[发明专利]一种原液着色制备姜黄抗菌再生纤维的方法

说明书

本发明公开了一种原液着色制备姜黄再生纤维的方法。将纤维素、角蛋白或壳聚糖中的至少一种原料和姜黄素在离子液体中先溶胀后溶解制备纺丝液，纺丝液脱泡后采用湿法或干喷湿法纺丝制备姜黄再生纤维。该方法不仅解决了传统染整工艺的污染问题，同时实现了姜黄素的良好溶解；本发明以天然高分子为原料，工艺过程简单，离子液体可回收，无三废产生；采用螺杆挤压机进行溶解、脱泡，大幅度缩减了溶解、脱泡时间，提高了生产效率；得到的亮黄色复合纤维，染色牢度高，可作为着色纤维进行后续编织应用，同时对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌效果。

技术领域

本发明涉及一种原液着色制备再生纤维的方法，具体涉及一种以姜黄素、纤维素、角蛋白、壳聚糖为原料，离子液体为溶剂制备抗菌功能性复合纤维的方法。

背景技术

姜黄素是从姜科、天南星科植物的根茎中提取的一种植物多酚，是植物界很稀少的具有二酮的天然色素，为二酮类化合物。姜黄素为橙黄色结晶粉末，味稍苦，不溶于水和乙醚，溶于乙醇、丙二醇，为脂溶性色素。

医学研究表明姜黄素具有降血脂、抗肿瘤、抗菌、抗氧化等作用，且毒副作用小，使用安全，有良好的临床应用前景。同时，作为一种着色力强的天然色素，在工业生产中广泛用于食品的加工着色。基于姜黄素良好的抗菌性和天然着色剂的双重功能，可用于纺织纤维的功能性染整。专利CN 106758365 A“姜黄素对棉织物的染色方法”和专利CN106758361A“姜黄素对羊毛织物的染色方法”，采用苯酚和二甲基亚砜/四氯化碳混合有机溶剂溶解姜黄素，同时加入十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂，分别对棉织物和羊毛织物进行染色，尽管解决了姜黄素水不溶性的问题，但是染色过程产生大量的有机废液，不符合当下清洁绿色发展的理念。专利CN 105040137 A“一种原液着色法制备载姜黄素聚丙烯腈纤维的方法”，用聚丙烯腈、姜黄素、透皮吸收促进剂及二甲基亚砜组成的纺丝液进行纺丝制成亮黄色抗菌纤维，通过在纺丝原液中直接加入姜黄素着色剂，不仅得到功能性的有色纤维，而且这种原液着色法可以解决传统染色工艺带来的高污染和高能耗问题，为纺织纤维的清洁绿色化染整提供了新的思路。除了聚丙烯腈等化学纤维原料，姜黄素也可以和纤维素等其他天然高分子复合制备功能性再生纤维。专利CN 102330167 A“一种姜黄素抗菌纤维及其制备方法”，以姜黄素、植物抗菌液及粘胶纤维溶液混合湿纺得到姜黄素抗菌纤维，但是姜黄素采用乙醇、甘油酯等有机溶剂进行分散溶解，而且采用黏胶纤维工艺，带来大量的试剂污染和环境危害。

离子液体具有稳定性高、可设计性强、可回收利用等优点，已应用于纤维素、角蛋白、壳聚糖等天然高分子的溶解及制备再生纤维的研究。同时有研究发现，姜黄素可以很好地溶解在离子液体中，为制备功能性再生纤维提供了新的路线。

基于以上研究，本发明提出，将姜黄素和天然高分子纤维素、角蛋白、壳聚糖溶解在离子液体中，进行湿法或干喷湿法纺丝，通过原液着色法制备姜黄抗菌再生纤维。

发明内容

本发明针对传统纺织染整工艺生产过程中污染大、能耗高的问题，同时针对姜黄素在水中难溶解、难分散的问题，提出采用离子液体实现姜黄素的良好溶解，结合离子液体高效溶解纤维素、角蛋白和壳聚糖的优势，采用原液着色法对纤维素、角蛋白和壳聚糖纺丝液进行纺丝制备再生纤维。

本发明的内容如下：

将天然高分子和姜黄素加入到离子液体中溶胀，然后将溶胀好的原料加热溶解，在真空条件下脱泡得到纺丝液，采用湿法或干喷湿法纺丝制备姜黄抗菌再生纤维。

所述天然高分子为纤维素、角蛋白、壳聚糖中的至少一中；所述姜黄素为提取自姜科或天南星科植物根茎中的橙黄色结晶粉末，纯度高于95％；所加天然高分子的量为离子液体质量的1～20％，所加姜黄素的量为天然高分子总质量1％～80％。