含薄荷提取物的PE大生物纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含薄荷提取物的PE大生物纤维及其制备方法。本发明专利技术通过将薄荷提取物负载于介质放电等离子体改性的介孔二氧化硅中，然后将其掺杂至聚乙烯(PE)中制成PE母粒，再与PE切片熔融纺丝，成功将薄荷提取物掺入到PE纤维中。本发明专利技术的PE大生物纤维是一种抗菌和力学性能均十分良好的材料，其制备方法经济、简单，因此适合产业上大规模应用。因此适合产业上大规模应用。因此适合产业上大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
含薄荷提取物的PE大生物纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织领域，具体而言，本专利技术涉及PE纤维
，特别是涉及一种PE大生物纤维，其包含薄荷提取物，具有良好抗菌性能。本专利技术还涉及所述纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]PE纤维(即聚乙烯纤维)是由聚乙烯经熔融纺丝法纺丝而得到的纤维材料，商品名为乙纶。PE纤维形态结构与涤纶、锦纶、丙纶相似，包括短纤维和长丝，纤维强度和伸长率与丙纶相接近，密度较小，为0.95g/cm3左右；这种纤维的机械强度可通过纺丝工艺参数进行调节，而且湿态强度和伸长与干态相同。PE纤维吸湿能力与丙纶相同，在通常大气条件下回潮率为0；染色性很差，具有较稳定的化学性质，有良好的耐化学药品性和耐腐蚀性；耐热性较差，但耐湿热性能较好。PE纤维的高强度、低密度、绝缘性佳等特点，使得其主要用于生产各种工业用纺织品，特别是滤材、篷布、网带、地毯等产品；PE纤维的服用性能较差，但由于其具有良好的热传导性，与人接触产生明显的凉感且不吸水、不与人体粘贴，因此也用来制作冰感织物。
[0003]大生物纤维是近年来新兴起的概念，是指经过生物活性分子进行改性，由此生产出的具有生物功能的活性纤维。生物活性分子的引入可为纤维带来各种性能，由于PE纤维应用的场合经常提出抗菌性的要求，因此具有良好抗菌性的PE大生物纤维是目前研究的热点。
[0004]薄荷为唇形科植物薄荷的地上干燥部分，薄荷提取物含有丰富的生物活性物质，如黄酮类、酚类、萜类以及有机酸类活性物质，具有抗炎、抑菌、抗氧化等功效。<br/>[0005]CN200910020271.2报道了一种具有薄荷抗菌功能的粘胶纤维，将天然薄荷提取物的微细粉粒或其溶液添加到粘胶纺丝原液中，按常规湿法纺丝喷丝工艺成型，得到具有薄荷抗菌功能的粘胶纤维。抗菌剂均匀分布在纤维的内部，抗菌功能持久。
[0006]CN201410060999.9报道了一种薄荷复合纤维素纤维，将薄荷提取物研磨溶解于分散剂溶液制得薄荷提取物加入液，再与变性粘胶液，混合均匀后制备成薄荷共混粘胶，凝固浴纺丝成型得到薄荷复合纤维素纤维。
[0007]CN201810178342.0报道了一种薄荷提取物微胶囊、腈纶纤维、面料，将薄荷提取物制作成微胶囊，再将薄荷提取物微胶囊分散于聚丙烯腈纺丝液中，制作成腈纶纤维。薄荷提取物微胶囊结构稳定，微胶囊的壁可以保护薄荷提取物在纺丝过程中的流失，纤维中的微胶囊经摩擦释放出薄荷提取物的有效成分，起到持久的抗菌凉感功能。
[0008]CN202010608869.X报道了一种防水透湿面料，以丙烯腈为壁材，薄荷提取物为芯材，采用界面聚合法制备了薄荷
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丙烯腈微胶囊，将薄荷提取物应用于织物涂层，兼顾外层面料的防水、透湿功能，同时微胶囊的包裹，会发挥薄荷提取物持久的抗菌功能。
[0009]然而，上述纤维中都是将薄荷提取物加入到纤维的纺丝溶液中，这些方法无法应用于PE纤维的熔融纺丝法中。
[0010]CN202010192253.9、CN202010139154.4、CN202010192254.3、CN202010230120.6、
CN202010139150.6等报道了另一种将薄荷提取物添加到纤维中的方法，先将薄荷提取物与不同多孔材料混合，在不同助剂存在下，使薄荷提取物负载于多孔材料上制得含薄荷提取物的改性颗粒，再经过熔融纺丝过程得到包含薄荷提取物的纤维，其中多孔材料的使用是为了克服植物提取物不耐高温、在和纤维熔融共混制备纤维制品时容易炭化或者损失，减少其功能性，植物提取物的加入会对纤维的力学强度、纤维制品的透气性产生影响的等问题。然而，该方法仍然存在一些问题：一是薄荷提取物的成分较为复杂并且包含了一些无用杂质，而该法在将薄荷提取物负载于多孔材料上时并不能选择性地吸附活性成分；二是薄荷提取物于多孔材料上负载量低、结合强度不足，有时需要偶联剂连接；三是多孔材料多为无机材料，与纤维本身存在一定的相容性问题。上述问题在将薄荷提取物添加至PE纤维中时仍会存在。
[0011]因此，亟待寻找能够有效地将薄荷提取物掺杂至PE纤维中的方法，以获得性能更佳的PE大生物纤维。

技术实现思路

[0012]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种含薄荷提取物的PE大生物纤维及其制备方法。
[0013]本专利技术的第一个方面在于提供一种含薄荷提取物的PE大生物纤维，所述PE大生物纤维中包含0.2～0.9％的负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅，其中，所述介孔二氧化硅经由介质放电等离子体改性。
[0014]本专利技术通过介质放电等离子改性的方法对介孔二氧化硅进行改性，该方法能够深入到介孔二氧化硅孔隙内部，使得改性后的介孔二氧化硅对薄荷提取物中的多酚和黄酮类化合物的吸附能力和容量显著提高，从而提高负载量和选择性，进而提升多孔材料对于生物活性分子的保护能力，改善了抗菌性能，特别是显著改善了PE大生物纤维的耐久性和耐洗涤性。此外，改性后的介孔二氧化硅与聚乙烯(PE)的相容性提高，PE纤维的力学性能也同时得到改善。
[0015]在本专利技术的一个优选的实施方案中，所述PE大生物纤维由PE母粒和PE切片熔融纺丝而成，所述PE母粒和PE切片的质量比为2～10：90～98，优选4～6：94～96，更优选5：95。
[0016]在本专利技术的一个优选的实施方案中，所述PE母粒包含聚乙烯(PE)、抗氧剂、润滑剂、负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅，其中，聚乙烯(PE)的含量为80～95％；所述抗氧剂的含量为0.5～3％；所述润滑剂的含量为0.1～1％；所述负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅的含量为6～18％。
[0017]本专利技术中，PE大生物纤维中负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅的含量越多，意味着薄荷提取物的含量也越高，抗菌性能将会更佳；但相应的，介孔二氧化硅的含量也会增加，这在一定程度上有利于提高断裂伸长率和断裂强度，但相应的，过多的介孔二氧化硅会发生聚集，反而会造成纤维力学性能有所下降以及表面粗糙的问题。因此，优选的，所述PE大生物纤维中负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅的含量优选为0.3～0.8％，更优选0.5～0.75％。因此，所述PE母粒中负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅的含量优选为8～16％，更优选10～15％。PE母粒中聚乙烯(PE)的含量优选为80～90％，更优选83.5～88.5％。
[0018]本专利技术中，介孔二氧化硅在经由介质放电等离子体改性后，对于薄荷提取物特别
是其中的多酚和黄酮类化合物的吸附能力和容量显著提高。因此，优选的，所述负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅中，薄荷提取物的负载量为12～40％，优选15～35％，更优选20～30％。本专利技术中，所述负载量在没有其他说明的情况下，是指负载的薄荷提取物相对于改性的介孔二氧化硅的质量比。
[0019]本专利技术PE大生物纤维中，如果薄荷提取物含量较低，可能会导致PE大生物纤维的抑菌性能不佳；然而，在实际使用中并不需要添加过分多的薄荷提取物，因为当薄荷提取物的含量达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含薄荷提取物的PE大生物纤维，所述PE大生物纤维中包含0.2～0.9％的负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅，其中，所述介孔二氧化硅经由介质放电等离子体改性。2.根据权利要求1所述的PE大生物纤维，其特征在于，所述PE大生物纤维由PE母粒和PE切片熔融纺丝而成，所述PE母粒和PE切片的质量比为2～10：90～98，优选4～6：94～96，更优选5：95。3.根据权利要求1或2所述的PE大生物纤维，其特征在于，所述负载有薄荷提取物的介孔二氧化硅中，薄荷提取物的负载量为12～40％，优选15～35％，更优选20～30％。4.根据权利要求1
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3任一项所述的PE大生物纤维，其特征在于，在负载的薄荷提取物中，多酚和黄酮类化合物的含量在85％以上，优选在90％以上。5.根据权利要求1所述的PE大生物纤维，其特征在于，用以产生等离子体的功能性气体选择为氨气与二氧化碳体积比为1：0.5～3的混合气体，优选的，所述体积比为1：1～1.5。6.根据权利要求1所述的PE大生物纤维，其特征在于，所述PE大生物纤维的断裂伸长率为4.5～8.5％，优选5.0～7.5％，断裂强度为5.8～8.5cN/dtex，优选6.0～7.5cN/dtex，结晶度为70～85％，优选75～85％。7.一种根据权利要求1
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6任一项所述的含薄荷提...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄效华，朱美芳，伏广伟，蔡强，池姗，刘健，甄丽，郑天勇，
申请(专利权)人：百草边大生物科技青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：