羅布麻葉抗菌粘膠纖維前期制備的研究

王曉東，楊 華，馮 濤，于湖生

(1.眾地家紡有限公司,山東 青島 266000；2.青島大學(xué), 山東 青島 266071)

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對紡織品功能的需求也不斷增加，開發(fā)具有植物性抗菌功能的粘膠纖維十分必要。本文將羅布麻葉提取物溶液或粉末添加到粘膠紡絲液中制得共混紡絲液，并將它按照粘膠纖維生產(chǎn)工藝制成共混膜，觀察添加劑在膜中的分散均勻性并測試共混膜的相關(guān)性能，對共混紡絲液的可紡絲性能進行評價，為規(guī)?；a(chǎn)羅布麻葉抗菌粘膠纖維提供依據(jù)。

1 實驗

1.1 實驗材料及設(shè)備

實驗材料：羅布麻葉提取物粉末，粘膠紡絲液，硫酸，硫酸鋅，硫酸鈉，分散劑等。

主要實驗設(shè)備：LLY-06E型電子單纖維強力儀，NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計，烘箱，溫度計，玻璃棒，熱水浴鍋，大小燒杯，托盤天平，生物顯微鏡等。

1.2 實驗方法

(1) 在燒杯中加入10 mL蒸餾水，放到水溫為20℃的恒溫水浴鍋中，然后向燒杯中緩慢加入重量已知的羅布麻葉提取物并用玻璃棒不斷攪拌，直到它不再溶解為止，此溫度下羅布麻葉提取物的溶解量為加入羅布麻葉提取物的重量乘以10(100 mL溶解的重量克數(shù))；然后將水浴鍋的溫度分別調(diào)至30℃、40℃、50℃、60℃，依次重復(fù)上述步驟，得到羅布麻葉提取物在不同溫度下的溶解量。

(2)取1 L水，將110 g H2SO4，15 g ZnSO4，230 g Na2SO4加入攪拌配制成凝固浴。

(3)稱取10 g NaOH，放入大燒杯中加水至1000 mL，配制成1L脫硫堿液。

(4)稱取10 g羅布麻葉提取物粉末，倒入放有50 mL蒸餾水的燒杯中充分攪拌，制成溶液。

(5)按表1給出的試驗方案把不同質(zhì)量的羅布麻葉提取物粉粒和上述(4)中制得的羅布麻葉提取物溶液分別加入到50 mL粘膠紡絲液中并充分攪拌，制備成共混紡絲液，并利用粘度計測試其粘度值。

表1 不同的實驗方案

注：方案1、2、3、4和方案5、6、7、8中羅布麻葉提取物的含量分別對應(yīng)相等。

(6)將所配制的共混紡絲液，用玻璃棒涂抹，在載物片上制成厚度均勻的膜，將玻璃片按順序放入凝固浴(60℃)、清水、氫氧化鈉溶液、清水、清水，制得共混膜，將制得的共混膜撈出放在塑料薄膜上，蓋上過濾紙，陰干備用。

(7)取一載玻片，滴一滴甘油，將共混膜放在載玻片上進行顯微鏡觀察，可以根據(jù)制得的共混膜表面性能對膜的質(zhì)量進行評價。

(8)將選擇的共混膜剪成長3 cm，寬3 mm的長條狀，稱取所剪共混膜的重量，利用電子單纖維強力儀對其強伸性能進行測試。

1.3 實驗結(jié)果與分析

1.3.1羅布麻葉提取物在不同溫度下的溶解量(如表2所示)

表2 羅布麻葉提取物在不同溫度水中的溶解量

由表2可以看出，羅布麻葉提取物的溶解度較大，說明羅布麻葉提取物極易溶于水。且其溶解度隨著溫度的升高而增大。羅布麻葉提取物良好的溶解性有利于其與粘膠紡絲液共混。

1.3.225℃下純粘膠紡絲液和不同方案共混紡絲液的粘度值(如表3所示)

表3 25℃下純粘膠紡絲液和不同方案共混紡絲液的粘度值(mPa·a)

從表3可以看出，在相同溫度下，隨著羅布麻葉提取物水溶液添加比例的增大，共混紡絲液的粘度減小，說明加入了羅布麻葉提取物水溶液使共混紡絲液的粘度降低；在相同溫度下，隨著羅布麻葉提取物粉末添加量的增大，共混紡絲液的粘度增大，說明加入羅布麻葉提取物粉末會導(dǎo)致共混紡絲液的粘度的提高。

1.3.3共混膜的表面特征

采用生物顯微鏡(放大倍數(shù)100倍，)對其進行觀察并拍照。所得照片如圖1所示。

從圖1的1、2、3、4方案照片中可以看出，純粘膠膜(1號)的表面較光滑、平整，2、3、4號方案中的共混膜的表面粗糙、凹凸不平、有顆粒狀物質(zhì)，并且隨著共混膜中羅布麻葉提取物粉末添加量的增加，共混膜的表面粗糙度增加、顆粒狀物質(zhì)明顯。這說明共混膜中羅布麻葉提取物粉末與純粘膠紡絲液的相容性較差，不利于紡絲。從圖1的5、6、7、8方案照片可以看出，6、7、8方案的共混膜的表面光滑、平整、幾乎無顆粒狀物質(zhì)，分散均勻性良好，與純粘膠膜(5號)的表面特征幾乎無差別。同時，隨著共混紡絲液中羅布麻葉提取物水溶液添加比例的增大，制得的共混膜的表面特征沒有明顯的變化。這說明羅布麻葉提取物水溶液與純粘膠紡絲液的相容性較好，紡絲性良好。

圖1 純粘膠膜和不同方案共混膜的生物顯微鏡照片

1.3.4共混膜的斷裂強力和斷裂伸長率(如表4所示)

表4 純粘膠膜和共混膜的斷裂強力和斷裂伸長率

從表4可以看出，加入了羅布麻葉提取物粉粒的共混膜與純粘膠膜相比其斷裂強力都顯著下降，且隨著粉粒加入量的增加，強力呈現(xiàn)下降的趨勢，說明加入了羅布麻提取物粉粒后，改變了膜中纖維素大分子的超分子結(jié)構(gòu)及膜本身的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致強力下降。而加入了羅布麻提取物溶液后，共混膜與純粘膠膜相比其斷裂強力也有所下降，且隨著溶液加入量的增加，強力也呈現(xiàn)下降的趨勢，但下降幅度不明顯，說明提取物溶液的加入對膜中纖維素大分子的超分子結(jié)構(gòu)及膜本身的結(jié)構(gòu)影響不大。從表4還可以看出，無論是加入羅布麻葉提取物粉粒，還是加入其溶液，共混膜的斷裂伸長率都變小了，且隨著羅布麻葉提取物粉?；蛉芤杭尤肓康脑黾樱瑪嗔焉扉L率逐漸下降。說明提取物粉末或溶液的加入，改變了共混膜的結(jié)構(gòu)，“束縛”了纖維素大分子的運動，從而斷裂伸長率下降。

2 結(jié)論

2.1羅布麻葉提取物的溶解度較大，且其溶解度隨著溫度的升高而增大。

2.2在相同溫度下，隨著羅布麻葉提取物水溶液添加比例增大，共混紡絲液的粘度減?。欢S著提取物粉末添加量增大，共混紡絲液的粘度也增大。

2.3羅布麻葉提取物粉末與純粘膠紡絲液的共混膜表面粗糙、顆粒狀物質(zhì)明顯，且隨著添加量的增多，共混膜的表面粗糙程度和顆粒狀物質(zhì)更加明顯；而提取物溶液與純粘膠紡絲液共混膜的表面性能正好相反。

2.4加入了羅布麻葉提取物粉粒的共混膜與純粘膠膜相比其斷裂強力都顯著下降，且隨著粉粒加入量的增加，強力呈現(xiàn)下降的趨勢，加入了羅布麻提取物溶液后，共混膜與純粘膠膜相比其斷裂強力也有所下降，且隨著溶液加入量的增加，強力也呈現(xiàn)下降的趨勢，但下降幅度不明顯。而無論是加入羅布麻葉提取物粉粒，還是加入其溶液，與純粘膠膜相比，共混膜的斷裂伸長率都下降了，且隨著羅布麻葉提取物粉?；蛉芤杭尤肓康脑黾?，斷裂伸長率呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。

綜上所述，考慮到提取物的溶解度、共混紡絲液的粘度、共混膜的表面性質(zhì)和共混膜的強伸性以及羅布麻葉抗菌粘膠纖維的性價比，選擇溶解羅布麻提取物的水溫為30℃，選擇方案6和7作為生產(chǎn)小樣纖維的方案，待測試纖維小樣抗菌性后再選擇其中一個方案。

[1] 鄭虎占，董澤宏，佘靖，等.中藥現(xiàn)代研究與應(yīng)用(1卷)[M].北京：學(xué)苑出版社，1997.

[2] 蕭耀南，曾漢民等.抗菌、消臭功能纖維的研究進展[J].材料科學(xué)與工程，2001，19(1)：13—15.

[3] 譚文穎，肖衛(wèi)軍等.抗菌紡織品的探討[J].化纖與紡織技術(shù)，2003，(12)：4.

[4] 張彩玲等.負離子粉/薄荷提取物/粘膠纖維素共混成纖及其性能的研究[D].青島：青島大學(xué)，2009.

[5] 張彩玲，遲德玲，于湖生，等.苦參提取物用于制造抗菌粘膠纖維的初探[J].山東紡織科技，2008，49(5)：55—56.

[6] 田翠芳，遲德玲，于湖生，等.具有抗菌功能的姜黃粘膠纖維前期制備的研究[J].山東紡織科技，2011，52(6)：10—12.

[7] 張麗，張麗美，于湖生.板藍根粘膠共混膜的物理性能研究[J].山東紡織科技，2011，52(3)49—50.