[发明专利]一种亲水聚乳酸纤维的加工工艺及应用

说明书

本发明提供了一种亲水聚乳酸纤维的加工工艺及应用，所述加工工艺是将聚乳酸纤维依次经去油预处理、氯化胆碱/草酸体系处理、水洗及烘干后，得到亲水聚乳酸纤维。本发明的加工工艺温和、无污染、可降解、低成本等优势，操作简单且无毒副残留，亦可有效提升PLA纤维的生物细胞相容性，在生物医用领域具有广阔的应用价值。

技术领域

本发明涉及纤维表面重构技术领域，尤其涉及一种亲水聚乳酸纤维的加工工艺及应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)纤维是一种可再生、可自然降解的新型可持续发展的生态纤维，具有高结晶性及透明性，无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。PLA纤维加工的纱线和纺织品具有传统聚酯(PET)织物的手感和悬垂性，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景，同时PLA还广泛应用于组织工程材料和医用产品领域。

但PLA纤维具有两大显著缺点：一是不耐高温，高温处理后其机械强度急剧下降；二是亲水性差，不吸水不亲水，缺乏舒适性。现有加工技术提升PLA材料的表面亲水性能和生物相容性的研究可主要归纳为“共聚”、“共聚+化学接枝”、“共混改性”、“表面改性及修饰”等方法，“共聚”法系采用与第二单体共聚制备PLA复合材料，“共聚+化学接枝”法系在PLA共聚物的基础上，对第二单体的活泼官能团再进行化学修饰，但共聚第二单体须满足植入人体的材料属性，选择受限且共聚反应技术难度高，工序复杂，复合材料综合性能仍存在诸多不确定性，限制了该方法的应用；“共混改性”系采用淀粉、壳聚糖、纤维素、丝素蛋白等成分与PLA聚合物进行共混，此种方法制备的PLA亲水性能和细胞亲和性可得到提升，但存在组分相容性差，本体结构与性能改变，不能100％生物降解和吸收，以及毒副残留等问题；也有通过采用等离子体、碱处理、辐射能处理等方式对PLA进行“表面改性及修饰”提升其细胞界面亲和性，但存在纤维机械性能下降，重复性差，处理成本高以及处理效能差的问题。

低共熔溶剂(EDSs)作为离子液体类似物，是一种无污染、可降解、制备简便的高效溶剂，在2003年被Abbott等人首次报道。而如何用低共熔溶剂(EDSs)作用于PLA，在不损伤PLA内部结构和力学性能的同时，对PLA表面活化的分子链段进行作用，嵌入表面，实现表面重构，完成对PLA的修饰，制备出亲水性强且生物细胞相容性强的PLA材料，值得去深入研究。

综上，现有技术在提升PLA组织工程材料表面细胞亲和性方面存在工艺复杂、效果不理想等瓶颈亟待解决。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种亲水聚乳酸纤维的加工工艺及应用，目的是提高聚乳酸的亲水性，且具有工艺温和、无污染、可降解及低成本等优势。

基于上述目的，本发明提供了一种亲水聚乳酸纤维的加工工艺，所述加工工艺是将聚乳酸纤维依次经去油预处理、氯化胆碱/草酸体系处理、水洗及烘干后，得到亲水聚乳酸纤维。

所述去油预处理的方法是将聚乳酸纤维放入0.3-0.8g/L的碳酸钠溶液中，在38-45℃条件下去油处理5-20min。

所述氯化胆碱/草酸体系的制备方法是将氯化胆碱与草酸以物质的量比为1:1-1.5进行混合，并在90-100℃条件下搅拌溶解至透明状后，再继续搅拌0.5-1.5h。

所述氯化胆碱/草酸体系处理的温度为40-70℃，时间为5-180min，聚乳酸纤维与氯化胆碱/草酸体系的质量比为1:20-30。

优选的，所述时间为10-60min。

所述烘干是在100℃条件下进行烘干。

本发明还提供所述亲水聚乳酸纤维的加工工艺得到的亲水聚乳酸纤维在织物中的应用。

本发明还提供所述亲水聚乳酸纤维的加工工艺得到的亲水聚乳酸纤维在组织支架中的应用。