荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法

本发明涉及生物材料和纤维材料，主要涉及一种荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法。

背景技术：

1、发展具有多种不同性能的生物材料具有重要意义，该类材料可以在多种应用场景中得到应用。在以多糖类生物分子为基础的纤维材料中，同时具备荧光性能、高强度和高韧性的材料还少有报道，这是由多糖类生物分子的结构特点决定的。

2、不同于具有支链结构的生物大分子，纤维素和海藻酸钠等多糖类物质的糖链是线性结构，该类分子具备优良的力学强度。基于该种性能，纤维素和海藻酸钠被广泛应用于发展各类强力生物材料。但是，由于上述两种多糖分子的糖链缺乏柔性，发展得到的强力生物材料在具备高强度的同时难以具备良好的韧性性能。同时，由于分子结构中不具备荧光基团，该类材料也难以具备易识别、易检测和易追踪的特性。上述不足限制了多糖类生物材料在某些领域的应用，尤其是对于微米级别的纤维材料。

3、目前来说，纤维素和海藻酸钠纤维材料一般使用钙离子、铝离子等金属离子做为糖链交联点，该种交联方式能够较好地提高材料的力学强度，但对于材料的韧性贡献较小。近年来，利用基因工程合成的柔性蛋白以共价键方式交联糖链，有效提高了多糖类材料的韧性，但是在力学强度的提升方面却受到了限制。多糖类纤维材料如需在高强度的基础上获得高韧性和荧光性能，最好能使用一种具有聚集诱导发光性能的有机小分子充当糖链之间的柔性交联点。同时，该类纤维材料具备的强度、韧性和荧光性能还需要具备良好的稳定性，以适应在多种环境下乃至于某些极端环境中的应用。然而，此类荧光型强力多糖类生物纤维材料至今还未有报道。发展荧光型强力多糖类生物纤维材料，对于拓展多糖类生物分子在基础科研和技术领域的应用有着重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供一种荧光型强力海藻酸钠纤维材料，其制备原料包括海藻酸钠、氯化钙和含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂。

4、在本发明中，所述海藻酸钠为分子式为(c6h7o6na)n的多糖聚合物的混合物。

5、在本发明中，所述含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂为8,8'-((1,2-二苯基乙烯基)-双4-苯氧基)双(n,n,n-三甲基辛基)溴化铵。

6、在本发明中，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法，包括：

7、将海藻酸钠的水溶液与含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的水溶液在室温条件下混合，将上述混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中，将得到的纤维材料在氯化钙的水溶液中静置后收集取出，将所得湿纤维材料进行应变为110％的拉伸，最后将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥处理，制得荧光型强力海藻酸钠纤维材料。

8、在本发明中，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法中，所述海藻酸钠的水溶液以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠的水溶液的浓度为10～30mmol/l，所述含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的水溶液的浓度为1～10mmol/l，所述氯化钙的水溶液中氯化钙的质量浓度为0.5％。

9、在本发明中，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法中，所述混合液中，所述海藻酸钠以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠与含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的摩尔比15:1～25:1。

10、在本发明中，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法中，所述混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中的速率为0.1～0.3ml/s，所述将得到的纤维材料在氯化钙的水溶液中静置的时间为10分钟，所述拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥处理的时间为30分钟。

11、本发明提供了一种荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法具有如下特点：

12、1、本发明所得荧光型强力海藻酸钠纤维材料，是以含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂和钙离子为交联点的海藻酸钠纤维材料。

13、2、本发明所得荧光型强力海藻酸钠纤维材料，同时具备高强度和高韧性，所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的平均拉伸强度和韧性可达919mpa和139mj/m3。

14、3、本发明所得荧光型强力海藻酸钠纤维材料，能够在紫外光照射下体现出良好的荧光性能。

技术特征：

1.荧光型强力海藻酸钠纤维材料，其特征在于，其制备原料包括海藻酸钠、氯化钙和含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂，所述海藻酸钠为分子式为(c6h7o6na)n的多糖聚合物的混合物，所述含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂为8,8'-((1,2-二苯基乙烯基)-双4-苯氧基)双(n,n,n-三甲基辛基)溴化铵。

2.根据权利要求1所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法，其特征在于，包括：将海藻酸钠的水溶液与含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的水溶液在室温条件下混合，将上述混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中，将得到的纤维材料在氯化钙的水溶液中静置后收集取出，将所得湿纤维材料进行应变为110％的拉伸，最后将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥处理，制得荧光型强力海藻酸钠纤维材料。

3.根据权利要求2中所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的水溶液以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠的水溶液的浓度为10～30mmol/l，所述含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的水溶液的浓度为1～10mmol/l，所述氯化钙的水溶液中氯化钙的质量浓度为0.5％。

4.根据权利要求2中所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中，所述海藻酸钠以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠与含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的摩尔比15:1～25:1。

5.根据权利要求2中所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料的制备方法，其特征在于，所述混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中的速率为0.1～0.3ml/s，所述将得到的纤维材料在氯化钙的水溶液中静置的时间为10分钟，所述拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥处理的时间为30分钟。

技术总结本发明涉及生物材料和纤维材料技术领域，主要涉及一种荧光型强力海藻酸钠纤维材料及其制备方法。本发明所述荧光型强力海藻酸钠纤维材料，是将海藻酸钠和含四苯乙烯结构的双头季铵盐表面活性剂的混合液注射入氯化钙的水溶液中制得湿纤维材料，然后将所得湿纤维材料经静置、拉伸和干燥等处理后得到的离子复合物。本发明制得的荧光型强力海藻酸钠纤维材料，具备抗拉伸强度和韧性高的优势，并能在紫外光照射下体现出良好的荧光性能。本发明制备的荧光型强力海藻酸钠纤维材料可以应用于纺织和医用材料等相关领域。技术研发人员：张蕾,赵静,吴中涛受保护的技术使用者：青岛科技大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29