【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维，具体为一种可降解的聚乳酸纤维丝束及其制备方法和在香烟过滤嘴中的应用。
技术介绍
1、卷烟主流烟气中含有多种有害物质。其中，挥发性醛酮化合物是一种具有纤毛毒性和强烈刺激性气味的气体，人类抽吸卷烟将这类物质带进体内，易造成人体肺部等器官和系统的不适，同时也会抑制肺部的自清除过程，当这类物质在体内积累到一定含量时会严重损伤人体的健康。因此，专利技术一种能够吸附卷烟主流烟气中的醛酮化合物的可降解聚乳酸纤维丝束，并应用到香烟过滤嘴中，对人类的健康和社会的发展具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可降解的聚乳酸纤维丝束及其制备方法和在香烟过滤嘴中的应用，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种可降解的聚乳酸纤维丝束，所述可降解的聚乳酸纤维丝束是将活性炭用氨水处理制得预改性活性炭；采用层层静电自组装技术将预改性活性炭交替浸没在阴离子聚电解质溶液和阳离子聚电解质溶液中，制得改性活性炭；将聚乳酸、烯丙基季铵盐反应制得改性聚乳酸；将改性聚乳酸、改性活性炭配制成皮层纺丝液，同轴静电纺丝制得中空多孔聚乳酸纤维；将中空多孔聚乳酸纤维进行牵伸、卷曲、烘干制得可降解的聚乳酸纤维丝束。
3、作为优化，所述阳离子聚电解质溶液是将多氨基壳聚糖、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制而成。
4、作为优化，所述阴离子聚电解质溶液是将三聚磷酸钠、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配
5、作为优化，所述多氨基壳聚糖是将壳聚糖依次与氯化亚砜、乙二胺反应制得。
6、作为优化，所述烯丙基季铵盐是将n,n-二甲基烯丙基胺与1-氯十一烷反应制得。
7、一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，包括以下制备步骤：
8、（1）将壳聚糖、甲烷磺酸、二氯甲烷按质量比为1：（0.5~0.7）：（8~10）混合均匀，在10~30℃，300~500r/min搅拌30~40min，加入壳聚糖质量0.6~0.8倍的氯化亚砜，继续搅拌反应3~4h，在真空条件下，50~60℃干燥6~8h，制得改性壳聚糖；将改性壳聚糖、乙二胺按质量比为1：（8~10）混合均匀，在95~105℃，300~500r/min搅拌4~5h，冷却至室温，加入乙二胺体积2~3倍的0~2℃的丙酮混合均匀，静置1~2h，抽滤，在真空条件下，50~60℃干燥6~8h，制得多氨基壳聚糖；
9、（2）将活性炭浸没在质量分数为26~28%的氨水水溶液中，在10~30℃，300~500r/min搅拌20~30min，取出，在真空条件下，40~50℃干燥4~6h，制得预改性活性炭；将多氨基壳聚糖、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制成阳离子聚电解质溶液；将三聚磷酸钠、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制成阴离子聚电解质溶液；将预改性活性炭浸没在阴离子聚电解质溶液中，在10~30℃，300~500r/min搅拌30~40min，过滤，用去离子水洗涤3~5次，再浸没在阳离子聚电解质溶液中，在10~30℃，300~500r/min搅拌30~40min，过滤，用去离子水洗涤3~5次，交替浸泡3~5次，在真空条件下，40~50℃干燥4~6h，制得改性活性炭；
10、（3）将聚乳酸、烯丙基季铵盐按质量比为1：（0.2~0.3）混合，置于密炼机中，在175~185℃，400~600r/min搅拌8~10min，加入聚乳酸质量0.03~0.05倍的过氧化二异苯丙，继续搅拌20~30min，制得改性聚乳酸；
11、（4）将聚乙烯醇、二甲基亚砜按质量比为1：（19~21）混合均匀，在45~55℃，300~500r/min搅拌10~12h，配制成芯层纺丝液；将改性聚乳酸、改性活性炭、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比为1：（0.03~0.05）：（17~18）：（3~4）混合均匀，在35~45℃，300~500r/min搅拌10~12h，配制成皮层纺丝液；通过同轴静电纺丝制得初生纤维；将初生纤维浸没在去离子水中，超声震荡5~6h，取出，在真空条件下，50~60℃干燥7~8h，制得中空多孔聚乳酸纤维；将中空多孔聚乳酸纤维在50~60℃的水浴中进行牵伸，牵伸倍率为2~3倍，经牵伸后的丝束进入卷曲机中进行卷曲，卷曲温度为75~85℃，卷曲蒸汽压力为0.4~1.0kgf/cm，在真空条件下，50~60℃干燥3~4h，制得可降解的聚乳酸纤维丝束。
12、作为优化，步骤（3）所述烯丙基季铵盐是将n,n-二甲基烯丙基胺、甲苯按质量比为1：（3~4）混合均匀，配制成n,n-二甲基烯丙基胺溶液；将1-氯十一烷、甲苯按质量比为1：（3~4）混合均匀，配制成1-氯十一烷溶液；在氮气氛围下，50~60℃，300~500r/min搅拌条件下，将n,n-二甲基烯丙基胺溶液质量1.1~1.3倍的1-氯十一烷溶液在20min内匀速滴加到n,n-二甲基烯丙基胺溶液中，搅拌反应7~8h，在真空条件下，50~60℃干燥5~7h，制得烯丙基季铵盐。
13、作为优化，步骤（4）所述同轴静电纺丝的工艺参数为：设置纺丝电压为17~19kv，纺丝距离为19~21cm，环境温度为20~30℃，纺丝湿度为50~60%，内轴直径为500~600nm，外轴直径为800~900nm。
14、作为优化，步骤（1）所述壳聚糖的重均分子量为50kda，脱乙酰度为87%。
15、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术在制备可降解的聚乳酸纤维丝束时，将壳聚糖依次与氯化亚砜、乙二胺反应制得多氨基壳聚糖；将多氨基壳聚糖和去离子水配制成阳离子聚电解质溶液；将三聚磷酸钠和去离子水配制成阴离子聚电解质溶液；将活性炭用氨水处理制得预改性活性炭；采用层层静电自组装技术将预改性活性炭交替浸没在阴离子聚电解质溶液和阳离子聚电解质溶液中，制得改性活性炭；将n,n-二甲基烯丙基胺、1-氯十一烷反应制得烯丙基季铵盐；将聚乳酸、烯丙基季铵盐反应制得改性聚乳酸；将改性聚乳酸、改性活性炭配制成纺丝液，同轴静电纺丝制得中空多孔聚乳酸纤维；将中空多孔聚乳酸纤维进行牵伸、卷曲制得可降解的聚乳酸纤维丝束。
16、首先，将壳聚糖依次与氯化亚砜、乙二胺反应制得多氨基壳聚糖；壳聚糖含有活性的羟基和游离的氨基，可以吸附卷烟主流烟气中的醛酮类物质，壳聚糖上的氨基还可以络合金属离子，吸附卷烟主流烟气中的重金属离子；通过改性使得壳聚糖上的氨基基团数增加，可以提升可降解的聚乳酸纤维丝束对卷烟主流烟气中醛酮类化合物和重金属离子的吸附效果；将多氨基壳聚糖和去离子水配制成阳离子聚电解质溶液；将三聚磷酸钠和去离子水配制成阴离子聚电解质溶液；将活性炭用氨水处理制得预改性活性炭；采用层层静电自组装技术将预改性活性炭交替浸没在阴离子聚电解质溶液和阳离子聚电解质溶液中，制得改性活性炭；多氨基壳聚糖上的氨基与三聚磷酸钠上磷酸根通过正负电荷结合，在活性炭上引入磷元素，磷元素的引入可以赋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述可降解的聚乳酸纤维丝束是将活性炭用氨水处理制得预改性活性炭；采用层层静电自组装技术将预改性活性炭交替浸没在阴离子聚电解质溶液和阳离子聚电解质溶液中，制得改性活性炭；将聚乳酸、烯丙基季铵盐反应制得改性聚乳酸；将改性聚乳酸、改性活性炭配制成皮层纺丝液，同轴静电纺丝制得中空多孔聚乳酸纤维；将中空多孔聚乳酸纤维进行牵伸、卷曲、烘干制得可降解的聚乳酸纤维丝束。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述阳离子聚电解质溶液是将多氨基壳聚糖、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制而成。
3.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述阴离子聚电解质溶液是将三聚磷酸钠、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制而成。
4.根据权利要求2所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述多氨基壳聚糖是将壳聚糖依次与氯化亚砜、乙二胺反应制得。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述烯丙基季铵盐是将N,N-二甲基烯丙基胺
6.一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
7.根据权利要求6所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述烯丙基季铵盐是将N,N-二甲基烯丙基胺、甲苯按质量比为1：（3~4）混合均匀，配制成N,N-二甲基烯丙基胺溶液；将1-氯十一烷、甲苯按质量比为1：（3~4）混合均匀，配制成1-氯十一烷溶液；在氮气氛围下，50~60℃，300~500r/min搅拌条件下，将N,N-二甲基烯丙基胺溶液质量1.1~1.3倍的1-氯十一烷溶液在20min内匀速滴加到N,N-二甲基烯丙基胺溶液中，搅拌反应7~8h，在真空条件下，50~60℃干燥5~7h，制得烯丙基季铵盐。
8.根据权利要求6所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述同轴静电纺丝的工艺参数为：设置纺丝电压为17~19kV，纺丝距离为19~21cm，环境温度为20~30℃，纺丝湿度为50~60%，内轴直径为500~600nm，外轴直径为800~900nm。
9.根据权利要求6所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述壳聚糖的重均分子量为50kDa，脱乙酰度为87%。
10.根据权利要求6~9任一项所述的可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法制备得到的可降解的聚乳酸纤维丝束在香烟过滤嘴中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述可降解的聚乳酸纤维丝束是将活性炭用氨水处理制得预改性活性炭；采用层层静电自组装技术将预改性活性炭交替浸没在阴离子聚电解质溶液和阳离子聚电解质溶液中，制得改性活性炭；将聚乳酸、烯丙基季铵盐反应制得改性聚乳酸；将改性聚乳酸、改性活性炭配制成皮层纺丝液，同轴静电纺丝制得中空多孔聚乳酸纤维；将中空多孔聚乳酸纤维进行牵伸、卷曲、烘干制得可降解的聚乳酸纤维丝束。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述阳离子聚电解质溶液是将多氨基壳聚糖、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制而成。
3.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述阴离子聚电解质溶液是将三聚磷酸钠、去离子水按质量比为1：（6~8）混合均匀，配制而成。
4.根据权利要求2所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述多氨基壳聚糖是将壳聚糖依次与氯化亚砜、乙二胺反应制得。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的聚乳酸纤维丝束，其特征在于，所述烯丙基季铵盐是将n,n-二甲基烯丙基胺与1-氯十一烷反应制得。
6.一种可降解的聚乳酸纤维丝束的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：林树光，林建生，
申请(专利权)人：广东树业环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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