一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维及其制备方法与流程

本发明涉及纤维制造，具体涉及一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维及其制备方法。

背景技术：

1、玻尿酸，学名“透明质酸”(hyaluronic acid,简称ha)是一种酸性黏多糖。工业生产中所用的ha通常是以钠盐形式存在，即透明酸钠。玻尿酸广泛存在于脊椎动物组织细胞间质中，其结构是一种由d-葡糖醛酸和n-乙酰氨基葡萄糖为双糖单位通过β-(1,4)糖苷键和β-(1,3)糖苷键重复交联而成的直链高分子的黏多糖物质，分子中两种单糖的物质的量为1︰1，相对分子质量范围在几千至几百万道尔顿。玻尿酸有优异的保湿功能，较小分子质量的玻尿酸渗透肌肤表层，能够给肌肤提供营养补给，滋养并延缓的皮肤衰老。玻尿酸属于高分子聚合物，同时还有润滑、调节生理机能、消除静电的功效。

2、随着现代科学技术的发展和人们健康意识的增强，天然植物基材料由于其绿色环保、可持续发展的特性，越来越受到重视。植物基纤维在纺织品、医疗卫生、化妆品等领域的应用日益增多，特别是在具有特定生物活性的功能性产品中的应用。

3、艾草作为一种具有丰富医疗保健价值的草本植物，其提取物含有丰富的生物活性成分，如挥发油、黄酮类等，具有良好的抑菌、抗炎和促进皮肤修复的效果。玻尿酸作为一种天然保湿因子，其在纤维改性中的应用将有助于提高纤维的保湿性能和生物相容性，从而满足市场对于高品质、健康环保的纺织品的需求。

4、然而，将艾草提取物和玻尿酸直接应用在植物基纤维上，存在一些技术难题。首先，艾草提取物和玻尿酸的物理化学性质与植物基纤维的亲和力较差，容易在使用过程中洗脱，导致活性成分的浪费和功效的快速下降。其次，艾草提取物的稳定性和玻尿酸的长期保湿效果在未经处理的植物基纤维上难以得到充分发挥。

5、为了解决上述问题，需要开发一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维及其制备方法，以实现活性成分的稳定负载和缓释，同时保持纤维的天然特性和增强其功能性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维及其制备方法，本发明不仅能够提高活性成分的利用率和稳定性，而且还能增强植物基纤维的功能性，为天然植物基功能性材料的开发和应用提供了新的思路和方法。

2、一方面，本发明提供一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维，原料包括重量份比值为(0.1-0.12)：(0.2-0.26)：(0.4-0.6)的改性纤维素、艾草提取物和玻尿酸。

3、进一步地，所述改性纤维素的制备方法包括：将松木浆粕和亚麻浆粕在无水吡啶中超声分散得到松木浆粕和亚麻浆粕悬浮液，加入乙酸酐和无水吡啶后搅拌，经过透析、冷冻干燥得到改性纤维素。

4、进一步地，所述松木浆粕和亚麻浆粕、无水吡啶和乙酸酐的用量比为(2-3)g：(2-3)g：(100-125)ml：(30-40)ml。

5、进一步地，所述改性纤维素的制备方法包括：称取5-6g松木浆粕和亚麻浆粕在78-100ml无水吡啶中超声15-20min得到松木浆粕和亚麻浆粕悬浮液，加入30-40ml乙酸酐和22-25ml无水吡啶，在80-90℃下搅拌7-9h，经过透析、冷冻干燥得到改性纤维素。

6、进一步地，所述艾草提取物的制备方法包括：将艾草粗纤维分散在碱性溶液中，加热后洗涤得到碱处理后的纤维，随后加入酸性溶液中搅拌反应，反应完成后离心分离收集上层悬浊液，超声透析后得到纤维素悬浮液，冷冻干燥，得到艾草提取物。

7、进一步地，所述碱性溶液为4-6％naoh溶液，所述酸性溶液为浓度为62-66％的硫酸。

8、进一步地，所述艾草粗纤维和碱性溶液的用量比为(8-12)g：(100-200)ml；所述碱处理后的纤维和酸性溶液的用量比为(4-6)g：(80-120)ml。

9、进一步地，所述离心分离的步骤包括：2500-3500r/min离心8-12min，去除上清液，加入40-60ml蒸馏水洗涤沉淀，8500-9500r/min离心8-12min，去掉上清液，重复3-5次。

10、进一步地，所述艾草提取物的制备方法包括：称取9-11g艾草粗纤维分散在4-6％naoh溶液中，将悬浮液在75-85℃下加热0.5-1.5h，利用去离子水洗涤纤维多次，直至洗涤液ph值达到中性，在真空条件下干燥至恒重；40-50℃温度条件下，称取4-6g处理后的纤维加入90-110ml浓度为62-66％的硫酸溶液中，磁力搅拌1-3h后充分水解，加入10倍体积蒸馏水终止反应；首先在2500-3500r/min转速下离心8-12min，去除上清液，加入40-60ml蒸馏水洗涤沉淀，在8500-9500r/min转速下离心8-12min，去掉上清液，重复3-5次后收集上层悬浊液，超声15-25min，在3-5℃下利用蒸馏水透析至ph中性，得到纤维素悬浮液，冷冻干燥后得到艾草提取物。

11、植物纤维含有大量的羟基，而且分子间存在强烈的氢键作用，因此，植物纤维表现出的强极性是限制植物纤维应用的非常重要的缺陷，且羟基基团造成的大量吸水使得纤维大量吸水，造成纤维的老化；而强极性使其纤维表面表现出较大的表面张力，使得与含有c-h键的树脂类基体浸润性较差，容易造成界面脱粘；因此，本发明中首先对松木浆粕和亚麻浆粕表面进行改性处理，再配合本发明提供的艾草提取物的制备方法制备艾草提取物，并与玻尿酸共同作用在改性纤维素中，不仅能改善植物纤维两个原始方面的缺陷，还保留了植物纤维本身的性能，更增加了植物纤维的功能性，对扩大其应用具有重要的意义。

12、另一方面，本发明还提供一种艾草、玻尿酸改性植物基纤维的制备方法，步骤包括：(1)制备改性纤维素和艾草提取物；(2)制备艾草、玻尿酸改性植物基纤维：将蒸馏水进行搅拌加入改性纤维素、艾草提取物和玻尿酸得到纺丝液，进行静电纺丝后即得。

13、进一步地，所述静电纺丝时静电纺丝箱体湿度为28-32％，纺丝电压为18-22kv，纺丝距离为18-22cm，挤出量为0.35-0.37ml/h，接收辊转速为90-110r/min。

14、本发明的有益效果在于：

15、(1)本发明中配置不同原料和组分的改性植物基纤维，利用改性纤维素、艾草提取物和玻尿酸作为原料，解决了直接将艾草提取物和玻尿酸直接应用在植物基纤维上的亲和力差的问题，实现了艾草提取物和玻尿酸中活动成分的稳定负载和缓释，同时保持纤维的天然特性和增强其功能性；

16、(2)本发明利用乙酸酐和无水吡啶对植物基纤维松木浆粕和亚麻浆粕进行表面改性，能够有效提高纤维与艾草及玻尿酸间的亲和力，将改性后的植物基纤维与艾草纤维和玻尿酸进行复合，通过静电纺丝技术，制备出具有缓释功能性的改性植物基纤维，也有效提升活性成分的稳定性，降低使用过程中的洗脱；

17、(3)本发明中利用碱性溶液和酸性溶液依次处理艾草粗纤维，离心分离收集上层悬浊液，超声透析后得到纤维素悬浮液，冷冻干燥，得到艾草提取物，所得到的提取物作为纳米艾草纤维素材料，该种制备方法在一定程度上也改善了原有纤维的强极性和吸水性的问题，基于此能够降低艾草抑菌能力的洗脱性，保持纤维材料本身所具有的抑菌性能；

18、(4)基于本发明所制备的艾草、玻尿酸改性植物基纤维具有一定的含水量，因此静电纺丝时控制静电纺丝箱体湿度为28-32％，并配合纺丝电压为18-22kv，纺丝距离为18-22cm，挤出量为0.35-0.37ml/h，接收辊转速为90-110r/min，能够有效实现纤维韧性和保湿能力的提升，且在此种条件下进行纺丝还能够有效提升洗涤后的抑菌能力。