一种应用于化妆刷毛的含胶原蛋白的抗菌纤维的制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202410136492.0 | 申请日 | 2024-01-31 | 公开(公告)号 | CN117888227A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 东莞市杰瑟普化妆用具有限公司; | 发明人 | 范满意; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 纤维 技术领域，且公开了一种应用于化妆 刷毛 的含 胶原蛋白 的抗菌纤维的制备方法，利用胶原蛋白接枝 抗菌剂 与聚对苯二 甲酸 乙二醇酯熔融共混并纺丝，得到 生物 相容性 的含胶原蛋白的抗菌纤维。胶原蛋白作为大分子多肽，阿魏酸作为生物基抗菌剂，两者无毒环保，具有很好的生物相容性、生物活性和抗菌性能，同时将抗菌性的烷基季铵盐基团引入到阿魏酸分子链中，进一步提高其抗菌性能，从而得到生物相容性和抗菌性优异的胶原蛋白接枝抗菌剂，显著提高了聚酯纤维的抗菌性能，在化妆毛刷、抗菌纤维等 化妆品 材料、生物医疗用品领域有很好的应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种含胶原蛋白的抗菌纤维的制备方法，其特征在于， |
||||||
| 说明书全文 | 一种应用于化妆刷毛的含胶原蛋白的抗菌纤维的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及纤维技术领域，具体为一种应用于化妆刷毛的含胶原蛋白的抗菌纤维的制备方法。 背景技术[0002] 随着生活水平的逐渐提高，爱美人士对自身的仪表妆容有了更高的追求，对化妆刷毛、面膜等产品需求也越来越多。目前化妆刷毛、面膜基布等化妆品材料由于不具有抗菌性能，容易滋生细菌，长期与人体面部和皮肤接触，会诱发皮肤病。 [0003] PET聚酯纤维是一种强度高、弹性恢复能力好的合成纤维，在面膜基布、化妆刷毛、纺织品等领域有广泛的应用。专利CN106333481B公开了以热塑性聚酯颗粒、纳米维生素胶囊溶液、交联剂等作用原料，制备了纳米维生素刷毛，具有抗衰老、抗色斑等效果，但是该刷毛不具有抗菌性能。 [0004] 胶原蛋白具有很好的生物相容性，并且表现出优良的生物活性和抗菌性能，在刷毛、面膜等化妆品材料有广泛的应用。阿魏酸是一种中药提取物，广泛存在于阿魏、当归等植物中，来源广泛，廉价易得，并且具有一定的抗菌性能。本发明利用含有季铵盐基团的阿魏酸酯化合物与胶原蛋白进行接枝聚合，得到胶原蛋白接枝抗菌剂，改善聚酯纤维的抗菌性能，应用于化妆毛刷、抗菌纤维等化妆品材料、生物医疗用品领域。 发明内容[0005] 解决的技术问题：利用胶原蛋白接枝抗菌剂赋予聚酯纤维优异的抗菌性能，可以很好的应用于化妆毛刷、抗菌纤维等化妆品材料、生物医疗用品领域。 [0006] 技术方案： [0007] 一种含胶原蛋白的抗菌纤维的制备方法：(1)向水中加入胶原蛋白的水溶液、苯乙烯、季铵盐基阿魏酸酯、乳化剂，搅拌均匀后加入引发剂，升温至65‑80℃进行聚合反应3‑5h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0011] 进一步的，双螺杆挤出机的螺杆温度为230‑240℃，螺杆转速为30‑50r/min；纺丝机的螺杆区中1‑4区温度为285‑300℃，纺丝速度为12‑18m/s，牵伸时的热盘温度为80‑85℃，热板温度为155‑160℃，牵伸倍数为3‑3.5倍。 [0012] 进一步的，季铵盐基阿魏酸酯的制备方法为： [0013] (3)向丙酮溶剂中加入阿魏酸、1,6‑二溴己烷、三乙胺，升温至50‑60℃，反应4‑6h，反应过程中冷凝回流，将溶液在冰水浴中冷却，过滤后将滤液浓缩，乙酸乙酯重结晶，得到溴己基阿魏酸酯；反应式为： [0014] [0015] (4)向乙腈溶剂中加入溴己基阿魏酸酯、叔胺化合物，升温至80‑85℃，反应40‑60h，反应过程中冷凝回流，反应后浓缩溶剂，乙醇重结晶，得到季铵盐基阿魏酸酯。反应式为： [0016] [0017] 进一步的，(4)中叔胺化合物的质量是溴己基阿魏酸酯质量的36‑52％；叔胺化合物为N,N‑二甲基己胺、N,N‑二甲基庚胺、N,N‑二甲基正辛胺、N,N‑二甲基壬基胺、N,N‑二甲基癸胺的任一种。 [0018] 进一步的，胶原蛋白接枝抗菌剂的质量是聚对苯二甲酸乙二醇酯质量的0.5‑3％。 [0019] 进一步的，含胶原蛋白的抗菌纤维在化妆刷毛中的应用。 [0020] 技术效果：利用苯乙烯、季铵盐基阿魏酸酯对胶原蛋白进行接枝共聚，得到胶原蛋白接枝抗菌剂，由于季铵盐基阿魏酸酯的烯基位阻较大，聚合需要的活化能较大，不利于与胶原蛋白进行接枝共聚，而苯乙烯的聚合活化能较低，在聚合过程中苯乙烯首先与胶原蛋白发生接枝聚合，并产生化学自由基，进一步与季铵盐基阿魏酸酯的烯基发生接枝聚合，从而提高季铵盐基阿魏酸酯与胶原蛋白的接枝率，得到含有丰富的阿魏酸结构和季铵盐基团的胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0021] 本发明利用胶原蛋白接枝抗菌剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融共混并纺丝，得到生物相容性的含胶原蛋白的抗菌纤维。胶原蛋白作为大分子多肽，阿魏酸作为生物基抗菌剂，两者无毒环保，具有很好的生物相容性、生物活性和抗菌性能，同时将抗菌性的烷基季铵盐基团引入到阿魏酸分子链中，进一步提高其抗菌性能，从而得到生物相容性和抗菌性优异的胶原蛋白接枝抗菌剂，同时胶原蛋白接枝抗菌剂作为大分子聚合物抗菌剂，耐热性很好，并且含有热稳定性的聚苯乙烯嵌段分子链，进一步提高抗菌剂的耐热性，在熔融共混和熔融纺丝的高温下，胶原蛋白接枝抗菌剂难以发生热分解，可以保持很好的抗菌性能。显著提高了聚酯纤维的抗菌性能，在化妆毛刷、抗菌纤维等化妆品材料、生物医疗用品领域有很好的应用。 具体实施方式[0022] 下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。若无特别说明，本方面中所用的原料均为市售的。 [0023] 向60mL丙酮溶剂中加入5g阿魏酸、24.6g 1,6‑二溴己烷、11mL三乙胺，升温至50℃，反应5h，反应过程中冷凝回流，将溶液在冰水浴中冷却，过滤后将滤液浓缩，乙酸乙酯重结晶，得到溴己基阿魏酸酯。结构式为： [0024] [0025] 实施例1 [0026] 向30mL乙腈溶剂中加入3g溴己基阿魏酸酯、1.08g N,N‑二甲基己胺升温至80℃，反应50h，反应过程中冷凝回流，反应后浓缩溶剂，乙醇重结晶，得到季铵盐基阿魏酸酯。结构式为： [0027] [0028] 向15mL水中加入含有2g胶原蛋白的水溶液、0.1g苯乙烯、0.32g季铵盐基阿魏酸酯、0.3g乳化剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后加入0.045g引发剂过硫酸钾，升温至70℃进行聚合反应3h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0029] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.5g胶原蛋白接枝抗菌剂加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为30r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。 [0030] 实施例2 [0031] 向50mL乙腈溶剂中加入3g溴己基阿魏酸酯、1.33g N,N‑二甲基正辛胺升温至80℃，反应60h，反应过程中冷凝回流，反应后浓缩溶剂，乙醇重结晶，得到季铵盐基阿魏酸酯。结构式为： [0032] [0033] 向20mL水中加入含有2g胶原蛋白的水溶液、0.25g苯乙烯、0.84g季铵盐基阿魏酸酯、0.5g乳化剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后加入0.11g引发剂过硫酸钾，升温至65℃进行聚合反应5h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0034] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、1.5g胶原蛋白接枝抗菌剂加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为40r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为12m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为155℃，牵伸倍数为3.5倍，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。 [0035] 实施例3 [0036] 向50mL乙腈溶剂中加入3g溴己基阿魏酸酯、1.56g N,N‑二甲基癸胺升温至85℃，反应40h，反应过程中冷凝回流，反应后浓缩溶剂，乙醇重结晶，得到季铵盐基阿魏酸酯。结构式为： [0037] [0038] 向30mL水中加入含有2g胶原蛋白的水溶液、0.36g苯乙烯、1.2g季铵盐基阿魏酸酯、0.6g乳化剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后加入0.15g引发剂过硫酸钾，升温至80℃进行聚合反应3h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0039] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、3g胶原蛋白接枝抗菌剂加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为240℃，螺杆转速为50r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为12m/s，牵伸时的热盘温度为85℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3倍，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。 [0040] 对比例1 [0041] 将聚对苯二甲酸乙二醇酯在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到聚酯纤维。 [0042] 对比例2 [0043] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.5g胶原蛋白加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为30r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到含胶原蛋白的纤维。 [0044] 对比例3 [0045] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.43g胶原蛋白、0.07g季铵盐基阿魏酸酯加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为30r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。 [0046] 对比例4 [0047] 向 1 5 mL 水 中 加 入 0 .1g 苯 乙 烯 、0 .3 2g 季 铵 盐 基 阿 魏 酸 酯0.3g乳化剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌均 匀后加入0.045g引发剂过硫酸钾，升温至70℃进行聚合反应3h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到聚合物抗菌剂。 [0048] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.5g聚合物抗菌剂加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为30r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到抗菌纤维。 [0049] 对比例5 [0050] 向15mL水中加入含有2g胶原蛋白的水溶液、0.32g季铵盐基阿魏酸酯0.3g乳化剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌均 匀后加入0.045g引发剂过硫酸钾，升温至70℃进行聚合反应3h，将溶液倒入甲醇中形成沉淀，过滤后依次用四氢呋喃、甲苯洗涤，得到胶原蛋白接枝抗菌剂。 [0051] 将100g聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.5g胶原蛋白接枝抗菌剂加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆温度为230℃，螺杆转速为30r/min；挤出后将物料在纺丝机中进行熔融纺丝和牵伸，纺丝机的螺杆区中1‑4区温度依次为285℃、300℃、295℃、295℃，纺丝速度为18m/s，牵伸时的热盘温度为80℃，热板温度为160℃，牵伸倍数为3.5倍，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。 [0052] 分别以实施例1‑3，对比例2‑5的纤维作为实验样品，对比例1的纤维作为对照样6 品。将纤维紫外光照射灭菌，加入到活化的测试菌种的菌悬液中，浓度为10 CFU/mL；室温下振荡30min，然后移取0.5mL菌悬液加入到PBS缓冲液中，稀释成细菌培养液，最后移取0.5mL的细菌培养液均匀涂覆在琼脂板上，37℃培养24h，培养后测定琼脂板表面的菌数。计算抑菌率。抑菌率＝(B‑C)/B×100％，B为对照样品培养后的菌数，B为实验样品培养后的菌数。 [0053] 表1纤维抗菌性能测试 [0054] [0055] [0056] 本发明的实施例利用苯乙烯、季铵盐基阿魏酸酯对胶原蛋白进行接枝共聚，得到胶原蛋白接枝抗菌剂，由于季铵盐基阿魏酸酯的烯基位阻较大，聚合需要的活化能较大，不利于与胶原蛋白进行接枝共聚，而苯乙烯的聚合活化能较低，在聚合过程中苯乙烯首先与胶原蛋白发生接枝聚合，并产生化学自由基，进一步与季铵盐基阿魏酸酯的烯基发生接枝聚合，从而提高季铵盐基阿魏酸酯与胶原蛋白的接枝率，得到含有丰富的阿魏酸结构和季铵盐基团的胶原蛋白接枝抗菌剂。然后再与聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融共混并纺丝，得到含胶原蛋白的抗菌纤维。胶原蛋白作为大分子多肽，阿魏酸作为生物基抗菌剂，两者具有很好的生物活性和抗菌性能，并且将抗菌性的烷基季铵盐基团引入到阿魏酸分子链中，进一步提高其抗菌性能，从而得到生物相容性和抗菌性优异的胶原蛋白接枝抗菌剂，同时胶原蛋白接枝抗菌剂作为大分子聚合物抗菌剂，耐热性很好，并且含有热稳定性的聚苯乙烯嵌段分子链，进一步提高抗菌剂的耐热性，在熔融共混和熔融纺丝的高温下，胶原蛋白接枝抗菌剂难以发生热分解，可以保持很好的抗菌性能。显著提高了聚酯纤维的抗菌性能，实施例2中胶原蛋白接枝抗菌剂的质量为聚对苯二甲酸乙二醇酯1.5％时，聚酯纤维对大肠杆菌的抗菌率达到100％，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99.9％，对白色念珠菌的抗菌率达到 99.4％。使聚酯纤维在化妆毛刷、抗菌纤维等化妆品材料、生物医疗用品领域有很好的应用。 [0057] 与实施例1相比，对比例2的纤维仅加入胶原蛋白，不含有阿魏酸和季铵盐抗菌基团，纤维的抗菌率较低。 [0058] 对比例3仅加入胶原蛋白、季铵盐基阿魏酸酯，纤维的抗菌率较低，可能是因为季铵盐基阿魏酸酯为小分子化合物，耐热性较差，在熔融共混和熔融纺丝的高温下，易热分解，导致纤维的抗菌率不佳。 [0059] 对比例4将苯乙烯、季铵盐基阿魏酸酯进行共聚，得到的聚合物抗菌剂明显提高了纤维的抗菌性能，但是没有加入胶原蛋白，纤维的抗菌率低于各实施例。 [0060] 对比例5制备胶原蛋白接枝抗菌剂时，没有加入苯乙烯单体，纤维的抗菌率不佳，可能是因为季铵盐基阿魏酸酯的烯基位阻较大，聚合需要的活化能较大，不利于与胶原蛋白进行接枝共聚，导致季铵盐基阿魏酸酯的接枝率较低，胶原蛋白接枝抗菌剂的阿魏酸结构和季铵盐基团较少，纤维的抗菌性能不佳。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈