管系統、保肝利膽、抗白血病、免疫調節、興奮神經中樞系統以及增強腸胃蠕動能力，促進胃液及膽汁分泌等作用。

錦綸，是世界上出現的第一種合成纖維，學名聚酰胺纖維，俗稱尼龍(Nylon)，英文名稱Polyamide(PA)，它的合成是合成纖維工業的重大突破，同時也是高分子化學的一個非常重要里程碑。錦綸密度1.15g/cm³，是分子主鏈上含有重復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱，具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數低，有一定的阻燃性，易于加工。

隨著時代的發展和人們生活水平提高，對錦綸纖維的功能性改進也越來越多。目前，未見有將咖啡提取物作為植物改性材料對錦綸進行功能性改進的相關技術公開；現有技術中，錦綸纖維制品雖然具有抗菌功能，但不具備抗病毒功能；由于錦綸大分子的端基對光、熱較敏感，導致錦綸變黃、發脆，所以錦綸的耐光性和耐熱性較差，不宜制作戶外用織物。同時，申請人在采用咖啡作為植物改性材料對錦綸進行改性的研究過程中，發現咖啡提取物的有效成分在加工過程中受高溫影響有較大損失，導致對錦綸纖維的性能提升能力極其有限，其性能往往在得到較小提升后難以繼續突破，且加工穩定性不理想，不同批次的錦綸纖維產品性能不一致。

發明內容

鑒于現有技術的發展及領域上存在的缺陷和不足：錦綸纖維不具有抗病毒功能，咖啡有效成分在纖維加工過程中易被高溫破壞和不穩定，錦綸纖維耐光性和耐熱性差等問題，本發明提供了含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維的制備方法，咖啡豆先經粉碎后提取綠原酸、咖啡因及葫蘆巴堿等具有抗菌和抗病毒作用的活性成分，接著所提取的活性成分負載在多孔納米顆粒上并進行改性，最后改性的含咖啡活性成分的多孔納米顆粒與錦綸66切片進行熔融紡絲制得含咖啡活性成分的錦綸大生物纖維。

具體步驟如下：

S100、咖啡提取液的制備：將預先粉碎的咖啡豆投入超臨界CO₂萃取裝置中，加入80％乙醇作為夾帶劑，進行多次循環萃取，并分離，制得咖啡提取液；

S200、多孔納米顆粒的制備：先將無水乙醇：去離子水：十六烷基三甲基溴化銨：氨水：正硅酸乙酯按體積比為80-100：10-20：2-8：5-10：30進行混合制得二氧化硅溶膠，二氧化硅溶膠經干燥及煅燒制得多孔納米顆粒，多孔納米顆粒經活化后備用；