一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液及其制备方法与应用与流程

本发明涉及一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液及其制备方法与应用，特别涉及一种含塔黄植物提取成分的抗菌莱赛尔纤维纺丝原液及其制备方法与应用，属于再生纤维素纤维。

背景技术：

0、技术背景

1、莱赛尔纤维是近几年来最受欢迎的绿色纤维之一，莱赛尔纤维是采用以木质纤维素为原料，以n-甲基氧化吗啉(nmmo)为溶剂的莱赛尔法制备的生物可降解纤维。与粘胶纤维等传统纤维素纤维相比，莱赛尔纤维生产流程绿色、环保，没有任何有毒的化学反应发生，且纤维具有更加优异的力学性能，莱赛尔纤维兼具天然纤维和合成纤维的多种优良性能，在干燥及湿润状态下均可展现出较好的韧性，其吸湿性好、悬垂性好、易染色、耐磨性强、可纺性高，兼具棉的透气性和舒适性、涤纶的强度、真丝的光泽与触感，因而其在服装、工业等领域具有较为广泛的应用。因此莱赛尔纤维被誉为“21世纪绿色纤维”。

2、莱赛尔纤维已经被广泛的在生活环境中运用了，但是目前的莱赛尔纤维还是普通的常规莱赛尔，因为莱赛尔的生产工艺要经过通过将纤维素溶解到nmmo水溶液中制成纺丝原液，然后通过螺杆挤出、冷空气预干燥牵伸成型，并通过凝固浴进一步提高纤维的物理性能的过程。同时因为溶剂nmmo的回收再利用，因此很多影响nmmo溶剂元素都不适用，莱赛尔纤维还存在着纤维功能性单一的问题。

3、为了进一步提升莱赛尔的功能性，现有技术中有对莱赛尔进行抗菌改性处理，常用的抗菌方式主要是通过银离子等阳离子金属元素，因为银离子在接触到细菌表面后，通过静电作用吸附在细菌外膜上，破坏外膜的结构和功能，能够起到优异的抗菌功效。但是对于莱赛尔纤维而言，这些抗菌金属会加速莱赛尔工艺中纤维素和nmmo(n-甲基吗啉n-氧化物)的不良降解，对环境造成影响。因此，需要寻找一种新的途径来增加莱赛尔纤维的功能性。

技术实现思路

1、针对现有技术中抗菌莱赛尔纤维存在的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液，该纺丝原液利用植物提取液和莱赛尔纤维素浆粕进行复配，使得莱赛尔纤维具有抗菌防螨功能的同时，不会引起复合有机溶剂的不良降解。

2、本发明的第二个目的是在于提供一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液的制备方法，该方法条件温和、流程简单，具有工业化生产的潜力。

3、本发明的第三个目的是在于提供一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液的应用，将其应用于制备抗菌莱赛尔纤维，所制备的纤维不仅保留了普通莱赛尔的亲肤性，柔软性和良好的可纺性，同时也具备了常规莱赛尔不具备的抑菌抗菌性和优异防螨功能。

4、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液，包括以下质量百分比组份：莱赛尔纤维素浆粕10～15％，复合有机溶剂40～50％，植物提取物分散液8～10％，余量为水；所述植物提取物分散液包括塔黄提取物、迷迭香提取物和艾草提取物。

5、现有技术中由于莱赛尔纤维具有良好的亲水吸湿性，容易引起细菌和螨虫的缺陷，而本发明技术方案的关键是在于选用三种不同的天然植物提取物，用于莱赛尔纤维的纺丝原液中。塔黄提取物、迷迭香提取物和艾草提取物的协同作用具有以下优势：首先，三者均具有独特的抗菌活性，相互配合使用时可以产生协同效应，尤其是塔黄提取物中含有丰富的黄酮类化合物和蒽醌类化合物显著增强纤维材料对细菌和真菌的抑制作用，从而提高纤维抗菌效果。其次，这些提取物含有丰富的多酚类化合物和维生素c等抗氧化成分，它们之间的协同作用能够有效提升莱赛尔纤维的抗氧化能力，延长纤维的使用寿命并保持其原始性能。此外，通过组合利用这三种提取物，还能够降低使用单一提取物时可能存在的副作用和毒性，提升纤维的安全性和环保性。因此，这种组合应用在莱赛尔纤维制备中具有显著的优势。最后三种植物易得，将其制备成植物提取物分散液后更有利于用于莱赛尔纤维的制备。

6、作为一种优选的方案，所述植物提取物分散液的制备过程为：将塔黄提取物、迷迭香提取物、艾草提取物和分散剂混合后进行研磨，再加入乳化剂的水溶液进行乳化后得到悬浮液；所述悬浮液中加入固着剂即得。

7、作为一种优选的方案，所述塔黄提取物、迷迭香提取物和艾草提取物的质量比为(55～65)：(25～35):10。本发明中三种提取物均具有独特的抗菌活性，相互配合使用，可以产生协同效应达到防螨抗菌效果，通过控制三种提取物的质量比，可以最终使纤维性能、功能、外观和耐用性产生一定的影响。塔黄提取物含量增加可以提高防螨效果，但过高可能导致纤维呈现较深的颜色；而迷迭香提取物和艾草提取物用量增加能增加抗菌活性的同时带来清香的气味，但过高可能影响纤维的稳定性和耐用性。

8、作为一种优选的方案，所述悬浮液中植物提取物的质量百分浓度为20～25％。

9、作为一种优选的方案，所述固着剂为双酚a型环氧树脂、聚乙烯醇、明胶、二异氰酸酯和淀粉中的至少一种，用量为塔黄提取物、迷迭香提取物、艾草提取物总质量的0.5～2％。所述乳化剂为十二烷基硫酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠，用量为塔黄提取物、迷迭香提取物、艾草提取物总质量的2～5％。

10、作为一种优选的方案，所述分散剂以烷基磺酸盐为主。

11、作为一种优选的方案，所述乳化的条件为：转速为800～1200r/min，温度为30～40℃，时间为40～60min。乳化时间过长，转速过慢会导致植物分散液的粒径过大，而分散液中固体颗粒粒径大小决定了纤维的可纺性，如果粒径过大会影响纺丝性，出现断丝和堵丝的情况。

12、作为一种优选的方案，所述塔黄提取物、迷迭香提取物和艾草提取物均由以下制备方法得到：分别将塔黄、迷迭香和艾草的茎叶进行浸泡、粉碎、乙醇提取、浓缩和喷雾干燥。

13、作为一种优选的方案，所述浸泡采用氯化钠水溶液，所述浸泡的时间为3～4h。

14、作为一种优选的方案，所述乙醇提取过程中进行微波辅助提取。

15、作为一种优选的方案，所述浓缩的程度为塔黄提取物的固含量超过30wt％，迷迭香提取物的固含量超过20wt％，艾草植物提取物的固含量超过20wt％。

16、作为一种优选的方案，所述喷雾干燥的条件为：进风口温度为140～160℃，出风口温度为80～100℃，转速为3000～3500r/min。

17、作为一种优选的方案，所述莱赛尔纤维素浆粕是由包括竹木在内的原料通过氧化铵溶解得到。氧化铵可以与竹木纤维素中的羟基进行化学反应，使纤维素发生部分酯化和羰基化反应，造成纤维素的结构改变，使得纤维素分子在溶液中分散并分解成纤维素浆粕。

18、作为一种优选的方案，所述复合有机溶剂由n-甲基氧化吗啉和二甲基乙酰胺按质量比为(8～9):1组成。

19、本发明还提供了一种抗菌莱赛尔纤维的制备方法，将植物提取物分散液与复合有机溶剂溶解后，加入莱赛尔纤维素浆粕和固着剂混合，即得。

20、作为一种优选的方案，所述混合的条件为：温度为100～120℃，搅拌速度为500～900r/min，时间为3～4h。本发明在制备过程中通过加热和搅拌主要是为了使复合有机溶剂、植物提取物分散液和莱赛尔纤维素浆粕混合得更加均匀，溶解更为充分。

21、作为一种优选的方案，所述莱赛尔纤维素浆粕中加入的固着剂为双酚a型环氧树脂、聚乙烯醇、明胶、二异氰酸酯和淀粉中的至少一种。

22、本发明还提供了一种抗菌莱赛尔纤维纺丝原液的应用，将其应用于制备抗菌莱赛尔纤维，所制备的纤维不仅保留了普通莱赛尔的亲肤性，柔软性和良好的可纺性，同时也具备了常规莱赛尔不具备的抑菌抗菌性和优异防螨功能。

23、作为一种优选的方案，本发明应用于制备抗菌莱赛尔纤维的过程为：将抗菌莱赛尔纤维纺丝原液经螺杆挤压机挤出过滤、纺丝、成形、水洗、上油、卷曲、干燥、切断即得。

24、作为一种优选的方案，所述上油温度为50～55℃，上油时间为4～10min。

25、相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

26、1)本发明从植物中提取天然的黄酮化合物等抗菌成分用于莱赛尔纤维的制备，原料易得，成本低，无需使用过渡金属，不会对莱赛尔的制备工艺造成影响。

27、2)本发明制备的抗菌莱赛尔纤维不仅保留了普通莱赛尔的亲肤性，柔软性和良好的可纺性，同时也具备了常规莱赛尔不具备的抑菌抗菌性和优异防螨功能，通过改性复合的功能，大大的改善了莱赛尔纤维因为亲水吸湿性好而容易引起细菌和螨虫的缺陷。