硫酸铝改性海藻酸钙纤维的结构与性能

通过浸渍法采用硫酸铝溶液对海藻酸钙纤维进行改性,以提高纤维的耐盐性,改善其染色性能.改性前后纤维的FT IR和XRD表明,纤维分子结构中的羧基和羟基发生了酯化反应,同时Al3+与纤维分子结构中的Na+发生离子交换并形成新的配位结构,而且改性后纤维的结晶结构转变,结晶度显著提高.改性后纤维的断裂强度为2.94 cN/dtex,比未改性纤维提高11%;吸湿性下降,耐盐性提高,随着NaCl溶液质量浓度和温度的提高,改性纤维的强度下降.改性后纤维经直接染料染色后的K/S值为4.5以上,是未改性纤维的37.5倍,且耐水洗牢度达到4级以上.     

纤维素/海藻酸钙共混纤维的制备及其性能

针对纤维素纤维易燃烧的问题,首先以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)为溶剂共溶解纤维素与海藻酸,然后以氯化钙溶液为凝固浴,采用干喷湿法纺丝制备了纤维素/海藻酸钙共混纤维。研究了纤维素/海藻酸钙组分比对共混纤维结构和性能的影响。结果表明:纤维素/海藻酸钙共混纤维结构致密,二者之间存在氢键相互作用;虽然海藻酸钙的存在使共混纤维的力学性能降低,但当海藻酸钙质量分数为30%时,共混纤维的断裂强度为123 MPa,离火自熄时间仅为1.1 s,表现出优良的离火自熄特性;纤维素/海藻酸钙共混纤维的吸湿平衡回潮率为7.33%~7.75%,具有类似再生纤维素纤维的优良吸湿性能与服用性能。     

海藻酸钙纤维性能及其在伤口敷料上的应用

为了深入研究海藻酸钙纤维在伤口敷料上的应用,对海藻酸钙纤维的结构、性能及其在伤口敷料上的应用情况进行了综述。指出海藻酸钙纤维具有高吸湿性,在生理盐水中能吸收自身质量15~17倍的液体;海藻酸钙纤维具有较好的胶凝特性,在人体模拟液中能产生自身质量7.9倍的凝胶。此外海藻酸钙纤维还具有抗菌性和可生物降解性等性能。海藻酸钙纤维的这些性能符合伤口的湿润治疗理论,在伤口敷料上有着广泛应用。相比纯海藻酸钙纤维伤口敷料,海藻酸钙纤维复合伤口敷料具有更好的功能性和实用性。但是,目前海藻酸钙纤维还存在一些缺陷,需要进行进一步的研究改进。     

海藻酸钙纤维的溶胀性研究

研究海藻酸钙纤维所含Ca2+与Na+、K+等离子的交换而导致纤维溶胀甚至溶解的现象.用不同条件下的KCl溶液、NaCl溶液分别处理海藻酸钙纤维,通过处理后纤维增重率的变化及处理液所含Ca2+含量的变化,探讨离子交换对海藻酸钙纤维溶胀性能的影响.结果表明:溶液pH值对海藻酸钙纤维溶胀性影响显著,在pH7,温度60～ 65℃,质量分数25％(相对纤维质量)的盐溶液中浸泡20 min时具有最大溶胀性.浸泡纤维后的处理液所含Ca2的浓度与纤维溶胀性变化趋势一致,并且K+溶液处理对海藻酸钙纤维溶胀性能的影响高于Na+.研究表明海藻酸钙纤维的溶胀主要是由于处理液中Na+、K+等离子与纤维所含Ca2的交换导致基于钙离子复合而成纤维的复合结构解体所致.     

敷料用海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维非织造布制备与性能研究

以海藻酸钙纤维和聚乙烯醇纤维为原料,采用针刺工艺制备了不同比例的海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维非织造布。并对其表面形态、吸湿性能、凝胶特性和抗菌性能进行了测试和分析。结果表明:聚乙烯醇纤维的加入增加了海藻纤维的可纺性,并改善了其结构性能;随着聚乙烯醇纤维比例的提高,海藻酸钙纤维/聚乙烯醇非织造布的吸湿性能呈先增大后减小的趋势,当海藻酸钙纤维和聚乙烯醇纤维的比例为55/45时,所制非织造布的吸湿性能最好,具有较好的凝胶性能,并随海藻酸钙纤维比例的增高而增大。海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维非织造布的此类性能决定了其在医用敷料上具有广阔的应用前景。     

载银海藻酸钙纤维水刺非织造布的制备及其抗菌性能

利用氨基纳米银溶液对海藻酸钙纤维水刺非织造布进行浸渍处理,制备载银海藻酸钙纤维水刺非织造布,对浸渍处理前后的表面形貌、成分、载银量、吸液性能和抗菌性能进行测试分析。结果表明,海藻酸钙纤维水刺非织造布能吸附氨基纳米银溶液中的银颗粒且银颗粒均匀地分布在海藻酸钙纤维表面;载银海藻酸钙纤维水刺非织造布的吸液率最高可达到20.590 g/g,对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的抗菌率均达到99.00%以上。     

PAMAM改性海藻酸钙纤维的染色动力学

采用直接湖蓝5B研究树状大分子PAMAM改性海藻酸钙纤维的染色动力学,包括上染速率曲线、半染时间、平衡上染百分率、比染色速率常数和扩散系数。与未改性的海藻酸钙纤维相比,PAMAM改性海藻酸钙纤维的染色性能大大改善,且改善程度与纤维中PAMAM的含量成正比。随着改性海藻酸钙纤维中PAMAM含量的增加和染色温度的升高,染料的平衡上染百分率提高,半染时间缩短,比染色速率常数增大,扩散系数增加,海藻酸钙纤维的染色性能得到改善。     

植物中药用于亚麻纤维改性的研究

利用低浓度碱煮练的方法对亚麻纤维进行前处理,再利用黄芩提取物和单宁酸溶液在超声波辅助下对其进行改性处理,测试改性亚麻纤维的形态特征、结晶度、力学性能、红外光谱、吸湿性和抗菌防霉性能.结果 表明:与未改性亚麻纤维相比,改性亚麻纤维的结构没有明显变化,纤维平均线密度和断裂强度略有降低,断裂伸长率稍有升高,回潮率有所增大;改...     

载银海藻酸钙纤维的制备及其应用性能

以海藻酸钙纤维和纳米银溶液为原料,采用浸渍富集法制备了载银海藻酸钙纤维。采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征了载银海藻酸钙纤维的结构,测试了载银前后海藻酸钙纤维的吸湿性能和力学性能,检测了不同银含量载银海藻酸钙纤维的抗菌性能。结果表明,载银海藻酸钙纤维表面的银颗粒粒径在20~50 nm左右,载银对海藻酸钙纤维的吸湿性能和力学性能影响较小,当载银海藻酸纤维银含量达到18 000mg/kg时,对白色念珠菌(ATCC 10231)、大肠杆菌(ATCC 25922)的抑菌率均达到99%以上。     

环氧氯丙烷交联海藻酸钠纤维的制备及其性能

为提高海藻酸钠纤维的断裂强度,采用环氧氯丙烷先改性海藻酸钠,并用湿法纺丝法制备改性海藻酸钠纤维。将制备的改性海藻酸钠纤维经过100 ℃烘干使之进一步发生交联反应。烘干后的改性海藻酸钠纤维浸泡在质量分数为0.4% NaCl溶液中以脱去部分与海藻酸钠交联的钙离子。结果表明,经过烘干和浸泡NaCl溶液处理的改性海藻酸钠纤维断裂强度最高可达15.9 cN /tex,比未经烘干和浸泡NaCl溶液处理的改性海藻酸钠纤维断裂强度高59%,比纯海藻酸钠纤维断裂强度高42.9%。FT-IR谱图在1256 cm-1处增加了环氧氯丙烷的三元环醚特征吸收峰,723 cm-1处增加了环氧氯丙烷的-C-Cl特征吸收峰,表明环氧氯丙烷与海藻酸钠发生交联反应。SEM和XPS分析结果表明,通过浸泡NaCl溶液,部分钙离子从纤维中脱去,纤维表面逐渐变得光滑均匀。     

PAMAM改性海藻酸钙纤维的染色热力学

采用直接染料湖蓝5B对PAMAM改性海藻酸钙纤维进行染色热力学研究,绘制了上染速率曲线和吸附等温线,并计算了直接染料湖蓝5B在纤维上的染色亲和力、染色热和染色熵.与未改性的海藻酸钙纤维相比,PAMAM改性海藻酸钙纤维的平衡上染百分率与纤维中PAMAM的含量成正比关系,直接湖蓝5B在PAMAM改性海藻酸钙纤维上的吸附等温线呈Nernst型,随着染色温度的升高,吸附等温线斜率增加,染色亲和力增加;染料的上染过程是放热反应,直接染料湖蓝5B的上染会引起整个染色体系的紊乱度增加,随着纤维中PAMAM含量的增加,染色热的绝对值增加,染料在纤维上的亲和力增加.     

磁场诱导结构生色海藻酸钙纤维的快速制备及其性能

为制备颜色饱和度高、力学性能优良的结构生色海藻酸钙纤维,首先以溶剂热法制备了磁性微球,然后将其分散至聚乙二醇二丙烯酸酯中,使磁性微球在磁场下自组装,在海藻酸钙纤维表面构筑结构色涂层,分析了影响结构生色海藻酸钙纤维显色性能和力学性能的因素。结果表明:当磁性微球的粒径分别为125、145、190 nm时,其在海藻酸钙纤维表面固化后得到了蓝色、绿色和红色的结构色,磁性微球结构色涂层可对海藻酸钙纤维进行较好地包覆,其主要成分为立方相Fe₃O₄,可使纤维的断裂强力由纯海藻酸钙纤维的78 cN分别增加到158、162、169 cN,断裂伸长率也得到了显著提高。     

海藻酸锌纤维的抗菌性能

为研究含锌海藻酸纤维的抗菌性能,首先用不同质量的硫酸锌处理海藻酸钙纤维,通过离子交换制备含不同质量浓度锌离子的海藻酸钙锌纤维。采用3种方法测试了海藻酸锌纤维的抗菌性能。结果显示,由于锌离子从纤维上的释放,海藻酸锌纤维有明显的抑菌圈,并且能阻止细菌的扩散。定量的抗菌试验结果显示：纤维中的锌离子含量越高,其抑菌性越强;锌离子含量为164.4、124.6和84.9 mg/g的海藻酸锌纤维对枯草芽孢杆菌的杀菌率分别为99.77%、28.18%和7.69%;纯海藻酸锌纤维对临床上常见的5种细菌的杀菌率均在98%以上。     

Mechanical and Microstructural Properties of “Wet” Alginate and Composite Films Containing Various Carbohydrates

Composite “wet” alginate films were manufactured from alginate–carbohydrate solutions containing 5% alginate and 0.25% pectin, carrageenan (kappa or iota), potato starch (modified or unmodified), gellan gum, or cellulose (extracted or commercial). The “wet” alginate films were used as a model to understand co‐extruded alginate sausage casings that are currently being used by several sausage manufacturers. The mechanical, optical, and microstructural properties of the calcium cross‐linked composite films were explored. In addition, the water holding capacity and textural profile analysis properties of the alginate–carbohydrate gels were studied. The results indicate that the mechanical properties of “wet” alginate films/casings can be modified by adding various carbohydrates to them. Alginate films with pectin, carrageenan, and modified potato starch had significantly (P < 0.05) greater elongation values than pure alginate films. The alginate–pectin films also had greater (P < 0.05) tensile strengths than the pure alginate films. Alginate films with extracted cellulose, commercial cellulose, and modified potato starch had lower (P < 0.05) puncture force, distance, and work values than the alginate control films. Transmission electron microscopy images showed a very uniform alginate network in the control films. Several large cellulose fibers were visible in the films with extracted cellulose, while the cellulose fibers in the films with commercial cellulose were difficult to distinguish. Despite these apparent differences in cellulose fiber length, the 2 cellulose films had similar puncture and tensile properties.     

Development of functional alginate fibers for medical applications

In this study, antibacterial alginate fibers were developed by using two approaches for fiber development. Firstly, replacing the sodium ions of sodium alginates with metal ions like zinc. Secondly, replacing the sodium ions of sodium alginate with biologically inactive ions like calcium and loading the fibers with ZnO nanorods. Fibers were characterized by liquid absorption and ion release measurements, by placing them separately in distilled water, solution A (0.8298% NaCl & 0.0368% CaCl2) and normal saline solution. Results showed that release of ions from fibers was affected by liquid absorption, physiology of solution and contact time with solution. More ions were released from fibers with higher absorption and longer contact time. Calcium alginate fibers containing zinc ions showed greater absorbency as well as the greater metal ions release. Fibers containing zinc ions, and ZnO nanorods were also tested for their mechanical properties and antibacterial properties against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Alginate fibers containing ZnO nanorods were stronger than alginate fibers containing zinc ions. However, calcium fibers containing zinc ions exhibited more antibacterial activity.     

硼酸交联海藻酸钠/磷虾蛋白复合纤维的制备与表征

针对海藻酸钠/磷虾蛋白（SA/AKP）复合纤维在盐溶液中溶胀问题,利用硼酸与复合纤维交联反应制备了耐盐性SA/AKP 复合纤维。借助傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪和X 射线衍射仪研究了复合纤维的化学结构、热性能和结晶性,考察了交联度和纤维形态的关系,评价了纤维力学性能与交联温度的相关性。结果表明：硼酸与海藻酸钠的羟基反应产生了B-O 键;随着交联时间的延长、交联温度的升高,SA/AKP 复合纤维的溶胀度降低,并在交联时间为30 min、交联温度为80 ℃以后趋于平衡,此时溶胀度由未交联纤维的136.99% 降低到82.30%,纤维的耐盐性明显提升,纤维的断裂强度为2.18cN/dtex;交联纤维的断裂强度随着交联温度的升高呈先降低后升高的趋势;未交联纤维与交联纤维表面存在纵向的沟槽结构,交联纤维经过盐溶液处理,表面仍具有沟槽结构。     

生物基纤维在非织造材料中的开发与应用

本文就几种生物基纤维在非织造领域的应用及材料特性进行了介绍。如海藻纤维和壳聚糖纤维作为海洋生物基纤维具有良好的物理化学性能、生物相容性和抗菌性,其非织造材料常被用于敷料、生物组织工程等中;聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性,通过针刺、热粘合等工艺可以制备成非织造材料,用于过滤、装饰、农业等领域。     

羟乙基甲基纤维素改性对棉和锦纶织物表面性质的差异性影响

棉纤维和锦纶表面性质的巨大差异使喷墨印花墨水在棉/锦交织织物2种纤维上的铺展与渗化行为不同,为棉/锦交织织物喷墨印花获得清晰图案带来了巨大困难。针对这一问题,选取了多种水溶性聚合物分别对棉/锦交织织物进行表面改性,对比研究了改性后的棉纤维和锦纶表面性质的变化。结果表明:当使用羟乙基甲基纤维素对棉/锦交织织物改性后,棉纤维表面亲水性减弱,锦纶表面亲水性增强;在羟乙基甲基纤维素改性后的棉/锦交织织物上喷墨打印青色、品红、黄色和黑色色块的染色深度值较使用海藻酸钠改性分别提升34.6%、45.0%、40.0%和31.5%;羟乙基甲基纤维素改性有利于棉/锦交织织物喷墨印花色深和图案清晰度提升。