一种全降解口罩及其制备方法技术

本申请涉及防护用品技术领域，具体公开了一种全降解口罩及其制备方法。一种全降解口罩，包括口罩本体和连接在口罩本体两侧的耳带，所述口罩本体由外至内包括外层、芯层和内层，外层包括至少一层PLA无纺布，芯层包括至少一层PBS多孔膜，耳带由PLA和PBAT混合纤维编织制成；所述内层包括至少一层基布，基布由竹原纤维和改性海藻纤维按照1:1.5

【技术实现步骤摘要】
一种全降解口罩及其制备方法


[0001]本申请涉及防护用品
，更具体地说，它涉及一种全降解口罩及其制备方法。

技术介绍

[0002]口罩是一种卫生用品，在日常生活中被广泛使用，佩戴口罩能阻挡有害气体、飞沫、细菌、病毒等进入口鼻，起到很好的防护作用。普通的一次性口罩一般以无纺布为面料制作而成，无纺布主要以聚丙烯为原料，因此一次性口罩丢弃后不可降解，容易对环境造成严重的污染。
[0003]聚乳酸作为一种无毒、无刺激的合成高分子材料，因其具有良好的生物相容性、透明性和一定的韧性及生物可降解性，已广泛用作纤维制品、包装材料和医疗卫生材料。
[0004]现有技术中，申请号为CN202110343325X的中国专利技术专利申请文件公开了一种全降解口罩，所述全降解口罩为SMS结构聚乳酸材质，主体部分的外层为聚乳酸纺粘无纺布，主体部分的内层过滤层采用超细聚乳酸熔喷纤维制备；耳带部分由聚乳酸/PBAT共混纤维经编织而成，鼻夹部分由聚乳酸共混材料制成。
[0005]虽然上述技术中，使用可降解的无纺布及熔喷布材料替代现有PP材质的无纺布及熔喷布，使口罩废弃后，能直接堆肥或填埋使口罩降解为无害小分子物质，但是针对上述中的相关技术，专利技术人发现聚乳酸具有易水解的特性，人体呼出的气体中，水汽的体积分数约有5
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7％，可在口罩内层材料表面附着液化，使得口罩潮湿，甚至在内层表面凝结成水膜，使面部产生闷湿感，还会导致眼镜镜面雾化影响视觉。

技术实现思路

[0006]为了使全降解口罩具有吸湿防雾，不易使面部产生闷湿感，保持口鼻干燥，本申请提供一种全降解口罩及其制备方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种全降解口罩，采用如下的技术方案：一种全降解口罩，包括口罩本体和连接在口罩本体两侧的耳带，所述口罩本体由外至内包括外层、芯层和内层，外层包括至少一层PLA无纺布，芯层包括至少一层PBS多孔膜，耳带由PLA和PBAT混合纤维编织制成；所述内层包括至少一层基布，基布由竹原纤维和改性海藻纤维按照1:1.5
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4的质量比混合、开松、梳理、牵伸、水刺、干燥制成。
[0008]通过采用上述技术方案，使用竹原纤维和改性海藻纤维混合并处理，制成基布作为与面部接触的内层，竹原纤维是采用机械、物理的方法去除天然竹材中的木质素、多戊糖、竹粉、果胶等杂质，从竹材中直接提取的纤维，属于天然纤维素纤维，竹原纤维具有良好的透气排汗性、抗菌性、防紫外线性等诸多优良的性能；改性海藻纤维是以海藻纤维为基础，进行一系列的改性处理，海藻纤维的原材料来自于海洋中海藻植物，其分子结构中存在大量能吸收水分的羟基和羧基，而且具有疏水结构的里层结构及更大的无定形区，纵向的
沟槽更深，具有较大的裂缝，使其具有更好的膨润性，因而吸湿性和透气性较佳，能吸收其自身质量近20倍的液体，而且还自带抗菌抑菌效果，而且光滑柔软亲肤，能吸湿排汗透气，因此竹原纤维和海藻纤维制成的基布具有良好的透气性和透湿性，能吸收人体呼出的水汽，防止水汽在内层表面凝结成水膜，导致面部湿闷，提高口罩佩戴时的舒适感，在佩戴眼镜时，不会使镜面雾化影响视觉。
[0009]可选的，所述改性海藻纤维由以下方法制成：将海藻纤维浸渍在浓度为4
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5wt％的聚乙烯醇水溶液中，过滤，烘干后与浓度为12
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14wt％的硅酸钠水溶液混合，室温且密封放置8
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10h，洗涤、冷冻干燥，得到预处理海藻纤维；将所述预处理海藻纤维与十八烷基三甲氧基硅烷、甲醇和去离子水混合，调节pH至3
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3.5，混合，冷冻干燥后升温至室温，开松。
[0010]通过采用上述技术方案，先使用聚乙烯醇水溶液对海藻纤维进行预处理，聚乙烯醇利用本身的粘度能在海藻纤维上黏附，然后与硅酸钠水溶液混合，硅酸钠在水溶液中会发生水解，生成硅羟基，且其溶液呈强碱性，水解生成的Si
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OH会与聚乙烯醇侧链的C
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OH在碱性条件下发生缩合反应，从而使聚乙烯醇发生交联，经冷冻干燥后，冰晶直接升华，从而在海藻纤维内部留下原本冰晶占据的空位，因此在海藻纤维表面能获得具有疏松多孔结构的凝胶，从而改善海藻纤维的孔隙率，提高了海藻纤维的透气性和透湿性，但海藻纤维吸收的水分过多，会导致基布呈现润湿情况，使得面部湿润，因此再利用十八烷基三甲氧基硅烷等对预处理海藻纤维进行改性处理，十八烷基三甲氧基硅烷在酸性条件下水解产生的C18Si
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OH上的羟基之间进行缩合
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聚合反应，使得十八烷基三甲氧基硅烷接枝在海藻纤维表面的凝胶上，使得海藻纤维具有疏水作用，因此海藻纤维具有防水且透湿性，海藻纤维的疏水表面与多孔结构之间的协同效应，能使水滴沿着海藻纤维表面凝胶的多孔结构传输进入海藻纤维，被海藻纤维吸收，而不会被吸收至海藻纤维表面，而影响基布的干爽性。
[0011]可选的，所述改性海藻纤维包括以下重量份的组分：1
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2份海藻纤维、3
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4份聚乙烯醇水溶液、1
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1.5份硅酸钠水溶液、2
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3份十八烷基三甲氧基硅烷、7
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7.5份甲醇、0.8
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1份去离子水。
[0012]通过采用上述技术方案，以上各原料用量制成的基布，能有效吸收佩戴者在呼出气体时产生的水汽，不会导致面部湿闷，提高佩戴舒适感。
[0013]可选的，所述PBS多孔膜的制备方法如下：将聚羟基丁酸酯加入到溶剂中溶解，制成浓度为2
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2.5wt％的PHB溶液，加入邻苯二甲酸酐和纤维素纳米晶，混合制成纺丝液，静电纺丝，制得PHB纤维；将所述PHB纤维与PBS、羧基化多壁碳纳米管、聚乙二醇和锌系抗菌剂混合，升温至120
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130℃下流延成膜，单向拉伸，制得PBS多孔膜。
[0014]通过采用上述技术方案，聚羟基丁酸酯(PHB)具有生物降解性，但其质地较脆，韧性差，因此使用纯生物质的棒状纳米颗粒纤维素纳米晶进行韧性改善，利用邻苯二甲酸酐与纤维素纳米晶在共混时发生酯化反应，从而改善纤维素纳米晶在PHB纺丝液中的分散性，纤维素纳米晶的加入能够增加聚羟基丁酸酯纤维表面的羟基，有助于提高纤维材料的亲水性，提高对水汽的透过率，使水分更好的与PHB纤维接触并更快浸入纤维的孔洞内，从而提高降解率，而且纤维素纳米晶的加入有助于提高聚羟基丁酸酯的结晶度，提高PHB纤维的力
学强度，纤维素纳米晶是纳米尺寸的棒状晶体，具有非常高的轴向刚度和强度，其力学性能与其他高强度的纳米填料相当，其比表面积高，表面能比较大，活性表面导致PHB的分子链对纤维素纳米晶具有比较强烈的吸附作用，从而形成分子链间的物理交联，当PHB纤维受到外力作用时，PHB纤维基体将应力传递并分配到各个部位的纤维素纳米晶填料上，从而吸附了PHB分子链的纤维素纳米晶粒子能够起到均匀分布负荷的作用，增强了PHB纤维的抗断裂性；然后将PHB纤维与PBS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全降解口罩，其特征在于，包括口罩本体和连接在口罩本体两侧的耳带，所述口罩本体由外至内包括外层、芯层和内层，外层包括至少一层PLA无纺布，芯层包括至少一层PBS多孔膜，耳带由PLA和PBAT混合纤维编织制成；所述内层包括至少一层基布，基布由竹原纤维和改性海藻纤维按照1:1.5
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4的质量比混合、开松、梳理、牵伸、水刺、干燥制成。2.根据权利要求1所述的全降解口罩，其特征在于：所述改性海藻纤维由以下方法制成：将海藻纤维浸渍在浓度为4
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5wt%的聚乙烯醇水溶液中，过滤，烘干后与浓度为12
‑
14wt%的硅酸钠水溶液混合，室温且密封放置8
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10h，洗涤、冷冻干燥，得到预处理海藻纤维；将所述预处理海藻纤维与十八烷基三甲氧基硅烷、甲醇和去离子水混合，调节pH至3
‑
3.5，混合，冷冻干燥后升温至室温，开松。3.根据权利要求2所述的全降解口罩，其特征在于：所述改性海藻纤维包括以下重量份的组分：1
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2份海藻纤维、3
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4份聚乙烯醇水溶液、1
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1.5份硅酸钠水溶液、2
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3份十八烷基三甲氧基硅烷、7
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7.5份甲醇、0.8
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1份去离子水。4.根据权利要求1所述的全降解口罩，其特征在于：所述PBS多孔膜的制备方法如下：将聚羟基丁酸酯加入到溶剂中溶解，制成浓度为2
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2.5wt%的PHB溶液，加入邻苯二甲酸酐和纤维素纳米晶，混合制成纺丝液，静电纺丝，制得PHB纤维；将所述PHB纤维与PBS、羧基化多壁碳纳米管、聚乙二醇和锌系抗菌剂混合，升温至120
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【专利技术属性】
技术研发人员：李双利，郝艳平，周锐，王玉萍，李伟宾，宫献展，
申请(专利权)人：青岛周氏塑料包装有限公司，
类型：发明
国别省市：