CN107237005B - 一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维及其制备方法，解决了现有海藻酸钙和壳聚糖复合型医用敷料产品不能加工成纱线和机织物的的技术问题，在其横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分将横截面分为任意构成比例、形状的两部分；优选的，在其圆形的横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分的形状为半圆形或扇形或弓形。本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法：海藻酸钠纺丝液的制备、壳聚糖纺丝液的制备、海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备，本发明可广泛应用于外科医用敷料领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种外科医用敷料领域，具体涉及一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维及其制备方法。
背景技术
壳聚糖（Chitosan）作为自然界广泛存在的唯一碱性多糖，具有优异的生物活性、生物相容性、微生物降解性和低毒性，适用于药物控释、美容、食品保鲜、肥料和生物降解包装材料。同时，其能吸收金属离子和疏水性有机化合物，可用于废水处理领域。壳聚糖作为医用止血材料能够抗菌止血，修复和活化受损细胞，促进伤口愈合，预防组织器官粘连。壳聚糖作为理想的止血材料具有以下优点：1. 止血功能。在没有凝血因子和血小板的环境中，表面带正电荷的壳聚糖与表面带负电荷的红血球相互作用，在伤口表面发生凝聚粘附，实现快速封闭出血部位的目的。2. 促进伤口愈合。壳聚糖能够激活补体C3和C5，进而诱导局部巨噬细胞增生和活性增强。同时，壳聚糖还可促进Ⅲ型胶原蛋白的分泌，加速肉芽组织和上皮组织的生成，缩短伤口愈合时间。3.安全止痛。壳聚糖与人体细胞间的生物相容性好，不刺激创伤部位组织。同时，能够吸附伤口炎症酸性物质所释放的质子起到镇痛的效果。4. 弱化瘢痕。壳聚糖能够通过抑制伤口处的Ⅰ型骨胶原的生长和成纤细胞的生长，实现缓解伤口收缩和弱化瘢痕。
海藻酸（Alginic Acid）作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，可作为天然植物性创伤修复材料，保护创面，治疗烧伤和烫伤。其中，由海藻酸钠纺丝溶液经湿法纺丝制得的海藻酸钙纤维常用作外科医用敷料。当海藻酸钙纤维与伤口部位的渗出液发生接触时，海藻酸钙中的钙离子与渗出液中的钠离子发生离子交换，海藻酸钙转变为水溶性海藻酸钠。同时，纤维吸收大量水分后转变为凝胶，能够保持伤口表面湿润。现代医学研究发现海藻酸纤维所提供相对湿润、微酸和无氧或低氧的环境，有利于创伤部位生长因子的释放，刺激细胞增殖，激发表皮细胞再生与移动，直接作用于巨噬细胞，促进伤口愈合，缓解伤口疼痛。海藻酸纤维具有高吸湿性和保湿性，其形成的水凝胶具有止血、凝血和抑菌等功效，使用后易揭除，可避免二处创伤。
随着医学技术的发展，由海藻酸钙纤维或壳聚糖纤维所制备的单组分医用敷料已经不能满足现代临床护理的要求，而海藻酸钙/壳聚糖复合型医用敷料因其优异的保湿、止血、凝血和抗菌效果被视为理想的医用敷料。中国专利公布号CN 104069536 A公布了一种海藻酸钠/壳聚糖纳米级医用敷料的制备方法：用壳聚糖溶液作为凝固液进行海藻酸钠和合成聚合物的乙醇溶液纺丝，通过静电作用将壳聚糖吸附于海藻酸钙纤维表面，得到海藻酸钠/壳聚糖复合纳米纤维。中国专利公布号CN 104623716 A通过海藻酸纤维短纤与壳聚糖短纤共混制备了一种医用海藻酸钙纤维复合敷料。不足之处是这些方法所制备产品不能加工成纱线和机织物。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，在具有优异的保湿、止血、凝血和抗菌效果的基础上，提供一种调控性和加工性较强的海藻酸与壳聚糖双组份纤维及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，在其横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分将横截面分为任意构成比例、形状的两部分，且海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分之间通过范德华力相连。
优选的，在其圆形的横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分的形状为半圆形或扇形或弓形。
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.01～0.1%，氢氧化钠质量分数为1～8%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为4～30%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将壳聚糖溶解于质量分数为0.8～10%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为0.5～8%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、线型或树枝状低级醇、酮类组成，其中低级醇质量分数为0～50%，酮类质量分数为0～20%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50℃；牵伸比：1～5。
优选的，步骤（1）海藻酸为纯海藻酸、海藻酸盐及其衍生物、以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物、复合物和改性物中的一种或一种以上。
优选的，海藻酸盐及其衍生物选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸胺或海藻酸丙二醇酯中的一种或一种以上；以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物、复合物或改性物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一种或一种以上。
优选的，步骤（2）壳聚糖包括纯壳聚糖、壳聚糖共混物、壳聚糖复合物、以壳聚糖为基体的水溶型或水溶胀型壳聚糖。
优选的，壳聚糖共混物是壳聚糖与可纺性高分子的共混物；可纺性高分子为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种或一种以上；所述壳聚糖复合物选自银和壳聚糖的复合物、胶原蛋白和壳聚糖的复合物、海藻酸盐和壳聚糖的复合物、叶酸和壳聚糖的复合物中的一种或一种以上；以壳聚糖为基体的水溶型或水溶胀型壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、羟乙基壳聚糖或羧丁基壳聚糖中的一种或一种以上。
优选的，步骤（3）低级醇为C1～C12线型或树枝状的醇类，其为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、仲丁醇、异丁醇和叔丁醇中的一种或一种以上。
优选的，步骤（3）酮类为丙酮或甲基乙基酮。
优选的，步骤（3）的纺丝部件主要由第一分配板、第一喷丝板、第二分配板、第二喷丝板组成，第一分配板内圈设有若干个第一分配孔，第一分配板外圈设有若干个纺丝液通孔；第一喷丝板为边沿高、底部低平的盘状结构，第一喷丝板的底部设有若干个第一喷丝孔，且与第一分配孔相连通，第一喷丝板的边沿最上端与第一分配板内圈固定连接；第二喷丝板为边沿高、底部低平的盆状结构，盆状结构的底部设有若干个第二喷丝孔，盆状结构的边沿最上端与第一分配板外圈固定连接；第二分配板固定设于第二喷丝板的内腔底部，且设于第一喷丝板的下方，第二分配板设有若干个第二分配孔和若干个第三喷丝孔，第二分配孔与第二喷丝孔相连通，第三喷丝孔与第二喷丝孔数量相同，且位置一一对应连通，第三喷丝孔与述第一喷丝孔的孔径大小相同，且小于第二喷丝孔的孔径大小，第三喷丝孔与第一喷丝孔通过喷丝管密封连接；第一喷丝板的外侧壁与第二喷丝板的内侧壁形成纺丝液通道，纺丝液通道分别与纺丝液通孔、第二分配孔相连通。
本发明的有益效果：本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维及其制备方法，在具有优异的保湿、止血、凝血和抗菌效果的基础上，采用新的制备工艺，增强加工过程可调控性，所生产的海藻酸与壳聚糖双组份纤维可加工性强，可加工成纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料，使用范围广，解决了现有技术难题；另外，生物相容性和生物降解性好。经检测，所制备的纤维强度为1.0～2.6g/d，断裂伸长率为12～24%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布材料力学性能的要求。
附图说明
图1是本发明的海藻酸与壳聚糖双组份纤维的结构示意图；
图2是图1中的圆形截面纤维组分为半圆形的结构示意图；
图3是图1中的圆形截面纤维组分为扇形的结构示意图；
图4是图1中的圆形截面纤维组分为弓形的结构示意图；
图5是本发明的制备主要过程的结构示意图；
图6是本发明的纺丝部件的结构示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是图6的仰视图；
图9是图7的A-A剖视图；
图10是本发明的纺丝部件中的第一分配板的主视图；
图11是图9中的第一分配板的剖视图；
图12是本发明的纺丝部件中的第一喷丝板的主视图；
图13是图12的俯视图；
图14是图9中的纺丝部件中的第一喷丝板的剖视图；
图15是本发明的纺丝部件中的第二分配板的主视图；
图16是图15的仰视图；
图17是图9中的纺丝部件中的第一喷丝板和第二分配板的剖视图；
图18是本发明的纺丝部件中的第二喷丝板的主视图；
图19是图9中的第二喷丝板的剖视图；
图20是海藻酸钠纺丝液和壳聚糖纺丝液分别流经纺丝部件中的结构示意图。
标号说明：1.海藻酸纤维，2.壳聚糖纤维，3.壳聚糖与海藻酸双组份纤维，4.第一分配板，5.第一喷丝板，6.第二分配板，7.第二喷丝板，8.第一分配孔，9.纺丝液通孔，10.第一喷丝孔，11.第三喷丝孔，12.第二分配孔，13.第二喷丝孔，14.喷丝管，15.纺丝液通道，16.海藻酸钠纺丝液，17.壳聚糖纺丝液，18.第一计量泵，19.第二计量泵，20.纺丝部件，21.固化池，22.牵伸，23.水洗，24.收丝，25导丝辊。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
实施例1
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将纯海藻酸溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.01%，氢氧化钠质量分数为1%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为4%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将纯壳聚糖溶解于质量分数为0.8%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为0.5%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、甲基乙基酮组成，其中甲基乙基酮质量分数为2%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.5～2.3g/d，断裂伸长率为12～20%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例2
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将纯海藻酸溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.05%，氢氧化钠质量分数为5%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为15%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将纯壳聚糖溶解于质量分数为5%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为4%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、乙醇、丙酮组成，其中乙醇质量分数为5%，丙酮质量分数为2%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.2～2.4g/d，断裂伸长率为15～20%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例3
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将纯海藻酸溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.1%，氢氧化钠质量分数为8%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为30%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将纯壳聚糖溶解于质量分数为10%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为8%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、丙醇、甲基乙基酮组成，其中丙醇质量分数为10%，甲基乙基酮质量分数为4%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.0～1.8g/d，断裂伸长率为12～17%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例4
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸钠溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.01%，氢氧化钠质量分数为1%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为4%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将壳聚糖与聚乙烯醇的共混物溶解于质量分数为0.8%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为0.5%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、异丙醇、丙酮组成，其中异丙醇质量分数为15%，丙酮质量分数为6%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.1～2.2g/d，断裂伸长率为16～24%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例5
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸钾溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.03%，氢氧化钠质量分数为2%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为8%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将壳聚糖与聚乙二醇的共混物溶解于质量分数为2%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为1%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、丁醇、甲基乙基酮组成，其中丁醇质量分数为20%，甲基乙基酮质量分数为8%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.0～2.0g/d，断裂伸长率为14～22%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例6
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将银和海藻酸的共混物溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.04%，氢氧化钠质量分数为4%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为10%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将胶原蛋白和壳聚糖的复合物溶解于质量分数为4%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为2%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、仲丁醇、丙酮组成，其中仲丁醇质量分数为25%，丙酮质量分数为10%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.8～2.6g/d，断裂伸长率为13～19%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例7
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将胶原蛋白和海藻酸的复合物溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.06%，氢氧化钠质量分数为5%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为15%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将羟乙基壳聚糖溶解于质量分数为6%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为4%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、异丁醇、甲基乙基酮组成，其中异丁醇质量分数为30%，甲基乙基酮质量分数为12%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.6～2.3g/d，断裂伸长率为17～23%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例8
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸和壳聚糖的改性物溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.08%，氢氧化钠质量分数为6%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为25%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将羧甲基壳聚糖和羟丙基壳聚糖的混合物溶解于质量分数为8%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为6%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、叔丁醇、丙酮组成，其中叔丁醇质量分数为40%，丙酮质量分数为15%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.2～2.1g/d，断裂伸长率为15～22%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
实施例9
本发明提供一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维的制备方法，步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸钠和海藻酸胺的混合物溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.1%，氢氧化钠质量分数为8%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为30%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将叶酸和壳聚糖的复合物溶解于质量分数为10%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为8%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，凝固液由水、线型或树枝状低级醇、甲基乙基酮组成，其中低级醇为甲醇和乙醇的混合物，其质量分数为50%，甲基乙基酮质量分数为20%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50 ℃；牵伸比：1～5。
经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.5～2.3g/d，断裂伸长率为13～21%，满足了后续制造纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料力学性能的要求。
由图1～图4所示，所制得海藻酸与壳聚糖双组份纤维由海藻酸纤维1和壳聚糖纤维2组成，在其横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分将横截面分为任意构成比例、形状的两部分，且海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分之间通过范德华力相连；纺丝部件的喷丝孔形状决定本发明两个组分在截面的构成比例和形状，例如可将纺丝部件的喷丝孔形状设置为圆形，在双组份纤维圆形的横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分的形状为半圆形或扇形或弓形3种常见的形状。经测试，所制备的海藻酸与壳聚糖双组份纤维强度为1.0～2.6g/d，断裂伸长率为12～24%，满足纱线、机织物、针织物和非织造布医用敷料材料加工力学性能要求，解决了现有技术难题。另外，本发明生物相容性和生物降解性好，满足人体功能需求，保护环境。
上述实施例1～实施例9中，由图6～图20所示，步骤（3）的纺丝部件主要由第一分配板4、第一喷丝板5、第二分配板6、第二喷丝板7组成，第一分配板4内圈设有若干个第一分配孔8，第一分配板4外圈设有若干个纺丝液通孔9，且内圈低于外圈，使海藻酸钠纺丝液在流道腔体内分布均匀，为后续喷丝做准备；第一喷丝板5为边沿高、底部低平的盘状结构，第一喷丝板5的底部设有若干个第一喷丝孔10，且与第一分配孔8相连通，第一喷丝板5的边沿最上端与第一分配板4内圈固定连接；第二喷丝板7为边沿高、底部低平的盆状结构，盆状结构的底部设有若干个第二喷丝孔13，盆状结构的边沿最上端与第一分配板4外圈固定连接；第二分配板6固定设于第二喷丝板7的内腔底部，且设于第一喷丝板5的下方，第二分配板6设有若干个第二分配孔12和若干个第三喷丝孔11，使壳聚糖纺丝液在流道腔体内分布均匀，为后续喷丝做准备；第二分配孔12与第二喷丝孔13相连通，第三喷丝孔11与第二喷丝孔13数量相同，且位置一一对应连通，第三喷丝孔11与述第一喷丝孔10的孔径大小相同，且小于第二喷丝孔13的孔径大小，第三喷丝孔11与第一喷丝孔10通过喷丝管14密封连接；第一喷丝板5的外侧壁与第二喷丝板7的内侧壁形成纺丝液通道15，纺丝液通道15分别与纺丝液通孔9、第二分配孔12相连通。第二喷丝孔13孔数：50～1000；第二喷丝孔13孔径：0.05～0.1mm。
下面结合附图5、图20对本发明的主要内容做详细说明，以便更深入理解本发明：将制得的海藻酸钠纺丝液16经第一计量泵18输送到纺丝部件20中，将制得的壳聚糖纺丝液17经第二计量泵19输送到纺丝部件20中。海藻酸钠纺丝液16进入第一分配板4内圈的第一分配孔8，穿过第一喷丝板5的第一喷丝孔10，经过喷丝管14，进入第二分配板6的第三喷丝孔11中，在高速惯性的作用下，从第三喷丝孔11进入第二喷丝板7第二喷丝孔13；同时壳聚糖纺丝液17进入第一分配板4外圈的纺丝液通孔9中，经纺丝液通道15，穿过第二分配板6的第二分配孔12，进入第二喷丝板7第二喷丝孔13，与海藻酸钠纺丝液16合并后输出。再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：上述合并输出后的纺丝液先经固化池21凝固成型，再经牵伸22、水洗23、干燥和收丝24常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维3。整个制备过程通过导丝辊25引导完成。
需要说明的是：以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物、复合物或改性物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一种或一种以上，指的是以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一组或一组以上，以海藻酸或海藻酸盐为基体的复合物或改性物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一组或一组以上，以海藻酸或海藻酸盐为基体的改性物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一组或一组以上。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，在其圆形的横截面中，海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分的形状为半圆形或扇形或弓形，且海藻酸纤维组分和壳聚糖纤维组分之间通过范德华力相连；
其制备步骤如下：
（1）海藻酸钠纺丝液的制备
将海藻酸溶解于由水、氯化钠及氢氧化钠组成的混合溶液中，其中氯化钠质量分数为0.01～0.1%，氢氧化钠质量分数为1～8%，然后进行过滤、脱泡，制得质量分数为4～30%的海藻酸钠纺丝液；
（2）壳聚糖纺丝液的制备
将壳聚糖溶解于质量分数为0.8～10%的冰醋酸水溶液中，经过滤，脱泡，制得质量分数为0.5～8%的壳聚糖纺丝液；
（3）壳聚糖与海藻酸双组份纤维的制备
使用计量泵同时将步骤（1）制得的海藻酸钠纺丝液和步骤（2）制得的壳聚糖纺丝液输送至纺丝部件，再通过干喷湿纺工艺进行双组份纤维的纺制：纺丝液先经凝固液固化成型，所述凝固液由水、线型或树枝状低级醇、酮类组成，其中低级醇质量分数为0～50%，酮类质量分数为0～20%，再经牵伸、水洗、干燥和收丝常规工艺处理，得到壳聚糖与海藻酸双组份纤维；纺丝部件离凝固液液面距离：3～25 cm；纺丝液输送速度：50～1000mL/min；纺丝温度：30～70℃；凝固浴温度：20～50℃；牵伸比：1～5；
所述步骤（3）的纺丝部件主要由第一分配板、第一喷丝板、第二分配板、第二喷丝板组成，所述第一分配板内圈设有若干个第一分配孔，所述第一分配板外圈设有若干个纺丝液通孔；所述第一喷丝板为边沿高、底部低平的盘状结构，所述第一喷丝板的底部设有若干个第一喷丝孔，且与所述第一分配孔相连通，所述第一喷丝板的边沿最上端与所述第一分配板内圈固定连接；所述第二喷丝板为边沿高、底部低平的盆状结构，所述盆状结构的底部设有若干个第二喷丝孔，所述盆状结构的边沿最上端与所述第一分配板外圈固定连接；所述第二分配板固定设于所述第二喷丝板的内腔底部，且设于所述第一喷丝板的下方，所述第二分配板设有若干个第二分配孔和若干个第三喷丝孔，所述第二分配孔与所述第二喷丝孔相连通，所述第三喷丝孔与所述第二喷丝孔数量相同，且位置一一对应连通，所述第三喷丝孔与所述述第一喷丝孔的孔径大小相同，且小于所述第二喷丝孔的孔径大小，所述第三喷丝孔与所述第一喷丝孔通过喷丝管密封连接；所述第一喷丝板的外侧壁与所述第二喷丝板的内侧壁形成纺丝液通道，所述纺丝液通道分别与所述纺丝液通孔、所述第二分配孔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述步骤（1）海藻酸为纯海藻酸、海藻酸盐及其衍生物、以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物、复合物和改性物中的一种或一种以上。
3.根据权利要求2所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述海藻酸盐及其衍生物选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸胺或海藻酸丙二醇酯中的一种或一种以上；所述以海藻酸或海藻酸盐为基体的共混物、复合物或改性物选自壳聚糖和海藻酸、胶原蛋白和海藻酸、银和海藻酸中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述步骤（2）壳聚糖包括纯壳聚糖、壳聚糖共混物、壳聚糖复合物、以壳聚糖为基体的水溶型或水溶胀型壳聚糖。
5.根据权利要求4所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述壳聚糖共混物是壳聚糖与可纺性高分子的共混物，所述可纺性高分子为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种或一种以上；所述壳聚糖复合物选自银和壳聚糖的复合物、胶原蛋白和壳聚糖的复合物、海藻酸盐和壳聚糖的复合物、叶酸和壳聚糖的复合物中的一种或一种以上；所述以壳聚糖为基体的水溶型或水溶胀型壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、羟乙基壳聚糖或羧丁基壳聚糖中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述步骤（3）低级醇为C1～C12线型或树枝状的醇类，其为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、仲丁醇、异丁醇和叔丁醇中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种海藻酸与壳聚糖双组份纤维，其特征在于，所述步骤（3）酮类为丙酮或甲基乙基酮。
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