CN110409015A - 纳米改性植物纤维纺丝 - Google Patents

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Abstract

本发明属于植物纤维纺丝技术领域，具体涉及一种纳米改性植物纤维纺丝，以纳米改性的植物纤维和聚乳酸为主材，添加增塑剂、抗静电剂、抗菌剂改善性能，经静电纺丝得到。本发明的纳米改性植物纤维纺丝，柔软亲肤，持粉力强，适于制作美妆刷，更重要的是可自然降解，不会造成环境污染，并且具有抗菌性能，不会引起皮肤敏感。

Description

纳米改性植物纤维纺丝
技术领域
本发明属于纺丝材料技术领域，具体涉及一种纳米改性植物纤维纺丝。
背景技术
专业彩妆刷具的刷毛一般分为动物毛与合成毛两种。化妆刷作为化妆的主要用具，使用者特别关心的是化妆刷的清洁性和抗菌性。天然动物毛布有完整的毛鳞片，因此毛质柔软，持粉程度饱和，能使色彩均匀服帖，且不刺激肌肤。但是天然动物毛皮资源有限，且不容易清洁，容易滋生细菌。对于经常化妆的人，尤其是皮肤敏感或者皮肤状态较差的人来说，化妆刷的清洁性和抗菌性显得更加重要。而在使用过程中，化妆刷在某个步骤使用后可能做不到随时清洗和吹干刷毛等操作，即便是化妆刷能及时进行清洗、吹干等操作，那也势必会影响化妆刷尤其是影响刷毛的使用寿命。
越来越多的合成纤维替代了天然动物毛，合成纤维刷毛多为PBT聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate fibre)纺丝制作，具有较好的弹性和耐磨性，但是PBT纺丝使用后无法降解，废弃的毛刷给环境带来不利影响。因此，探索可降解的性能优越的毛材成为一个重要的社会需求。
天然纤维素是地球上最丰富的生物质资源，是自然界中分布最广的生物高分子，它存在于各种各样的生物如植物、动物以及一些细菌等中。纤维素材料具备良好的力学强度、透气性、可生物降解等特性。植物纤维素占植物体干重的33.4%~50%，是地球上最丰富的有机物质，尤其是我国幅员辽阔，植物类型繁多，其中有很多纤维丰富的植物，可以作为天然纤维素材料的来源。
鉴于此，发明一种利用丰富的天然纤维素材料，制作出适于制作刷毛的、具备合适弹性和耐磨性能且能自然降解的纺丝材料对于环境保护具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术中天然刷毛易滋生细菌且不易清洁，化学合成纤维刷毛不可降解造成环境污染的问题，本发明一方面提供一种纳米改性植物纤维纺丝，其由以下质量份的原料制成：
其中，所述纳米改性植物纤维素的制备过程为：
（1）酶解：将天然植物纤维材料洗涤后烘干，然后用果胶酶、漆酶、半纤维素酶组成的复合酶进行、酶解；
（2）溶解：将酶解后的天然植物纤维经灭酶、过滤、滤渣洗涤、烘干，然后加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入没食子酸丙酯，在80℃~100℃的条件下反应1h~5h，得到天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液；
（3）脱泡：将制得的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80℃~95℃、真空度0.1MPa~0.6 MPa的条件下脱泡处理1 h ~10 h；
（4）改性：将脱泡后的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液中加入纳米功能材料和分散剂，高速搅拌混合30~120 min，得到纳米改性的植物纤维素混合液；
（5）干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经浓缩干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维；
所述纳米功能材料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米银和纳米三氧化二铝中的至少一种或多种的混合；
所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400中的至少一种或多种的混合。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（1）酶解具体过程是在温度45℃~55℃的条件下酶解10 h ~24 h；
所述果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶的添加量为干燥的天然植物纤维材料质量的1%~8%。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（1）酶解中所使用的复合酶，果胶酶：漆酶：半纤维素酶的质量比例为1：（0 .5~2）：（0 .5~2）。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解过程中，首先，将酶解结束后的天然植物纤维在95℃下灭酶10min，然后过滤，滤渣洗涤后，在50℃~60℃温度下烘干，烘干时间2 h～5 h，烘干后粉碎并过40目～60目筛。
在制作纳米改性植物纤维时，所选择的原材料天然植物纤维，包括但不限于，黄麻、芹菜、丝瓜的纤维以及从玉米秆、麦秆等农作物中提取出植物纤维丝。天然纤维容易吸水，且含有容易霉变腐烂的物质，先加入复合酶的处理，去除丝瓜络纤维表面的半纤维素、木质素等胶质，使纤维状条痕清晰可见，纤维素单纤维暴露出来，为进一步的改性提供便利。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解天然植物纤维过程中所使用的NMMO·H2O溶液的质量分数为11%~17.5%；按照酶解后的天然植物纤维材料的质量计算NMMO·H2O溶液的加入量，天然植物纤维材料质量与NMMO·H2O溶液混合的料液质量体积比为1:（1~5）。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解天然植物纤维过程中所使用没食子酸丙酯的用量为天然植物纤维材料质量的0 .05%~0 .1%。
NMMO 即N-甲基吗啉-N-氧化物，是一种脂肪族环状叔胺氧化物，由于分子中的N-O键的强极性，NMMO表现出很强的亲水性，在水中溶解度很大，同时N-O键的键能较高，易断裂，属于强氧化性，这两点特点作用下NMMO可以使得纤维素的聚合度下降，纤维素大分子断裂，部分降解，粘度下降。在溶解过程中还需要加入抗氧化剂，以减少氧化降解，纤维素过度降解会破坏成纤性，因此NMMO和抗氧化剂的用量需要按比例调配。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝制作原料，所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（4）改性中，所述纳米改性剂和分散剂的质量比为1：（0.5~1）；
按照酶解后的天然植物纤维材料的质量计算纳米改性剂和分散剂的加入量，天然植物纤维材料：纳米改性剂：分散剂的质量比为20：(0.5~1) ：(0.5~1)。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝的制作原料中的所述增塑剂为石蜡、巴西棕榈蜡、 聚乙烯蜡、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯中的至少一种或多种；
所述抗静电剂为十二烷基磺酸钠或 二硫代氨基甲酸盐。
所述色浆为白炭黑、氧化铁、炭黑中的一种或多种的组合，也可以根据需要采用其他颜色的色浆，色浆的选择不影响刷毛的性质。
原料中的增塑剂，选自石蜡、巴西棕榈蜡、 聚乙烯蜡的作用是提高纤维丝的耐候性，使纺丝后的毛材柔软，富有弹性且，亲肤感更好。增塑剂的增塑作用是由于增塑剂分子***到高分子聚合物的分子链之间，使聚合物分子链间的引力减弱，即削弱分子链间的聚集作用，而增加分子链的移动性、柔软性，使塑性增加。用量过多，成纤性不好，用量过少，加工困难，因此一般用量为主材料纳米改性的植物纤维素的0.5%~1.5%。
原料中的抗静电剂，选自十二烷基磺酸钠或二硫代氨基甲酸盐，阴离子型抗静电剂，可以减少纤维丝摩擦产生的正电荷，减少丝毛之间的吸附。
进一步地，本发明所述的纳米改性植物纤维纺丝的制作原料中的所述抗菌剂为石墨烯或石墨烯/纳米银的混合物。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯可破坏细菌的细胞膜，导致细胞内的物质外流从而达到杀死细菌的目的，也能够通过阻遏细菌生长达到抑菌作用。由于石墨烯是碳元素组成，不具有毒性，且能够达到长效抑菌和抗菌作用，并且对作用条件无挑剔无限制，将其应用于抗菌毛材具有很大的前景。石墨烯为粉末状，石墨烯为单层石墨烯结构，其厚度为0.35～10nm。本发明的石墨烯还包含有氧化石墨烯。氧化石墨烯是石墨烯经强酸氧化制得，也呈粉末状。氧化石墨烯与石墨烯结构基本相同，仅在单层碳原子上含有大量的-OH和-C-O-C-含氧官能团，氧化石墨烯片层边缘含有-C＝O和-COOH官能团。由于氧化石墨烯含有亲水的-OH和-COOH官能团，因此含有氧化石墨烯的抗菌刷毛具有一定的亲水性能。石墨烯和纳米银联合应用时，银离子与氧化石墨烯发生络合反应形成氧化石墨烯/银络合物，氧化石墨烯/银络合物降低了银系抗菌材料的成本，提高了稳定性，并且该络合物通过对银粒子的缓释作用来延长抗菌性能。石墨烯和纳米银配合使用时质量比为2：（1~2）。
通过氧化石墨烯/银络合物还可以使纺丝表面具有均匀的鳞片结构，该鳞片结构使得将该抗菌刷毛具有与天然动物毛的鳞片相类似的功能，利用鳞片与刷毛丝主体之间的缝隙，可使得刷毛的吸附性增强，对化妆粉、化妆水的吸附能力增强，使得上妆效果更加服帖。
另一方面，本发明还提供一种纳米改性植物纤维纺丝的制备方法，具体步骤如下：将纳米改性的植物纤维素在40℃~50℃的条件下完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，向其中加入聚乳酸、增塑剂、色浆、抗静电剂和抗菌剂，然后高速旋转混合均匀，得到静电纺丝液；
在液纺丝电压为10 kV~15 kV，溶液流速为0.5mL/h~2 mL/h滚筒接收距离为2cm~10 cm的条件下静电纺丝，得到纳米改性植物纤维纺丝。
与现有技术相比，本发明的纳米改性植物纤维纺丝的有益效果：
1、本发明选择天然纤维素作为主要纺丝材料，本身属于可降解材料（自然界中多种细菌和真菌，如木霉属、曲霉属和青霉属的真菌都可以降解天然纤维素），同时又添加了聚乳酸材料，聚乳酸可以生物降解并且生物相容性好，还具有一定的抗菌和抗紫外性能，可以提高纤维纺丝的降解速度。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
2、本发明所选用的植物纤维材料先经过改性处理，首先用酶将天然纤维中易吸水、易霉变腐烂的物质去除，然后添加纳米改性剂，添加的纳米材料可以提高天然纤维的耐候性，提高纤维素纺丝的使用寿命，同时还添加分散剂，主要是因为纳米改性剂粒度细小容易团聚，配合适量分散剂，可维持纳米改性剂的高分散状态，使整体混合更均一，性能更稳定。
3、目前刷毛常添加的抗菌材料有无机抗菌材料和有机抗菌材料，无机抗菌材料常用的是以银离子为代表的金属离子型和以二氧化钛为代表的光催化型抗菌剂，但是银离子的抗菌效果受光和热影响较大，二氧化钛则是必须在近紫外光照射下才能够发挥其抗菌功效，难沉降、回收困难，其应用受到限制；有机抗菌材料常用的有季铵盐类、卤胺类、壳聚糖类抗菌剂，但季铵盐类抗菌剂为低分子抗菌剂耐热性差、毒性较大。石墨烯材料很好的克服了现有抗菌材料的缺陷。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是用激光显微镜拍摄的1000 倍的实施例4的纤丝主体部表面照。
具体实施方式
为进一步阐述本发明发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
本发明实施例中所使用的原料均为市场采购，其中，半纤维素酶为酶活性200μ/mg、温度范围30～60℃、pH：4.0～5.5、漆酶为酶活性≥10u/mg、pH：3 .0～5 .5，最适温度50℃、果胶酶，其酶活性为30000μ/g，质量分数为50%的NMMO购买自上海金穗生物科技有限公司，其他试剂均为分析纯。色浆具体颜色根据客户要求选择。实施例中所使用仪器设备均为本领域常规生产设备，性能检测采用本领域常规检测手段。温度检测受仪器传感器精确度限制，所指示温度均有±3℃误差范围。
在以下实施例中，如无特别说明，液体配料采用体积份数计量，固体配料采用质量分数计量。
制备实施例：
实施例1：纳米改性植物纤维素的制备
（1）酶解：将天然植物纤维材料（黄麻、丝瓜或其他天然纤维材料）剪碎为长度0 .5~3cm的纤维，在电热恒温水浴锅蒸煮，并磁力搅拌30min，搅拌结束后抽滤，并在105±3℃的烘箱内烘干，得到干燥的天然植物纤维。用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解，在温度55±3℃的条件下酶解12 h，得到酶解后的植物纤维。复合酶中果胶酶：漆酶：半纤维素酶比例为1：2：2，复合酶的添加量为天然植物纤维材料质量的5%。
（2）溶解：将酶解结束后的天然植物纤维在95℃下灭酶10 min，然后板框过滤，滤渣洗涤后在50±3℃温度下烘干，烘干时间5 h，烘干后粉碎并过40目～60目筛，然后加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应5 h，得到天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液。NMMO·H2O溶液的质量分数为15%，酶解后植物纤维材料质量与NMMO·H2O溶液混合的料液质量体积比为1：2，所使用没食子酸丙酯的用量为天然植物纤维材料质量的0 .08%。
（3）脱泡：将制得的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液在温度90±3℃、真空度0.5MPa的条件下脱泡处理8 h。
（4）改性：将脱泡后的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液中加入纳米二氧化钛和三聚磷酸钠，高速搅拌混合120 min，得到纳米改性的植物纤维素混合液；天然植物纤维材料质量：纳米改性剂：分散剂的质量比为20：1 ：1。
经实验验证：纳米功能材料选自纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米银和纳米三氧化二铝中的任一种效果类似。
分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的任一种，效果类似。
（5）干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经减压浓缩、干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维。
实施例2：纳米改性植物纤维素的制备
（1）酶解：将天然植物纤维材料（黄麻、丝瓜或其他天然纤维材料）剪碎为长度0 .5~3cm的纤维，在电热恒温水浴锅蒸煮，并磁力搅拌30min，搅拌结束后抽滤，并在110±3℃的烘箱内烘干，得到干燥的天然植物纤维。用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解，在温度45±3℃的条件下酶解10 h，得到酶解后的植物纤维；复合酶中果胶酶：漆酶：半纤维素酶比例为1：0.5：0.5，复合酶的添加量为天然植物纤维材料质量的8%。
（2）溶解：将酶解结束后的天然植物纤维在95℃下灭酶10 min，然后板框过滤，滤渣洗涤后在50℃~60℃温度下烘干，烘干时间5 h，烘干后粉碎并过40目～60目筛，然后加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应1h，得到天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液。NMMO·H2O溶液的质量分数为17.5%，酶解后植物纤维材料质量与NMMO·H2O溶液混合的料液质量体积比为1：1，所使用没食子酸丙酯的用量为天然植物纤维材料质量的0 .05%。
（3）脱泡：将制得的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液在温度95±3℃、真空度0.1MPa的条件下脱泡处理10 h。
（4）改性：将脱泡后的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液中加入纳米二氧化锌、纳米二氧化硅和三聚磷酸、甲基戊醇，高速搅拌混合120 min，得到纳米改性的植物纤维素混合液；天然植物纤维材料质量：纳米改性剂：分散剂的质量比为20：1 ：0.5。20:0.5:0.5
（5）干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经减压浓缩，然后在80±3℃温度下烘干，烘干时间5 h干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维。
干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经减压浓缩，然后在80±3℃温度下烘干，烘干时间2 h～5 h干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维
实施例3：纳米改性植物纤维素的制备
（1）酶解：将天然植物纤维材料（黄麻、丝瓜或其他天然纤维材料）剪碎为长度0 .5~3cm的纤维，在电热恒温水浴锅蒸煮，并磁力搅拌30min，搅拌结束后抽滤，并在110±3℃的烘箱内烘干，得到干燥的天然植物纤维。用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解，在温度50±3℃的条件下酶解 24 h，得到酶解后的植物纤维；复合酶中果胶酶：漆酶：半纤维素酶比例为1：0.5：0.5，复合酶的添加量为天然植物纤维材料质量的1%。
（2）溶解：将酶解结束后的天然植物纤维在95℃下灭酶10 min，然后板框过滤，滤渣洗涤后在50℃~60℃温度下烘干，烘干时间2 h，烘干后粉碎并过40目～60目筛，然后加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应4h，得到天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液。NMMO·H2O溶液的质量分数为11%，酶解后植物纤维材料质量与NMMO·H2O溶液混合的料液质量体积比为1：5，所使用没食子酸丙酯的用量为天然植物纤维材料质量的0.1%。
（3）脱泡：将制得的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80±3℃、真空度0.6MPa的条件下脱泡处理1 h。
（4）改性：将脱泡后的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液中加入纳米三氧化二铝、纳米和三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠，高速搅拌混合30 min，得到纳米改性的植物纤维素混合液；天然植物纤维材料质量：纳米改性剂：分散剂的质量比为20：0.5 ：0.5。
（5）干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经减压浓缩，然后在80±3℃温度下烘干，烘干时间2 h干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维。
实施例4：纳米改性植物纤维纺丝的制备
制作原料质量份如下：
实施例1制备的纳米改性的植物纤维素 100份
聚乳酸 20份
巴西棕榈蜡 0.5份
炭黑 1份
十二烷基磺酸钠 0.8份
石墨烯：纳米银=2：1 共0.6份
制作过程如下：
将纳米改性的植物纤维素在40℃~50℃的条件下完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，纳米改性的植物纤维素与二甲基甲酰胺的质量体积比为1:3；
向其中加入聚乳酸、增塑剂、色浆、抗静电剂和抗菌剂，然后高速旋转混合均匀，得到静电纺丝液；
在液纺丝电压为10 kV，溶液流速为0.5mL/h滚筒接收距离为10 cm的条件下静电纺丝，得到纳米改性植物纤维纺丝。
激光显微镜拍摄的1000 倍的实施例4的纤丝主体部表面照见附图1。可观察到纺丝表面有凹凸的沟壑，一些细小的鳞片状突起。该鳞片的结构使得将该纤维纺丝具有与天然动物毛的鳞片相类似的功能，利用鳞片与纺丝主体之间的缝隙，可使得纺丝刷毛的吸附性增强，对化妆粉、化妆水的吸附能力增强，使得上妆效果更加服帖。
石墨烯和纳米银联合应用时，银离子与氧化石墨烯发生络合反应形成氧化石墨烯/银络合物，氧化石墨烯/银络合物降低了银系抗菌材料的成本，提高了稳定性，并且该络合物通过对银粒子的缓释作用来延长抗菌性能。
实施例5：纳米改性植物纤维纺丝的制备
制作原料质量份如下：
纳米改性的植物纤维素 100份
聚乳酸 10份
硬脂酸酯：磷酸酯=1:1 1.5份
氧化铁：炭黑=2:3 共0.5份
二硫代氨基甲酸盐 0.5份
石墨烯 0.8份
制作过程如下：
将纳米改性的植物纤维素在40℃~50℃的条件下完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，纳米改性的植物纤维素与二甲基甲酰胺的质量体积比为1:3；
向其中加入聚乳酸、增塑剂、色浆、抗静电剂和抗菌剂，然后高速旋转混合均匀，得到静电纺丝液；
在液纺丝电压为15 kV，溶液流速为2 mL/h滚筒接收距离为2cm的条件下静电纺丝，得到纳米改性植物纤维纺丝。
实施例6：纳米改性植物纤维纺丝的制备
制作原料质量份如下：
纳米改性的植物纤维素 100份
聚乳酸 18份
聚乙烯蜡 1.2份
氧化铁：白炭黑=2:1 共1.5份
十二烷基磺酸钠 0.2份
石墨烯：纳米银=1：1 共0.2份
制作过程如下：
在液纺丝电压为15 kV，溶液流速为1.5 mL/h滚筒接收距离为6 cm的条件下静电纺丝，得到纳米改性植物纤维纺丝。
按照上述实施例4~6制备得到的纤维丝，集束，并按规定的长度切断，进行毛材的埋设从而形成化妆用刷。
性能测试：
对实施例4~实施例6制备的纳米改性植物纤维纺丝制成的同规格化妆刷进行了如下测试：
1、抑菌活性值测试
抑菌活性值是基于JIS L 1902-1998(ISO 20743) 的基准的金黄色葡萄球菌的抗菌性试验的值。按照标准方法操作，分别测得抑菌活性值，结果如下表1所示。
表1：抑菌活性值
检测项目 实施例4 实施例5 实施例6 市售某品牌化纤刷
抑菌活性值 4.9 5.8 4.2 2.0
结论：表1的试验结果显示，金黄色葡萄球菌测定的抑菌活性值为4.2～5.8 的范围的值，可知可获得优良的抗菌性。
化妆用刷中通过其刷与肌肤接触，会使皮肤常驻菌、水生细菌(aquaticbacteria) 附着在刷上，由于这些细菌增殖而产生不愉快的臭味，对于使用者来说成为了亟待解决的问题。细菌99％被杀灭时，将不会感知到臭味。该细菌的99％杀菌是指抑菌活性值显示2.2 的值。在上述基准中只要抑菌活性值为2.2 以上的值，就定为超过了抗菌防臭基准，上述抑菌活性值为4.2～5.8的范围的值远远超过了该值。
实施例4～6的纳米纤维改性植物纺丝化妆刷的抑菌活性值显示4.2～5.8的范围的值，可知与抑菌活性值2.2 相比可在短时间内将细菌杀灭，而迅速防止臭味的发生。
、耐候性
检测的项目：耐紫外光加速老化/h
检测依据和检测方法：参照GB/T1865-1997人工气候老化和人工辐射暴露
实验结果见表2：
表2：耐候性测试结果
检测项目 实施例4 实施例5 实施例6
耐紫外光加速老化时间 1000小时无变化 1000小时无变化 1000小时无变化
结论：实施例4~实施例6制备的纳米改性植物纤维纺丝刷毛试样在紫外线照射下，加速老化1000小时，无变化，证明耐老化性能良好。
、使用感受
对于化妆刷，将5名实验者的使用测试感受用1～5 评级来评价。5 级的评价以“5”为极优良，“4”为优良，“3”为普通，“2”为差，“1”为极差来评价。对粉的含持性、转附性和使用皮肤感受三个方面的评价结果统计平均值，结果见表3。
实验结果见表3：
表3：使用感受评价结果
检测项目 实施例4 实施例5 实施例6 松鼠毛 化纤刷
含持性 5 5 4.5 5 3.5
转附性 4.9 4.8 4.9 4.8 4.2
皮肤感受 5 4.9 5 5 3.9
根据上述结果可以看出，本发明的纳米改性植物纤维纺丝制作的化妆刷使用感受整体评价接近于天然的松鼠毛；优于目前市场上广泛使用的化纤刷。
综上所述，本发明的纳米改性植物纤维纺丝，使用天然植物纤维和绿色材料聚乳酸为主材，整体为可降解材料，消除废弃刷对环境的不利影响，符合绿色环保的要求；并且在制作过程中添加石墨烯作为抗菌剂，不会引起皮肤敏感，且抗菌效果持久；配方中增加适量增塑剂而增加分子链的移动性、柔软性，提升使用亲肤感；天然纤维按照本发明经改性后进行纺丝，得到的纺丝表面有凹凸的沟壑和一些细小的鳞片状突起，该鳞片结构使得将纺丝刷毛具有与天然动物毛的鳞片相类似的功能，利用鳞片与刷毛丝主体之间的缝隙，可使得纺丝作为美妆刷刷毛时的吸附性增强，对化妆粉、化妆水的吸附能力增强，使得上妆效果更加服帖。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于，由以下质量份的原料制成：
纳米改性的植物纤维素 100份 聚乳酸 10份~20份 增塑剂 0.5份～1.5份 色浆 0.5份～1.5份 抗静电剂 0.2份～0.8份 抗菌剂 0.2份～0.8份
其中，所述纳米改性植物纤维素的制备过程为：
（1）酶解：将天然植物纤维材料洗涤后烘干，然后用果胶酶、漆酶、半纤维素酶组成的复合酶进行酶解；
（2）溶解：将酶解后的天然植物纤维经灭酶、过滤、滤渣洗涤、烘干，然后加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入没食子酸丙酯，在80℃~100℃的条件下反应1h~5h，得到天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液；
（3）脱泡：将制得的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80℃~95℃、真空度0.1MPa~0.6 MPa的条件下脱泡处理1 h ~10 h；
（4）改性：将脱泡后的天然植物纤维素/NMMO·H2O溶液中加入纳米功能材料和分散剂，高速搅拌混合30~120 min，得到纳米改性的植物纤维素混合液；
（5）干燥：纳米改性的植物纤维素混合液经浓缩、干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维；
所述纳米功能材料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米银和纳米三氧化二铝中的至少一种或多种的混合；
所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400中的至少一种或多种的混合。
2.根据权利要求1所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（1）酶解具体过程是在温度45℃~55℃的条件下酶解10 h ~24 h；所述果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶的添加量为干燥的天然植物纤维材料质量的1%~8%。
3.根据权利要求2所述纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（1）酶解中所使用的复合酶，果胶酶：漆酶：半纤维素酶的质量比例为1：（0 .5~2）：（0 .5~2）。
4.根据权利要求3所述纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解具体过程是：首先，将酶解结束后的天然植物纤维在95℃下灭酶10min，然后过滤，滤渣洗涤后，在50℃~60℃温度下。
5.根据权利要求4所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解天然植物纤维所使用的NMMO·H2O溶液的质量分数为11%~17.5%；按照酶解后的天然植物纤维材料的质量计算NMMO·H2O溶液的加入量，天然植物纤维材料质量与NMMO·H2O溶液混合的料液质量体积比为1:（1~5）。
6.根据权利要求5所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（2）溶解天然植物纤维时所使用没食子酸丙酯的用量为天然植物纤维材料质量的0 .05%~0 .1%。
7.根据权利要求6所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：所述纳米改性植物纤维素的制备过程中，步骤（4）改性中，所述纳米改性剂和分散剂的质量比为1：（0.5~1）；
按照酶解后的天然植物纤维材料的质量计算纳米改性剂和分散剂的加入量，天然植物纤维材料：纳米改性剂：分散剂的质量比为20：(0.5~1) ：(0.5~1)。
8.根据权利要求1所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：原料中的所述增塑剂为石蜡、巴西棕榈蜡、 聚乙烯蜡、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯中的至少一种或多种；
所述抗静电剂为十二烷基磺酸钠或 二硫代氨基甲酸盐。
9.根据权利要求1所述的纳米改性植物纤维纺丝，其特征在于：原料中的所述抗菌剂为石墨烯或石墨烯和纳米银的混合物。
10.权利要求1所述的纳米改性植物纤维纺丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将纳米改性的植物纤维素在40℃~50℃的条件下完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，向其中加入聚乳酸、增塑剂、色浆、抗静电剂和抗菌剂，然后高速旋转混合均匀，得到静电纺丝液；
在液纺丝电压为10 kV~15 kV，溶液流速为0.5mL/h~2 mL/h滚筒接收距离为2cm~10 cm的条件下静电纺丝，得到纳米改性植物纤维纺丝。
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