一种无纺布及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种无纺布及其制备方法。


背景技术：

2.无纺布是一种非织造布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。
3.无纺布是柔性材料生产系统中的一个技术含量高，市场需求面广，涉及范围宽的现代材料产业，以惊人的速度在发展，被誉为纺织界的“朝阳产业”。尽管不同工艺生产出的无纺布在改善卫生环境，方便使用方面有优越的效果。但人类皮肤及衣服都是细菌滋生的场所，这些细菌以汗水中的尿素等人体排泄物为营养源，不断进行繁殖，同时排放出具有臭味很浓的氨。特别是在医院、车站、商场、影院、公共交通车辆等场所，以及容易滋生细菌的生活用品，如：抹布、内衣、婴儿用品、老人用品及病人用品等，使用普通无纺布，不能有效地避免细菌的繁殖传染及交叉感染。开发提高卫生用品的档次，防止疾病发生和保护人体皮肤、防病保健的无纺布及用品成为我们研究开发的对象。而且现有的无纺布的吸水性能差，无法满足实际使用时的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种无纺布及其制备方法，该无纺布具有优良的吸水性能和抗菌效果。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种无纺布，由80
‑
90wt%改性聚丙烯和10
‑
20wt%高吸水性抗菌微球制备而成，所述改性聚丙烯由聚丙烯经等离子体处理后制得；所述高吸水性抗菌微球的壳材为季铵盐型聚苯乙烯，内容物为亲水高分子聚合物；所述季铵盐型聚苯乙烯的结构如式ⅰ所示；式ⅰ其中，n=100
‑
500。
6.作为本发明的进一步改进，所述高吸水性抗菌微球的制备方法如下：将苄基氯苯
乙烯单体、交联剂溶解于烷烃中，将引发剂、水溶性物质溶解于水中，加入乳化剂，搅拌，得到油包水乳液，加热反应6
‑
10h后，加入三甲胺水溶液，搅拌反应后，过滤，喷雾干燥，得到高吸水性抗菌微球。
7.作为本发明的进一步改进，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过二硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的至少一种；所述交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。
8.作为本发明的进一步改进，所述水溶性物质选自丙烯酸、丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、烯丙基聚氧乙烯醚中的至少一种。
9.作为本发明的进一步改进，所述水溶性物质为聚乙烯醇和丙烯酸的复配混合物，质量比为（2
‑
4）：（8
‑
6），优选地，为3：7。
10.作为本发明的进一步改进，所述乳化剂选自聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、聚氧丙烯甘露醇二油酸酯、四乙二醇单月桂酸酯、四乙二醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯二油酸酯中的至少一种。
11.作为本发明的进一步改进，所述乳化剂为聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯和聚氧乙烯二油酸酯的复配混合物，质量比为（1
‑
4）：1，优选地，为2：1。
12.作为本发明的进一步改进，所述苄基氯苯乙烯单体和水溶性物质的质量比为1：（2
‑
6）。
13.作为本发明的进一步改进，所述苄基氯苯乙烯单体和交联剂的质量比为5
‑
10：1。
14.作为本发明的进一步改进，所述改性聚丙烯的制备方法如下：将聚丙烯树脂置于等离子体仪中，在100
‑
200w功率下，处理15
‑
30s，得到改性聚丙烯。
15.作为本发明的进一步改进，所述等离子体仪为hpdc
‑
32g
‑
2型等离子仪。
16.本发明进一步保护一种上述无纺布的制备方法，包括以下步骤：s1. 按照质量百分比称量各成分，加入到混料机中，在30
‑
40rpm速率下，均匀搅拌20
‑
30min，得到混合原料；s2. 将混合后的原料加入高速共混机中，在90
‑
120℃温度下搅拌10
‑
15min，搅拌的转速为600
‑
1000rpm，得到浆料；s3. 将浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成长纤维网；s4. 将长纤维网通过热压机进行热压成型，形成布料结构；冷却定型，即可得到所述无纺布。
17.本发明具有如下有益效果：（1）本发明中，高吸水性抗菌微球的轻度交联的壳层聚合物可以有效包裹亲水性高分子，并赋予壳层多孔特性，同时季铵盐和内容聚合物均为亲水物质，让吸水过程快速协同进行。
18.（2）本发明制得的高吸水性抗菌微球壳层外部为苄基氯可以保证抗菌的季铵盐基团在微球外部，在抗菌过程中可以快速响应，从而实现高效抗菌、抑菌性能，而且具有广谱抗菌性。
19.（3）本发明对聚丙烯进行等离子体改性，可以在聚丙烯分子链上引入羟基、羧基等极性基团，增加亲水性，同时季铵盐离子和羧基之间静电作用可以提交聚丙烯和微球的结合力，保证微球在使用过程中不易脱落，从而提高了高吸水性抗菌微球的负载率，提高无纺
布的吸水性能和抗菌性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例1中制备的高吸水性抗菌微球的扫描电镜图。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
24.实施例1本实施例提供一种无纺布的制备：原料组成：由85wt%改性聚丙烯和15wt%高吸水性抗菌微球制备而成。
25.改性聚丙烯的制备方法如下：将聚丙烯树脂50g置于hpdc
‑
32g
‑
2型等离子体仪中，在100w功率下，处理20s，得到改性聚丙烯。
26.高吸水性抗菌微球的制备方法如下：将苄基氯苯乙烯单体4g、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5g溶解于50g正癸烷中，将偶氮二异丁脒盐酸盐0.5g、丙烯酸7g、聚乙烯醇3g溶解于10g水中，加入聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯2g和聚氧乙烯二油酸酯1g，搅拌，得到油包水乳液，加热反应8 h后，加入10wt%的三甲胺水溶液20g，搅拌反应2h后，过滤，喷雾干燥，得到高吸水性抗菌微球。
27.无纺布的制备方法，包括以下步骤：s1. 按照质量百分比称量各成分，加入到混料机中，在30rpm速率下，均匀搅拌30min，得到混合原料；s2. 将混合后的原料加入高速共混机中，在120℃温度下搅拌10min，搅拌的转速为800rpm，得到浆料；s3. 将浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成长纤维网；s4. 将长纤维网通过热压机进行热压成型，形成布料结构；冷却定型，即可得到所述无纺布。
28.对比例1本对比例与实施例1的区别仅在于原料由聚丙烯和高吸水性抗菌微球组成。
29.对比例2本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不加入三甲胺水溶液处理。
30.对比例3本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不添加聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯乳化剂。
31.对比例4本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不添加聚氧乙烯二油酸酯乳化剂。
32.对比例5本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不添加丙烯酸。
33.对比例6本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不添加聚乙二醇。
34.对比例7本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，将交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯的质量改为4g。
35.对比例8本对比例与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯。
36.实施例2本实施例提供一种无纺布的制备：原料组成：由80wt%改性聚丙烯和20wt%高吸水性抗菌微球制备而成。
37.改性聚丙烯的制备方法如下：将聚丙烯树脂50g置于hpdc
‑
32g
‑
2型等离子体仪中，在150w功率下，处理10s，得到改性聚丙烯。
38.高吸水性抗菌微球的制备方法如下：将苄基氯苯乙烯单体4g、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5g溶解于50g正癸烷中，将偶氮二异丁脒盐酸盐0.5g、丙烯酸7g、聚乙烯醇3g溶解于10g水中，加入聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯2g和聚氧乙烯二油酸酯1g，搅拌，得到油包水乳液，加热反应8 h后，加入10wt%的三甲胺水溶液20g，搅拌反应2h后，过滤，喷雾干燥，得到高吸水性抗菌微球。
39.无纺布的制备方法，包括以下步骤：s1. 按照质量百分比称量各成分，加入到混料机中，在30rpm速率下，均匀搅拌30min，得到混合原料；s2. 将混合后的原料加入高速共混机中，在120℃温度下搅拌10min，搅拌的转速为800rpm，得到浆料；s3. 将浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成长纤维网；s4. 将长纤维网通过热压机进行热压成型，形成布料结构；冷却定型，即可得到所述无纺布。
40.实施例3本实施例提供一种无纺布的制备：改性聚丙烯的制备方法如下：将聚丙烯树脂50g置于hpdc
‑
32g
‑
2型等离子体仪中，在100w功率下，处理20s，得到改性聚丙烯。
41.原料组成：由85wt%改性聚丙烯和15wt%高吸水性抗菌微球制备而成。
42.高吸水性抗菌微球的制备方法如下：将苄基氯苯乙烯单体4g、交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8g溶解于50g正癸烷中，将偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.5g、丙烯酸6g、聚乙烯醇4g溶解于10g水中，加入聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯2g和聚氧乙烯二油酸酯1g，搅拌，得到油包水乳液，加热反应6 h后，加入10wt%的三甲胺水溶液20g，搅拌反应2h后，过滤，喷雾干燥，得到高吸水性抗菌微球。
43.无纺布的制备方法，包括以下步骤：s1. 按照质量百分比称量各成分，加入到混料机中，在30rpm速率下，均匀搅拌30min，得到混合原料；s2. 将混合后的原料加入高速共混机中，在120℃温度下搅拌10min，搅拌的转速为800rpm，得到浆料；s3. 将浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成长纤维网；s4. 将长纤维网通过热压机进行热压成型，形成布料结构；冷却定型，即可得到所述无纺布。
44.测试例1将本发明实施例1
‑
3和对比例1
‑
8制得的无纺布进行性能测试，结果见表1。
45.吸水性能：参照gb/t24218对各实施例和对比例所得无纺布进行吸水性测试，将各实施例和对比例所得无纺布裁剪成直径为100mm的圆，于室温条件下在水中浸泡48h后，测量吸水率。
46.抗菌性能：测量各实施例与对比例所得无纺布在相同条件下对大肠杆菌的抑菌率。将浓度为5
×
106cfu/ml的大肠杆菌，均匀涂抹在多组直径为100mm的含营养琼脂的培养皿中，将各组无纺布均截取半径为3cm的样片，分别平铺在上述培养皿内中心，将各组培养皿放置在35℃的恒温箱内培养72h，测量各无纺布样片上菌落数量。以灭菌水替代无纺布，作为对照实验，测量对照组菌落数量。抑菌率（%）=(1
‑
样品组菌落数量/样品组菌落数量)x100%。
47.表1组别抑菌率（%）吸水率（%）实施例198.2273.8实施例294.3210.8实施例396.6267.3对比例140.590.2对比例25.241.3对比例361.299.2对比例458.898.1对比例594.2138.9对比例692.3140.6对比例795.2125.2对比例837.8109.2从表1数据可知，本实施例制备的无纺布具有良好的吸水性能和抗菌效果。
48.对比例1与实施例1的区别仅在于原料由聚丙烯和高吸水性抗菌微球组成。由于聚丙烯未经等离子体处理，导致聚丙烯和高吸水性抗菌微球之间相容性差，微球团聚严重，与水接触的表面积大大降低，使得吸水率降低。季铵盐离子不能充分接触到大肠杆菌，抗菌效果也变差。
49.对比例2与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不加入三甲胺水溶液处理，导致体系中不存在季铵盐离子，抗菌效果差。
50.对比例3和对比例4中，由于没有选用最用的乳化剂配比，导致所得到油包水乳液不够稳定，制备的微球结构不够完整，部分季铵盐离子会进入到壳层内部，抗菌效果变差。
51.对比例5和对比例6中，不存在聚丙烯酸和聚乙二醇的吸水协同增效，所以吸水率相对实施例1会低。。
52.对比例7与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，将交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯的质量改为4g，由于壳层交联度太高，导致水不能进入内部空腔，使得吸水率降低。
53.对比例8与实施例1的区别仅在于高吸水性抗菌微球制备路线中，不加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯，这样制得的抗菌微球壳层会破损，季铵盐离子会被覆盖而不能充分发挥抗菌作用。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。