一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于医用材料技术领域，涉及一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用。

背景技术：

2.棉纱布是一种常用的传统性医用敷料，它能包裹和保护伤口，促进其愈合。棉纱布质地柔软，价格低廉，来源广泛，生产加工过程比较简单，可重复使用。由于棉纤维具有吸湿和散湿性能优良、耐热性和耐碱性较好等特点，至今仍在医用材料领域中广泛应用。
3.但是，在与水接触后，普通的棉纱布中的纤维只有轻微的膨胀，吸收能力有限，无法为伤口提供潮湿的环境，而且普通棉纱布抗菌性能差，容易造成伤口的二次感染等风险。而现有技术中有些技术虽然能够提高棉纱布的吸水性，但是其力学性能可能会变差，同时也仍然存在抗菌性不佳的缺点。
4.此外，现有的棉纱布在使用过程中容易起毛，使得毛纤容易浸于未愈合的伤口浸出液中，影响伤口的愈合，在取掉或更换纱布时也容易对伤口造成拉扯，进一步影响伤口的愈合。
5.因此，在本领域中，期望能够开发一种既能够提高吸水性和抗菌性又能够保证其力学性能，而且可以避免起毛的棉纱布。

技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高吸水棉纱布及其制备方法。本发明的高吸水棉纱布具有高吸水性，并且具有良好的抗菌性和良好的力学性能，而且本发明的棉纱布可以避免因起毛而对伤口的不利影响。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一方面，本发明提供一种高吸水棉纱布的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
9.(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合，而后加入甲酸和n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入透明质酸和水溶性壳聚糖，混合得到纺丝原液；
10.(2)利用步骤(1)得到的纺丝原液进行静电纺丝，得到海藻纤维；
11.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
12.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在透明质酸溶液中进行浸渍，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
13.在本发明中，通过利用海藻酸钠与聚乙烯醇、透明质酸和水溶性壳聚糖进行静电纺丝得到海藻纤维，海藻纤维与棉纤维进行混纺得到混纺棉纱布，可以增强棉纱布的吸水性，聚乙烯醇能够保证海藻酸钠的顺利纺丝，在静电纺丝液中加入透明质酸和水溶性壳聚糖，使得在静电纺丝过程中透明质酸纤维、壳聚糖与海藻纤维紧密复合为一体，增强了壳聚糖与纤维的附着力，使得在高吸水棉纤维使用过程中具有很好的抗菌性，而且抗菌性不会因为棉纤维吸水而降低抗菌性能，并且其柔韧性好，力学性能好，其中透明质酸纤维一方面能够促进伤口的愈合，另一方面还能使得本发明的高吸水棉纱布降低起毛现象。
14.在本发明中，利用了透明质酸纺丝成纤维以及将得到的混纺棉纱布进行透明质酸溶液浸渍的结合，两种手段的结合，使得能够很好地解决棉纱布的起毛现象，另外透明质酸也进一步增强了棉纱布的保水保湿功能。
15.在本发明中，透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂中能够很好地完成静电纺丝，并且也为水溶性壳聚糖提供了酸性的环境，能够有利于壳聚糖发挥较好的抗菌作用。
16.在本发明中，所述高吸水棉纱布是指其吸水率可以达到500％以上。
17.优选地，步骤(1)所述海藻酸钠在水中的质量百分比浓度为10-20％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。
18.优选地，步骤(1)所述聚乙烯醇在水中的质量百分比浓度为1-5％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％。
19.优选地，步骤(1)所述水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为(1-3)：(0.5-1)：(0.5-1)，例如1:1:1、1:1:0.5、1:1:0.8、1:0.5:1、1:0.8:1、2:1:1、2:0.5:1、2:1:0.5、3:1:1、3:0.5:0.5、3:0.8:1等。
20.优选地，步骤(1)所述透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为0.3-0.6％，例如0.3％、0.4％、0.5％或0.6％。
21.在本发明中所述透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为0.3-0.6％能够保证透明质酸可以顺利纺丝，如果浓度低于0.3％，则虽然也能完成纺丝，但是对于得到的棉纱布的起毛现象的改善并不是很明显，如果浓度高于0.6％，则很容易出现喷丝头堵塞的现象。
22.优选地，步骤(1)所述水溶性壳聚糖在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为1-5％，例如1％、2％、3％、4％或5％。在本发明中如果水溶性壳聚糖的用量小于1％，则纱布的抗菌性降低，如果水溶性壳聚糖的用量大于5％，则粘度增大，容易造成喷丝头堵塞，纺丝不易顺利进行。
23.优选地，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖。
24.优选地，步骤(2)所述静电纺丝的具体步骤如下：将纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为20kv-30kv(例如20kv、22kv、25kv、28kv或30kv)，接收距离为15cm-20cm(例如15cm、18cm或20cm)，以0.1-1ml/h(例如0.1ml/h、0.3ml/h、0.5ml/h、0.8ml/h或1ml/h)的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝。
25.优选地，步骤(3)所述海藻纤维与棉纤维的重量比为1：(2-10)，例如1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。
26.优选地，步骤(4)所述透明质酸溶液的质量百分比浓度为1-3％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％等，在本发明中步骤(3)得到的混纺棉纱布在透明质酸溶液中浸渍，由于透明质酸与混纺棉纱布中的壳聚糖纤维具有很好的相互吸引的作用力，使得透明质酸均匀地覆盖在混纺棉纱的表层，进一步改善棉纱布的起毛现象。如果透明质酸的浓度过低则会使得起毛现象改善并不明显，而高于3％，会造成原料的浪费，也不会对于起毛现象产生进一步改善。
27.优选地，步骤(4)所述浸渍在室温下进行，浸渍的时间为20-40min，例如20min、
25min、30min、35min、40min等。
28.在本发明中，所述透明质酸溶液为透明质酸水溶液。本发明中步骤(3)和步骤(4)所述干燥可以为真空干燥。
29.作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
30.(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合，而后加入甲酸和n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入透明质酸和水溶性壳聚糖，混合得到纺丝原液；海藻酸钠在水中的质量百分比浓度为10-20％，聚乙烯醇在水中的质量百分比浓度为1-5％，透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为0.3-0.6％，水溶性壳聚糖在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为1-5％；
31.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为20kv-30kv，接收距离为15cm-20cm，以0.1-1ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
32.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:(2-10)，进行混纺，整理，干燥，得到所述混纺棉纱布；
33.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为1-3％的透明质酸溶液中于室温下浸渍20-40min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
34.另一方面，本发明提供了如上所述制备方法制备得到的高吸水棉纱布。
35.另一方面，本发明提供了如上所述的高吸水棉纱布在医用敷料中的应用。
36.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
37.本发明利用海藻酸钠与聚乙烯醇、透明质酸和水溶性壳聚糖进行静电纺丝得到海藻纤维，而后与棉纤维进行混纺，在配合透明质酸溶液浸渍得到高吸水棉纱布，大大增强了棉纱布的吸水性，并且透明质酸纤维、壳聚糖与海藻纤维紧密复合为一体，增强了壳聚糖与纤维的附着力，使得在高吸水棉纤维使用过程中具有很好的抗菌性，而且抗菌性不会因为棉纤维吸水而降低抗菌性能，此外还可以解决目前普通棉纱布易于起毛的问题。
38.本发明的高吸水棉纱布能够达到吸水率500％以上，吸水前和吸水后对于金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均能达到88％以上，并且抗起球起毛等级在4.4以上，而且手感柔韧，力学性能好，适用于医用敷料。
具体实施方式
39.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
40.实施例1
41.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
42.(1)将20g海藻酸钠、3g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入50g甲酸和100g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入1g透明质酸和5g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
43.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为25kv，接收距离为20cm，以0.5ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
44.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:5，进行混纺，整理，干燥，得到
混纺棉纱布；
45.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为2％的透明质酸溶液中于室温下浸渍30min，取出，干燥，得到所述种高吸水棉纱布。
46.实施例2
47.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
48.(1)将10g海藻酸钠、5g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入100g甲酸和50g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入1.5g透明质酸和10g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
49.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为30kv，接收距离为20cm，以0.8ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
50.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:7，进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
51.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为1％的透明质酸溶液中于室温下浸渍40min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
52.实施例3
53.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
54.(1)将15g海藻酸钠、5g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入40g甲酸和40g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入0.54g透明质酸和1.8g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
55.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为20kv，接收距离为20cm，以1ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
56.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:3，进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
57.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为2.5％的透明质酸溶液中于室温下浸渍20min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
58.实施例4
59.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
60.(1)将10g海藻酸钠、1g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入50g甲酸和50g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入1.2g透明质酸和10g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
61.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为25kv，接收距离为18cm，以0.5ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
62.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:10，进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
63.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为2％的透明质酸溶液中于室温下浸渍30min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
64.实施例5
65.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
66.(1)将15g海藻酸钠、4g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入80g甲酸和100g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入1.4g透明质酸和8.4g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
67.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为25kv，接收距离为15cm，以0.5ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
68.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:2，进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
69.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为1.5％的透明质酸溶液中于室温下浸渍25min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
70.实施例6
71.在本实施例中，提供一种高吸水棉纱布的制备方法，具体包括以下步骤：
72.(1)将12g海藻酸钠、5g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入50g甲酸和100g n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入1.5g透明质酸和2.5g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液；
73.(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为25kv，接收距离为20cm，以0.5ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；
74.(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:9，进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；
75.(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为3％的透明质酸溶液中于室温下浸渍30min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。
76.对比例1
77.在本对比例中，提供一种棉纱布的制备方法，制备方法与实施例1不同之处仅在于，将实施例1中步骤(1)替换为：
78.(1)将20g海藻酸钠、3g聚乙烯醇加入100g水中进行混合，而后加入5g羧甲基壳聚糖，混合得到纺丝原液。
79.对比例2
80.在本对比例中，提供一种棉纱布的制备方法，制备方法与实施例1不同之处仅在于，不进行步骤(4)的处理，在步骤(3)之后直接得到棉纱布。
81.对比例3
82.与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中透明质酸的加入量为0.25g。
83.对比例4
84.与实施例1的区别仅在于，步骤(4)中透明质酸溶液的质量百分比浓度为0.5％。
85.对比例5
86.与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中羧甲基壳聚糖的加入量为1.25g。
87.对于实施例1-6以及对比例1-5以及空白对照组(空白棉纱布，即由棉纤维混纺得
到的棉纱布)得到的纱布进行性能测试，测试方法如下：
88.(1)吸水性：采用吸湿称重法测试纱布的吸液性能，具体操作为：裁制5cm
×
5cm纱布，准确称出其干重w0，放入100ml去离子水中，吸液30min，取出纱布，自然平展地垂直悬挂30s后，立刻称量棉纱布重量w1，纱布的吸水率q＝(w
1-w0)/w0*100％。
89.(2)抗菌抑菌性检测：取金黄葡萄球菌和大肠杆菌，含菌数浊度为0.5mcf的菌悬液，用医用棉签将细菌均匀涂在平扳上，每种菌重复3块平皿，在超净台上，用无菌镜子将制得的脱脂棉纱布贴在含菌皿上，恒温箱里培养24小时后测脱脂棉纱布周围的抗菌抑菌率。
90.(3)吸水后的抗菌性：将进行吸水性测试后的纱布，晾干其表面，重复进行与如上相同的抗菌抑菌性检测，来考察其吸水后的抗菌性。
91.(4)抗起毛性能：按照gb/t 4802.3-1997《纺织品织物起球试验起球箱法》对羊毛织物进行起毛起球等级测试，使用常州市中纤仪器有限公司生产的型号为yg511-4箱式起球测试仪进行测试。
92.测试结果如表1所示。
93.表1
[0094][0095][0096]
由表1数据可以看出，本发明的高吸水棉纱布能够达到吸水率500％以上，吸水前和吸水后对于金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均能达到88％以上，并且抗起球起毛等级在4.4以上。
[0097]
对比例1中静电纺丝中并未使用透明质酸、并未加入甲酸和n,n-二甲基甲酰胺溶剂，使得抗起球起毛等级显著下降，并且吸水前后抗菌性降低，吸水性也有所降低。
[0098]
对比例2中未进行步骤(4)的透明质酸溶液浸渍，使得仅仅是棉纱布纤维中含有一定量的透明质酸纤维，虽然也可以适当提高纱布的抗起球起毛等级，但是却不能达到4.4以上的水平。对比例3中由于步骤(1)中透明质酸的加入量较低，使得抗起球起毛等级仅能达到3.8，对比例4中由于步骤(4)中透明质酸溶液的质量百分比浓度较低，因此导致抗起球起毛等级仅能达到4.0。
[0099]
对比例5中由于步骤(1)中羧甲基壳聚糖的加入量较低，导致透明质酸浸渍过程中结合在混纺纤维上的透明质酸的量相对较少，导致抗起球起毛等级仅能达到4.0，而且抗菌
性降低。
[0100]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的高吸水棉纱布及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：

1.一种高吸水棉纱布的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合，而后加入甲酸和n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入透明质酸和水溶性壳聚糖，混合得到纺丝原液；(2)利用步骤(1)得到的纺丝原液进行静电纺丝，得到海藻纤维；(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在透明质酸溶液中进行浸渍，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述海藻酸钠在水中的质量百分比浓度为10-20％；优选地，步骤(1)所述聚乙烯醇在水中的质量百分比浓度为1-5％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺的重量比为(1-3)：(0.5-1)：(0.5-1)；优选地，步骤(1)所述透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为0.3-0.6％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水溶性壳聚糖在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为1-5％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述静电纺丝的具体步骤如下：将纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为20kv-30kv，接收距离为15cm-20cm，以0.1-1ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝。7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述海藻纤维与棉纤维的重量比为1：(2-10)；优选地，步骤(4)所述透明质酸溶液的质量百分比浓度为1-3％；优选地，步骤(4)所述浸渍在室温下进行，浸渍的时间为20-40min。8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合，而后加入甲酸和n,n-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入透明质酸和水溶性壳聚糖，混合得到纺丝原液；海藻酸钠在水中的质量百分比浓度为5-10％，聚乙烯醇在水中的质量百分比浓度为1-5％，透明质酸在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为0.3-0.6％，水溶性壳聚糖在水、甲酸和n,n-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中的质量百分比浓度为1-5％；(2)将步骤(1)得到的纺丝原液加入到静电纺丝装置的注射针管中，将针头接高压源，接收端接地，然后在电压为20kv-30kv，接收距离为15cm-20cm，以0.1-1ml/h的供料速率，在室温下，通过喷射装置注射到基底上进行静电纺丝，得到海藻纤维；(3)将步骤(2)得到的海藻纤维与棉纤维以重量比1:(2-10)，进行混纺，整理，干燥，得到所述混纺棉纱布；(4)将步骤(3)得到的混纺棉纱布在质量百分比浓度为1-3％的透明质酸溶液中于室温
下浸渍20-40min，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的高吸水棉纱布。10.根据权利要求9所述的高吸水棉纱布在医用敷料中的应用。

技术总结

本发明提供一种高吸水棉纱布及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：将海藻酸钠、聚乙烯醇加入水中进行混合，而后加入甲酸和N,N-二甲基甲酰胺进行混合，之后加入透明质酸和水溶性壳聚糖，混合得到纺丝原液；利用纺丝原液进行静电纺丝，得到海藻纤维；将海藻纤维与棉纤维进行混纺，整理，干燥，得到混纺棉纱布；将混纺棉纱布在透明质酸溶液中进行浸渍，取出，干燥，得到所述高吸水棉纱布。本发明的高吸水棉纱布能够达到吸水率500％以上，吸水前和吸水后对于金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均能达到88％以上，并且抗起球起毛等级在4.4以上，而且手感柔韧，力学性能好，适用于医用敷料。用于医用敷料。