一种超亲水非织造材料的制备方法及产品技术

本发明专利技术公开了一种超亲水非织造材料的制备方法，包括：以生物可降解非织造材料为基材，利用自聚合反应物作为嫁接剂，将含有丰富羟基基团的生物可降解纤维素嫁接于非织造材料表面及内部，通过表面粗糙结构及表面能调控，获得超亲水非织造材料。本发明专利技术还公开了一种超亲水非织造材料。采用本发明专利技术的制备方法制备得到的超亲水PLA非织造材料拥有强吸水性，油水分离能力和较强的力学性能。

Preparation method and products of a kind of super hydrophilic Nonwovens

【技术实现步骤摘要】
一种超亲水非织造材料的制备方法及产品
本专利技术涉及超亲水纺织品的制备领域，具体涉及一种超亲水非织造材料的制备方法及产品。
技术介绍
聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等生物可降解材料，在自然条件下可完全降解为二氧化碳和水，其废弃物不会对环境造成污染，在医药、包装、纺织等领域受到越来越多的关注。以生物可降解材料为原料制备的非织造材料，结合其孔隙率高、生产成本低等优点，在水油分离、吸水/吸油材料领域展现了巨大的前景。但水油分离及水油选择吸附材料对材料表面的浸润性提出了较高的要求，只有当疏水角≥150°或者亲水角＝0°，才能实现较高的水油选择性。现有的针对非织造材料表面的浸润性改性，多采用表面化学接枝亲水基团或者表面沉积聚合物/纳米粒子的方式实现，而前者制备过程繁琐、成本高、可调控范围窄，后者则由于缺乏足够的界面粘附而使得材料的耐久性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超亲水非织造材料的制备方法，该方法所制备的超亲水非织造材料具有超亲水性和较强的力学性能。本专利技术提供了一种超亲水非织造材料，该超亲水非织造材料能够吸收其重量十倍的水，能够满足各种吸水性材料需求；且生物可降解，使用后可以自然降解，环保性能好。本专利技术所提供的技术方案为：一种超亲水非织造材料的制备方法，包括：以生物可降解非织造材料为基材，利用自聚合反应物作为嫁接剂，将含有丰富羟基基团的生物可降解纤维素嫁接于非织造材料表面及内部，通过表面粗糙结构及表面能调控，获得超亲水非织造材料。作为优选，一种超亲水非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将生物可降解非织造材料浸入溶剂中；加入自聚合反应物，搅拌，进行自聚合反应，得到自聚合反应物改性的可降解非织造材料；(2)自聚合反应物改性的可降解非织造材料与纤维素充分反应，得到的改性非织造材料，经过洗涤、干燥后获得超亲水非织造材料。上述技术方案中，采用纤维素对非织造材料进行改性，利用自聚合反应产物为嫁接剂，使纤维素均匀地负载于纤维表面，可制得界面粘结牢固、表面具有微纳粗糙结构的超亲水非织造材料，大幅提升非织造材料的亲水性和吸水能力，同时提高其力学性能。上述步骤(1)和步骤(2)可以一锅法进行，即步骤(1)反应过程中或结束后，直接进行步骤(2)，即直接向步骤(1)的反应体系中加入纤维素，然后同样在搅拌条件下进行反应，最终得到改性超亲水非织造材料。当然，步骤(1)反应结束后，将得到的自聚合反应物改性的可降解非织造材料从体系中取出，然后置入步骤(2)的反应溶剂中继续与纤维素充分反应得到改性超亲水非织造材料。步骤(1)和步骤(2)可以采用同一反应溶剂。作为优选溶剂为水，进一步优选为去离子水。作为优选，所述生物可降解非织造材料为聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯等生物可降解非织造材料中的一种或多种复合。本专利技术中使用的聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯等生物可降解非织造材料可以采用市购产品，比如本专利技术实施例中使用的聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯等生物可降解非织造材料由浙江海正生物材料股份有限公司提供。作为优选，所述自聚合反应物为多巴胺、单宁酸、五倍子酸中的一种或多种；或者所述自聚合反应物选自多巴胺盐、单宁酸盐、五倍子酸盐中的一种或多种。作为优选，所述纤维素为纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维中的一种或多种。本专利技术中使用的纤维素纳米晶CNC与纤维素纳米纤维由实验室通过纤维素酸水解制备而成，也可通过市售获得。作为优选，步骤(1)中，反应体系的pH为4.5-10。作为进一步优选，步骤(1)的反应体系中加入缓冲剂，所述缓冲剂可以选择Tris-Hcl。作为优选，步骤(1)中，所述反应体系的pH为6～9，更进一步优选pH为8～9。作为优选，步骤(1)中，溶剂为水。反应前先将溶剂调节至pH为4.5-10；进一步优选为pH为6～9；更进一步优选为pH为8～9；作为一种具体的实施方案，所述pH为8.5。本专利技术的搅拌条件，可以是磁力搅拌，也可以是机械搅拌，或者两者的结合。本专利技术中，步骤(1)和步骤(2)均可在常温下或者室温下进行。作为优选，自聚合反应温度为20℃-70℃。优选的，所述步骤1)中自聚合温度为20℃-50℃。本专利技术中，作为优选，所述自聚合反应物与溶剂的质量比为150:0.05-3。作为进一步优选，所述步骤(1)中自聚合反应物与溶剂的质量比为150:0.1-0.5。作为优选，自聚合反应物与纤维素的质量比为1:0.3-5。作为进一步优选，自聚合反应物与纤维素的质量比为1:0.5-5；更进一步优选为1:0.5-1.5。步骤(1)的反应时间一般为6～20小时，进一步优选为6～12小时。所述步骤(2)中反应在常温下进行6-20个小时，进一步优选为6～12小时。作为优选，超亲水非织造材料的制备方法，包括如下步骤：1)在一定质量的溶剂中加入缓冲剂调节pH值为8.5，将经过清洗的可生物降解非织造材料浸入溶液中，按一定的质量比例加入自聚合反应物，加磁力搅拌，使其在20℃-50℃环境下开始缓慢自聚合反应；溶液为去离子水，自聚合反应物与溶剂的质量比为150:0.1-0.5；2)加入一定质量的纤维素，在常温下磁力搅拌充分反应，得到的改性聚乳酸非织造材料经过洗涤、干燥后即可获得强吸水能力的改性非织造材料；自聚合反应物与纤维素的质量比为1:1-5，反应条件为常温下6-12个小时。本专利技术还提供一种如上述的制备方法制备得到超亲水非织造材料。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术所制备的超亲水非织造材料具有超亲水性，水接触角可达到0°，能够吸收自重10倍以上的水。(2)本专利技术所制备的超亲水非织造材料，以生物可降解的非织造材料为基材，多巴胺、单宁酸、五倍子酸和纤维素等植物原料为改性剂，水为溶剂，使用后可以自然降解，不会造成环境污染。附图说明图1为实施例2制备得到的聚多巴胺改性聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图2为实施例6制备得到的聚多巴胺改性聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图3为实施例7制备得到的聚多巴胺改性聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图4为实施例8制备得到的聚多巴胺改性聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图5为实施例9制备得到的聚多巴胺改性聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图6为实施例9制备得到的超亲水聚乳酸非织造材料表面的静态水接触角图；图7为对比例1的纯PLA非织造材料纤维的静态水接触角；图8为对比例2最终制得的亲水改性的PLA非织造材料的静态水接触角图；图9为对比例3最终制得的亲水改性的PLA非织造材料的静态水接触角图；图10为对比例4最终制得的亲水改性的PLA非织造材料的静态水接触角图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超亲水非织造材料的制备方法，其特征在于，包括：以生物可降解非织造材料为基材，利用自聚合反应物作为嫁接剂，将含有丰富羟基基团的生物可降解纤维素嫁接于非织造材料表面及内部，通过表面粗糙结构及表面能调控，获得超亲水非织造材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种超亲水非织造材料的制备方法，其特征在于，包括：以生物可降解非织造材料为基材，利用自聚合反应物作为嫁接剂，将含有丰富羟基基团的生物可降解纤维素嫁接于非织造材料表面及内部，通过表面粗糙结构及表面能调控，获得超亲水非织造材料。


2.根据权利要求1所述的超亲水非织造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将生物可降解非织造材料浸入溶剂中；加入自聚合反应物，搅拌，进行自聚合反应，得到自聚合反应物改性的可降解非织造材料；
(2)自聚合反应物改性的可降解非织造材料与纤维素充分反应，得到的改性非织造材料，经过洗涤、干燥后获得超亲水非织造材料。


3.根据权利要求1或2所述的超亲水非织造材料的制备方法，其特征在于，所述生物可降解非织造材料由聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种复合得到。


4.根据权利要求1或2所述的超亲水非织造材料的制备方法，其特征在于，所述自聚合反应物为多...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏娟娟，韩建，虞启浩，崔超凡，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33