一种全降解口罩及其制备方法

申请号 CN202211730662.5 申请日 2022-12-30 公开(公告)号 CN116211000B 公开(公告)日 2023-10-03
申请人 青岛周氏塑料包装有限公司; 发明人 李双利; 郝艳平; 周锐; 王玉萍; 李伟宾; 宫献展;
摘要 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1:1.5‑4的 质量 比混合、开松、梳理、牵伸、 水 刺、干燥制成。本申请的全降解口罩具有绿色环保,可降解,极大减少了不可降解废弃口罩对环境的污染,还具有良好的透气性和吸湿性的优点。
权利要求

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1:1.5‑4的质量比混合、开松、梳理、牵伸、刺、干燥制成;
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4‑5wt%的聚乙烯醇水溶液中,过滤,烘干后与浓度为12‑
14wt%的酸钠水溶液混合,室温且密封放置8‑10h,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;
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2‑2.5wt%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、羧基化多壁纳米管、聚乙二醇和锌系抗菌剂混合,升温至120‑
130℃下流延成膜,单向拉伸,制得PBS多孔膜;
所述羧基化多壁碳纳米管经过以下预处理:
将纤维素醋酸丁酸酯溶于三氯甲烷中,制成浓度为8‑10wt%的溶液,与羧基化多壁碳纳米管混合均匀,干燥后与PCL混合、挤出、造粒,纤维素醋酸丁酸酯、羧基化多壁碳纳米管和PCL的质量比为1:0.3‑0.4:0.8‑1。
2.根据权利要求1所述的全降解口罩,其特征在于:所述改性海藻纤维包括以下重量份的组分:1‑2份海藻纤维、3‑4份聚乙烯醇水溶液、1‑1.5份硅酸钠水溶液、2‑3份十八烷基三甲氧基硅烷、7‑7.5份甲醇、0.8‑1份去离子水。
3.根据权利要求1所述的全降解口罩,其特征在于:所述PBS多孔膜包括以下重量份的组分:1‑2份聚羟基丁酸酯、0.2‑0.4份邻苯二甲酸酐、0.3‑0.6份纤维素纳米晶、3‑5份PBS、
0.3‑0.5份羧基化多壁碳纳米管、5‑7份聚乙二醇、0.1‑0.2份锌系抗菌剂。
4.根据权利要求1所述的全降解口罩,其特征在于,所述静电纺丝电场强度为12‑15kv/cm,挤出速率为1‑1.2ml/h,接收距离为10‑12cm。
5.根据权利要求1所述的全降解口罩,其特征在于,所述溶剂包括质量比为7‑9:1的三氯甲烷和二甲基甲酰胺。
2
6.根据权利要求1所述的全降解口罩,其特征在于,所述基布的成网密度为26‑27g/m。
7.权利要求1‑6任一项所述的全降解口罩的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将芯层放在外层和内层之间,裁剪,粘合,制成口罩本体,在口罩本体的两侧缝合耳带。

说明书全文

一种全降解口罩及其制备方法

技术领域

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

背景技术

[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的中国发明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;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,发明人发现聚乳酸具有易解的特性,人体呼出的气体中,水汽的体积分数约有5‑7%,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。

发明内容

[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:
[0008] 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;
[0009] 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1:1.5‑4的质量比混合、开松、梳理、牵伸、水刺、干燥制成。
[0010] 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。
[0011] 可选的,所述改性海藻纤维由以下方法制成:
[0012] 将海藻纤维浸渍在浓度为4‑5wt%的聚乙烯醇水溶液中,过滤,烘干后与浓度为12‑14wt%的酸钠水溶液混合,室温且密封放置8‑10h,洗涤、冷冻干燥,得到预处理海藻纤维;
[0013] 将所述预处理海藻纤维与十八烷基三甲基硅烷、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。
[0014] 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,且其溶液呈强性,水解生成的Si‑OH会与聚乙烯醇侧链的C‑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,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‑OH上的羟基之间进行缩合‑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。
[0015] 可选的,所述改性海藻纤维包括以下重量份的组分:1‑2份海藻纤维、3‑4份聚乙烯醇水溶液、1‑1.5份硅酸钠水溶液、2‑3份十八烷基三甲氧基硅烷、7‑7.5份甲醇、0.8‑1份去离子水。
[0016] 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。
[0017] 可选的,所述PBS多孔膜的制备方法如下:
[0018] 将聚羟基丁酸酯加入到溶剂中溶解,制成浓度为2‑2.5wt%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;
[0019] 将所述PHB纤维与PBS、羧基化多壁纳米管、聚乙二醇和锌系抗菌剂混合,升温至120‑130℃下流延成膜,单向拉伸,制得PBS多孔膜。
[0020] 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、聚乙烯醇、羧基化多壁碳纳米管和锌系抗菌剂共混、流延成膜,PHB虽然是热塑性树脂,但其热熔温度比PBS高,因此在PBS等流延成膜时,PHB纤维不会热熔变形,仍以纤维形态存在于PBS多孔膜内,从而改善PBS的韧性,增大口罩的抗断裂能力,另外聚乙二醇的加入,改善了多孔膜中亲水基团羟基的存在,从而改善亲水性,而且其作为增塑剂,能改善PHB的拉伸强度和韧性,PBS中羰基和聚乙二醇中的亚甲基和羟基之间形成了氢键,这种氢键作用,使得PBS和聚乙二醇间形成一种超分子结构,达到了改善亲水性的作用,提高了口罩的透湿性,羧基化多壁碳纳米管则为PBS多孔膜提供了更多的气体渗透通道,提高了气体的透过速率,使口罩的透气性提高。
[0021] 可选的,所述PBS多孔膜包括以下重量份的组分:
[0022] 1‑2份聚羟基丁酸酯、0.2‑0.4份邻苯二甲酸酐、0.3‑0.6份纤维素纳米晶、3‑5份PBS、0.3‑0.5份羧基化多壁碳纳米管、5‑7份聚乙二醇、0.1‑0.2份锌系抗菌剂。
[0023] 通过采用上述技术方案,以上各原料用量能获得对气体和水汽的透过率较好的PBS多孔膜,并且其中锌系抗菌剂能杀灭病毒,能有效抑制细菌和病毒。
[0024] 可选的,所述羧基化多壁碳纳米管经过以下预处理:
[0025] 将纤维素醋酸丁酸酯溶于三氯甲烷中,制成浓度为8‑10wt%的溶液,与羧基化多壁碳纳米管混合均匀,干燥后与PCL混合、挤出、造粒,纤维素醋酸丁酸酯、羧基化多壁碳纳米管和PCL的质量比为1:0.3‑0.4:0.8‑1。
[0026] 通过采用上述技术方案,纤维素醋酸丁酸酯具有优异的成膜性和流平性,丁酰基的引入有效提高纤维素链的运动能力和膜材料的自由体积,有利于气体的渗透和分离,将纤维素醋酸丁酸酯制成的溶液喷涂在羧基化多壁碳纳米管上以后,羧基化多壁碳纳米管上的羧基与纤维素醋酸丁酸酯主链上酯基的羰基以及剩余的羟基之间存在较强的相互作用,如氢键,使得羧基化多壁碳纳米管能均匀分散在纤维素醋酸丁酸酯溶液中,在与聚己内酯PCL混合挤出时,纤维素醋酸丁酸酯能作为PCL的增塑剂,改善PCL的拉伸强度和断裂伸长率;PCL和PBS都属于脂肪族聚酯,两者有很好的相容性,被PCL预处理后的羧基化多壁碳纳米管在与PBS共混挤出时,PCL作为相容剂,改善羧基化多壁碳纳米管于PBS的分散均匀性,改善PBS多孔膜上气体渗透通道的均匀性。
[0027] 可选的,所述静电纺丝电场强度为12‑15kv/cm,挤出速率为1‑1.2ml/h,接收距离为10‑12cm。
[0028] 通过采用上述技术方案,在此条件下进行静电纺丝,能获得连续喷丝,PHB纤维的直径适宜,得到更好形貌的纤维。
[0029] 可选的,所述溶剂包括质量比为7‑9:1的三氯甲烷和二甲基甲酰胺。
[0030] 可选的,所述基布的成网密度为26‑27g/m2。
[0031] 通过采用上述技术方案,基布的成网密度在26‑27g/m2,能使口罩具有较好的透湿性和透气性,不易产生憋闷,面部保持清爽,眼镜的镜面不易雾化。
[0032] 第二方面,本申请提供一种全降解口罩的制备方法,采用如下的技术方案:
[0033] 一种全降解口罩的制备方法,包括以下步骤:
[0034] 将芯层放在外层和内层之间,裁剪,粘合,制成口罩本体,在口罩本体的两侧缝合耳带。
[0035] 通过采用上述技术方案,制备方法简单,制成的口罩绿色环保,可降解,极大的减少了不可降解废弃口罩对环境的污染,且具有优异的力学性能,能满足口罩的使用需求。
[0036] 综上所述,本申请具有以下有益效果:
[0037] 1、由于本申请采用竹原纤维和改性海藻纤维混合制成的基布作为内层,并配合PBS多孔膜作为芯层,PLA无纺布作为外层,竹原纤维具有良好的透气性、吸湿性和生物可降解性、抗菌性,改性海藻纤维具有较高的纤维强度,而且透湿、透气性良好,作为内层的基布柔软、亲肤,透气和吸湿性好,长期佩戴不会出现口鼻憋闷的现象,而且各原料具有生物可降解性,避免了废弃口罩带来的二次污染问题。
[0038] 2、本申请中优选采用聚乙烯醇溶液对海藻纤维进行处理,并利用硅酸钠与聚乙烯醇进行交联,在海藻纤维上形成疏松多孔的凝胶,然后利用十八烷基三甲基硅烷对海藻纤维上凝胶进行疏水处理,从而获得包裹一层多孔且疏水的凝胶的海藻纤维,从而使的基布具有吸湿性,口鼻产生的热气在经过内层后,被海藻纤维表面的多孔凝胶吸附,从而不会在内层上形成水膜,不会引起眼镜镜面雾化。
[0039] 3、本申请中优选采用PHB与纤维素纳米晶、邻苯二甲酸酐经过静电纺丝制备PHB纤维,邻苯二甲酸酐改善了纤维素纳米晶在纺丝液中的分散均匀性,而纤维素纳米晶则改善了PHB纤维的韧性和亲水性,将PHB纤维与PBS、碳纳米管、聚乙二醇经过共混挤出,则使PBS多孔膜含有气体渗透通道,透气性增强,而且抗断裂性提升。

具体实施方式

[0040] 改性海藻纤维的制备例1‑4
[0041] 制备例1:将2kg海藻纤维浸渍在4kg浓度为5wt%的聚乙烯醇水溶液中,过滤,烘干后与1.5kg浓度为12wt%的硅酸钠水溶液混合,室温且密封放置10h,洗涤,‑20℃冷冻12h,‑40℃冷冻干燥12h,得到预处理海藻纤维;
[0042] 将所述预处理海藻纤维与3kg十八烷基三甲氧基硅烷、7.5kg甲醇和1kg去离子水混合,调节pH至3.5,混合,在‑20℃下冷冻干燥2h后升温至室温,开松。
[0043] 制备例2:将1kg海藻纤维浸渍在3kg浓度为4wt%的聚乙烯醇水溶液中,过滤,烘干后与1kg浓度为14wt%的硅酸钠水溶液混合,室温且密封放置8h,洗涤,‑20℃冷冻12h,‑40℃冷冻干燥12h,得到预处理海藻纤维;
[0044] 将所述预处理海藻纤维与2kg十八烷基三甲氧基硅烷、7kg甲醇和0.8kg去离子水混合,调节pH至3,混合,在‑20℃下冷冻干燥2h后升温至室温,开松。
[0045] 制备例3:与制备例1的区别在于,未使用十八烷基三甲氧基硅烷对预处理海藻纤维进行处理,以预处理海藻纤维作为改性海藻纤维。
[0046] 制备例4:与制备例1的区别在于,未使用聚乙烯醇水溶液和硅酸钠水溶液对海藻纤维进行预处理,使用十八烷基三甲氧基硅烷直接对海藻纤维进处理。
[0047] PBS多孔膜的制备例5‑14
[0048] 制备例5:(1)将2kg聚羟基丁酸酯加入到溶剂中溶解,制成浓度为2.5wt%的PHB溶液,加入0.4kg邻苯二甲酸酐和0.6kg纤维素纳米晶,混合制成纺丝液,静电纺丝,制得PHB纤维,溶剂包括质量比为9:1的三氯甲烷和二甲基甲酰胺,静电纺丝电场强度为15kv/cm,挤出速率为1.2ml/h,接收距离为12cm;
[0049] (2)将所述PHB纤维与5kg PBS、0.5kg羧基化多壁碳纳米管、7kg聚乙二醇6000和0.2kg型号为DXN‑XF30的锌系抗菌剂混合,升温至130℃下流延成膜,单向拉伸温度为75℃,拉伸速率为100mm/min,拉伸比为2.6,定型30min,制得PBS多孔膜。
[0050] 制备例6:(1)将1kg聚羟基丁酸酯加入到溶剂中溶解,制成浓度为2wt%的PHB溶液,加入0.2kg邻苯二甲酸酐和0.3kg纤维素纳米晶,混合制成纺丝液,静电纺丝,制得PHB纤维,溶剂包括质量比为7:1的三氯甲烷和二甲基甲酰胺,静电纺丝电场强度为12kv/cm,挤出速率为1ml/h,接收距离为10cm;
[0051] (2)将所述PHB纤维与3kg PBS、0.3kg羧基化多壁碳纳米管、5kg聚乙二醇6000和0.1kg型号为DXN‑XF30的锌系抗菌剂混合,升温至120℃下流延成膜,单向拉伸温度为75℃,拉伸速率为100mm/min,拉伸比为2.6,定型30min,制得PBS多孔膜。
[0052] 制备例7:与制备例5的区别在于,步骤(1)中未添加纤维素纳米晶。
[0053] 制备例8:与制备例5的区别在于,步骤(2)中未添加PHB纤维。
[0054] 制备例9:与制备例5的区别在于,步骤(2)中未添加羧基化多壁碳纳米管。
[0055] 制备例10:与制备例5的区别在于,步骤(2)中未添加聚乙二醇6000。
[0056] 制备例11:与制备例5的区别在于,羧基化多壁碳纳米管经过以下方法预处理:将纤维素醋酸丁酸酯溶于三氯甲烷中,制成浓度为10wt%的溶液,与羧基化多壁碳纳米管混合均匀,干燥后与PCL混合,在140℃下挤出、造粒,纤维素醋酸丁酸酯、羧基化多壁碳纳米管和PCL的质量比为1:0.3:0.8。
[0057] 制备例12:与制备例5的区别在于,羧基化多壁碳纳米管经过以下方法预处理:将纤维素醋酸丁酸酯溶于三氯甲烷中,制成浓度为8wt%的溶液,与羧基化多壁碳纳米管混合均匀,干燥后与PCL混合,在140℃下挤出、造粒,纤维素醋酸丁酸酯、羧基化多壁碳纳米管和PCL的质量比为1:0.4:1。
[0058] 制备例13:与制备例11的区别在于,羧基化多壁碳纳米管预处理时未添加纤维素醋酸丁酸酯,将羧基化多壁碳纳米管和PCL混合、挤出、造粒。
[0059] 制备例14:与制备例11的区别在于,羧基化多壁碳纳米管预处理时未使用PCL进行共混、造粒。
[0060] 实施例
[0061] 实施例1:一种全降解口罩,包括口罩本体和连接在口罩本体两侧的耳带,口罩本体由外到内依次为外层、芯层和内层,耳带由PLA和PBAT混合纤维编织制成,外层为一层PLA无纺布,芯层为PBS多孔膜,PBS多孔膜由PBS和碳酸氢钠按照1:0.1的质量比混合,在120℃下流延制成,内层为一层基布,基布由竹原纤维和改性海藻纤维按照1:4的质量比混合,经开松、梳理、牵伸、水刺、干燥,制成,主林转速为1050m/min,交叉铺网层数为2层,水刺压2
力为8MPa,干燥温度为80℃,成网密度为26g/m ,改性海藻纤维由制备例1制成,PLA和PBAT混合纤维由PLA和PBAT按照40:1的质量比熔融纺丝制成。
[0062] 上述全降解口罩的制备方法,包括以下步骤:将芯层放在外层和内层之间,裁剪,用乐泰5240硅树脂胶粘剂粘合,制成口罩本体,在口罩本体的两侧缝合耳带。
[0063] 实施例2:一种全降解口罩,包括口罩本体和连接在口罩本体两侧的耳带,口罩本体由外到内依次为外层、芯层和内层,耳带由PLA和PBAT混合纤维编织制成,外层为一层PLA无纺布,芯层为PBS多孔膜,PBS多孔膜由PBS和碳酸氢钠按照1:0.1的质量比混合,在120℃下流延制成,内层为一层基布,基布由竹原纤维和改性海藻纤维按照1:1.5的质量比混合,经开松、梳理、牵伸、水刺、干燥,制成,主锡林转速为1050m/min,交叉铺网层数为2层,水刺2
压力为8MPa,干燥温度为80℃,成网密度为27g/m ,改性海藻纤维由制备例2制成,PLA和PBAT混合纤维由PLA和PBAT按照40:1的质量比熔融纺丝制成。
[0064] 上述全降解口罩的制备方法,包括以下步骤:将芯层放在外层和内层之间,裁剪,用乐泰5240硅树脂胶粘剂粘合,制成口罩本体,在口罩本体的两侧缝合耳带。
[0065] 实施例3:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,改性海藻纤维由制备例3制成。
[0066] 实施例4:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,改性海藻纤维由制备例4制成。
[0067] 实施例5:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例5制成。
[0068] 实施例6:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例6制成。
[0069] 实施例7:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例7制成。
[0070] 实施例8:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例8制成。
[0071] 实施例9:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例9制成。
[0072] 实施例10:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例10制成。
[0073] 实施例11:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例11制成。
[0074] 实施例12:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例12制成。
[0075] 实施例13:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例13制成。
[0076] 实施例14:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,PBS多孔膜由制备例14制成。
[0077] 对比例
[0078] 对比例1:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,未添加改性海藻纤维。
[0079] 对比例2:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,海藻纤维未经改性。
[0080] 对比例3:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,内层为一层PLA无纺布。
[0081] 对比例4:一种全降解口罩,与实施例1的区别在于,芯层为一层PLA无纺布。
[0082] 对比例5:一种可完全降解的环保口罩,包括口罩本体和设置于口罩本体两侧的耳带,口罩本体由外至内包括外层PBS无纺布、竹纤维过滤层、内层PBS无纺布。内、外层以及耳带所用的PBS无纺布以PBS、淀粉、抗菌防螨剂、成核剂和分散剂为原材料,各原料的用量分别是PBS为79g、玉米淀粉为10g、锌系抗菌剂7g、二(3,4‑二甲基二苄叉)山梨醇2g、乙撑基双2
硬脂酰胺2g,所制PBS无纺布的面密度为25g/m ,所用的竹纤维为竹纤维针刺,面密度为
2
160g/m。
[0083] 性能检测试验
[0084] 按照实施例和对比例中的方法制备口罩,并参考以下方法进行性能检测,将检测结果记录于表1中。
[0085] 1、降解率:取相同质量的各实施例和对比例制备的口罩,掩埋在堆肥土壤表面下的10cm处,堆肥突然为自然环境培育花卉的土壤,然后每隔3d定量加水,保证降解环境潮湿,第120天时,取出口罩,冲洗干净后,于50℃烘箱中烘干称重,计算失重率,即为降解率(%)=(降解前质量‑降解后质量)/降解前质量×100%;
[0086] 2、断裂强力和断裂伸长率:按照GB/T24218.3‑2010《非织造布试验方法》进行检测;
[0087] 3、透气性:按照GB/T5453‑1997《纺织品植物透气性的测定》进行检测;
[0088] 4、透湿率:按照GB/T12704.1‑2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分吸湿法》。
[0089] 表1全降解口罩的性能测试结果
[0090]
[0091]
[0092] 由表1中数据可知,实施例1和实施例2中分别采用制备例1和制备例2制成的改性海藻纤维,并采用PBS和碳酸氢钠制备PBS多孔膜,由此制成的口罩具有较快的生物降解速率,且具有较强的抗拉伸、抗断裂性,而且对水蒸气和气体的透过率大,具有较好的吸湿和透气性,不易出现憋闷,能保持面部清爽,不易引起眼镜的镜面雾化,提高佩戴舒适度。
[0093] 实施例3中采用制备例3制备的改性海藻纤维,与实施例1相比,实施例3制成的口罩,吸湿性降低,透湿率下降,对佩戴时产生的水汽透过性减弱。
[0094] 实施例4中采用制备例4制成的改性海藻纤维,其中未使用硅酸钠和聚乙烯醇对海藻纤维进行预处理,表1内显示,实施例4制备的口罩,透气性和透湿性均有所下降,说明硅酸钠和聚乙烯醇能增强口罩的透气和透湿性。
[0095] 实施例5和实施例6与实施例1相比,还分别采用了制备例5和制备例6制备的PBS多孔膜,表1内显示,实施例5和实施例6制备的口罩,降解率比实施例1有所减小,但其断裂强力和断裂伸长率增大,而且对气体和水分的透过率增大,透湿和透气性增强。
[0096] 实施例7采用制备例7制成的PBS多孔膜,制备例7与制备例5相比,未添加纤维素纳米晶,口罩的断裂强力和断裂伸长率下降,透气和透湿性减弱。
[0097] 实施例8中采用制备例8制成的PBS多孔膜,其中未添加PHB纤维,与实施例5相比,实施例8制成的口罩断裂强力减弱,透湿性和透气性下降。
[0098] 制备例9与制备例5相比,未添加羧基化多壁碳纳米管,使用制备例9的实施例9制成的口罩,透气性下降明显,其余性能也有所降低,说明羧基化多壁碳纳米管的加入能改善口罩的透气性和抗拉断性。
[0099] 实施例10中采用制备例10制成的PBS多孔膜,与实施例1相比,其中未添加聚乙二醇6000,实施例10制成的口罩,透湿率下降,透气性减弱,抗断裂能力降低。
[0100] 实施例11和实施例12与实施例5相比,采用制备例12和制备例13制成的PBS多孔膜,因羧基化多壁碳纳米管经过预处理,由实施例11和实施例12制成的口罩透气性明显增大。
[0101] 实施例13和实施例14分别采用制备例13和制备例14制成的PBS多孔膜,制备例13与制备例11相比未使用纤维素醋酸丁酸酯,制备例14与制备例11相比,未使用PCL,实施例13制备的口罩,透气性下降,实施例14制备的口罩抗拉伸性减弱。
[0102] 对比例1未添加改性海藻纤维,对比例2中海藻纤维未经改性处理,对比例2制成的口罩无论是透湿性还是透气性,都比对比例1优异,但对比例2制成的口罩的性能不及实施例1。
[0103] 对比例3中内层为PLA无纺布,对比例4中芯层为PLA无纺布,对比例3和对比例4制备的口罩,透湿性和透气性不及对比例1。
[0104] 对比例5为现有技术制备的依次包括PBS无纺布、竹纤维过滤层和PBS无纺布的口罩,其降解率高,但抗断裂能力不佳,对气体和水汽的透过率不及本申请。
[0105] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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