一種可吸收中空纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可再生材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可吸收中空纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]早在1934年，A.Fomhal s就在專利中報(bào)道了高壓靜電紡絲技術(shù)，至今已經(jīng)有60多年的歷史，1966年，Simen發(fā)現(xiàn)利用低黏度的溶液可以制備短而細(xì)的纖維，而高黏度的溶液可以制備相對(duì)連續(xù)的纖維，靜電紡絲制備中空纖維的方法與傳統(tǒng)的制備實(shí)心纖維的原理基本相同，只是在裝置上加以改進(jìn)，不同的研究小組使用的裝置雖有差別，但是基本原理是一樣的。但目前紡制中空纖維絲的方法，使用的芯材往往只是一種，缺乏多種芯材混合使用的方式。與傳統(tǒng)的靜電紡絲一樣，中空纖維的紡絲工藝參數(shù)受溶液和紡絲條件的影響。溶液的性質(zhì)包括黏度，電導(dǎo)率，表面張力，黏彈性等，紡絲工藝條件有電壓，加料速度，接收距離等，還包括一些環(huán)境因素，如環(huán)境溫度，空氣濕度，空氣流速等。此外，中空纖維的紡絲還與內(nèi)外溶液的流速有密切的關(guān)系。溶液的濃度必須達(dá)到一定程度才能紡絲，但濃度太大時(shí)，纖維直徑較大，且溶液易在針頭黏連，影響紡絲連續(xù)性。而這也使得通過(guò)脈沖形式或者改變芯材的瞬間供料速度及壓力等方式，產(chǎn)生竹節(jié)狀中空纖維的可能。這種方式在郭松等著《微流體技術(shù)制備多級(jí)結(jié)構(gòu)材料的研究進(jìn)展》一文中也有過(guò)介紹。
[0003]目前的醫(yī)用可吸收材料主要以粉劑、海綿或紡織物形式制備，以中空纖維材料制備的可吸收材料鮮見(jiàn)報(bào)道，傳統(tǒng)的吸收材料通常存在與水接觸時(shí)形成凝膠從而破壞了吸收物的整體性并阻礙了所吸收的液體繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與分配的問(wèn)題。醫(yī)用產(chǎn)品通常希望具有較高的液體吸收能力，吸收物的整體性可以阻止了被吸收材料的泄露，可以防止傷口被二次污染。靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)走過(guò)了七、八十年的時(shí)間，但同軸靜電紡絲才發(fā)展了三、四年，利用靜電紡絲制備中空纖維的研究還很少，目前缺乏使用靜電紡絲技術(shù)制備醫(yī)用可吸收中空纖維的報(bào)道與專利項(xiàng)目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)改進(jìn)的靜電紡絲法獲得可吸收中空纖維，該種纖維產(chǎn)品具有中空結(jié)構(gòu)，可以是多孔、竹節(jié)狀或囊式中空以及多組分結(jié)構(gòu)纖維，具有保水能力。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種可吸收的中空纖維，包括氧化變性纖維素、變性淀粉、明膠、海藻酸金屬鹽類中的一種或多種制備而成。
[0006]所述的氧化變性纖維素，是由纖維素溶液或纖維素衍生物再生的纖維素。
[0007]所述的海藻酸金屬鹽類包括海藻酸鈉、海藻酸鉀及海藻酸鈣。
[0008]所述的中空纖維的中空結(jié)構(gòu)為多孔、竹節(jié)狀、囊式中空或多組分結(jié)構(gòu)纖維。
[0009]所述的竹節(jié)狀或囊式中空結(jié)構(gòu)，分隔壁間的距離為在纖維長(zhǎng)度上的平均纖維寬度的0.2?10倍，優(yōu)選0.5?3倍。
[0010]所述的中空纖維的纖度為0.005dtex?20dtex，優(yōu)選為1.3?1dtex。
[0011 ] 所述的中空纖維，纖維長(zhǎng)度為Imm?200mm。
[0012]一種可吸收中空纖維的制備方法，
(1)配置外管紡絲液；
(2)將步驟(I)制得的外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，與內(nèi)管芯材在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲;紡絲參數(shù)為:內(nèi)管芯材的供料時(shí)流速為0.1-1.0mL/h，外管溶液的流速為0.5-1.5mL/h，電壓為10-30kV，接收距離為10-30cm;制得中空纖維。
[0013]所述的同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，外管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm。
[0014]所述的芯材為礦物油、植物油、聚乙二醇、甘油以及他們的衍生物、空氣。
[0015]所述的芯材可以采用脈沖式供料。
[0016]本發(fā)明的可吸收中空纖維可用于制備吸收性產(chǎn)品，衛(wèi)生物品，特別是棉塞，失禁用品，衛(wèi)生帶和女褲襯墊，食品包裝物，特別是肉制品包裝物，紙張，特別是過(guò)濾紙，服裝和傷口敷料。
[0017]本發(fā)明的可吸收中空纖維具有較高的液體吸收能力和保水能力，提高了使用性能。并且原料來(lái)源廣泛，容易制備。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是制備本發(fā)明可吸收中空纖維的靜電紡絲設(shè)備的紡絲噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明對(duì)靜電紡絲設(shè)備的紡絲噴頭加以改進(jìn)，紡絲噴頭包括噴絲頭1、殼層溶液通道2、毛細(xì)管3及芯層溶液通道4;毛細(xì)管3以及殼層溶液通道2插在噴絲頭I中，且芯層溶液通道4與毛細(xì)管3連通。從而保證可以使用一頭或多頭微量栗供料芯材，如圖1所示，可選擇性的采用多種芯材通過(guò)各自獨(dú)立的支路系統(tǒng)匯集到芯層溶液通道4中，作為復(fù)合芯材使用。
[0020]實(shí)施例1本實(shí)施例的可吸收中空纖維由馬鈴薯淀粉制備而成。
[0021]本實(shí)施例的可吸收中空纖維的制備方法，具體步驟如下:(I)將直鏈馬鈴薯淀粉溶于二甲基亞砜溶劑中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15 %的溶液；
(2)將上述步驟(I)制得的溶液作為外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管(即殼層溶液通道2)，通大豆油進(jìn)入內(nèi)管(即芯層溶液通道4)，在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲。紡絲參數(shù)為:內(nèi)管大豆油的流速為0.2mL/h，外管溶液的流速為lmL/h，電壓為20kV，接收距離為20cm。同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，外管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm;
(3)所制得的中空纖維使用丙酮浸泡，除去芯材大豆油，干燥后得馬鈴薯淀粉中空纖維。
[0022]實(shí)施例2本實(shí)施例的可吸收中空纖維由再生氧化纖維制備而成。
[0023]本實(shí)施例的可吸收中空纖維的制備方法，具體步驟如下:(I)將再生氧化纖維素溶于50%N_甲基嗎啉水溶液中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液；
(2)將上述步驟(I)制得的溶液作為外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，采用脈沖式通空氣進(jìn)入內(nèi)管，在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲。紡絲參數(shù)為:內(nèi)管空氣的供料時(shí)流速為
0.2mL/h，外管溶液的流速為0.8mL/h，電壓為15kV，接收距離為15cm。
[0024]本實(shí)施例中，同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，外管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm0
[0025]由于芯材的脈沖式通入，芯材在紡絲液中以連續(xù)氣泡狀存在，獲得具有囊式結(jié)構(gòu)的再生纖維素中空纖維。
[0026]實(shí)施例3本實(shí)施例的可吸收中空纖維由羥甲基淀粉制備而成。
[0027]本實(shí)施例的可吸收中空纖維的制備方法，具體步驟如下:
(1)將羧甲基淀粉溶于二甲基亞砜溶劑中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液；
(2)將直徑小于500微米的交聯(lián)淀粉微球混入石油醚中，配制成2%的混懸液；
(3)將上述步驟(I)制得的溶液作為外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，通步驟(2)獲得溶液進(jìn)入內(nèi)管，在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲。紡絲參數(shù)為:內(nèi)管石油醚的流速為
0.4mL/h，外管溶液的流速為lmL/h，電壓為15kV，接收距離為I Ocm。
[0028]本實(shí)施例中，同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，外管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm0
[0029]所制得的纖維為包含微粒結(jié)構(gòu)的淀粉中空纖維。
[0030]實(shí)施例4本實(shí)施例的可吸收中空纖維，用明膠和海藻酸鈉紡復(fù)合絲制備而成。
[0031 ]本實(shí)施例的可吸收中空纖維的制備方法，具體步驟如下:
(1)將明膠溶于純化水中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的溶液；
(2)將海藻酸鈉溶于純化水中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的溶液
(3)將上述步驟(I)制得的溶液作為外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，以0.2秒為間隔循環(huán)切換礦物油/海藻酸鈉溶液進(jìn)入內(nèi)管，在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲。紡絲參數(shù)為:內(nèi)管芯材的流速為0.2mL/h，外管溶液的流速為0.5mL/h，電壓為30kV，接收距離為30cm。
[0032]本實(shí)施例中，同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，外管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm0
[0033]所制得的纖維為明膠與海藻酸鈉復(fù)合中空纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可吸收的中空纖維，其特征在于:由氧化變性纖維素、變性淀粉、明膠、海藻酸金屬鹽類中的一種或多種制備而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可吸收的中空纖維，其特征在于:所述的氧化變性纖維素，是由纖維素溶液或纖維素衍生物再生的纖維素。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可吸收的中空纖維，其特征在于:所述的海藻酸金屬鹽類包括海藻酸鈉、海藻酸鉀及海藻酸鈣。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的可吸收的中空纖維，其特征在于:所述的中空纖維的中空結(jié)構(gòu)為多孔、竹節(jié)狀、囊式中空或多組分結(jié)構(gòu)纖維。5.—種可吸收中空纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配置外管紡絲液； (2)將步驟(I)制得的外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，與內(nèi)管芯材在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲;紡絲參數(shù)為:內(nèi)管芯材的供料時(shí)流速為0.1-1.0mL/h，外管溶液的流速為0.5-1.5mL/h，電壓為10-30kV，接收距離為10-30cm;制得中空纖維。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可吸收中空纖維的制備方法，其特征在于，所述的同軸噴絲頭的內(nèi)管的內(nèi)/外徑分別為0.5/0.7mm，夕卜管的內(nèi)/外徑分別為1.2/2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可吸收中空纖維的制備方法，其特征在于，所述的芯材為礦物油、植物油、聚乙二醇、甘油以及他們的衍生物、空氣。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可吸收中空纖維的制備方法，其特征在于，所述的芯材采用脈沖式供料。9.可吸收中空纖維的用途，其特征在于:在制備吸收性產(chǎn)品、衛(wèi)生用品、食品包裝物、過(guò)濾紙、服裝以及傷口敷料中的用途。
【專利摘要】本發(fā)明屬于可再生材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可吸收中空纖維及其制備方法。一種可吸收的中空纖維，包括氧化變性纖維素、變性淀粉、明膠、海藻酸金屬鹽類中的一種或多種制備而成。本發(fā)明的可吸收中空纖維的制備步驟為：（1）配置外管紡絲液；（2）將步驟（1）制得的外管紡絲液，注入同軸噴絲頭的外管，與內(nèi)管芯材在室溫條件下進(jìn)行同軸靜電紡絲；紡絲參數(shù)為：內(nèi)管芯材的供料時(shí)流速0.1-1.0mL/h，外管溶液的流速為0.5-1.5mL/h，電壓為10-30kV，接收距離為10-30cm；制得中空纖維。本發(fā)明的可吸收中空纖維具有較高的液體吸收能力和保水能力，提高了使用性能。并且原料來(lái)源廣泛，容易制備。
【IPC分類】D01F11/02, D01F2/24, D01F8/02, D01F11/00, D01F8/18, D01D5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105442092
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610042759
【發(fā)明人】金海明, 李洪波
【申請(qǐng)人】青島中騰生物技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日