專利名稱：一種水溶性止血纖維素纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶性止血纖維素纖維及其制造方法，更確切地說是以粘膠纖維或純棉纖維為原料，經(jīng)過本發(fā)明的方法進(jìn)行加工處理后成為一種可溶于水的纖維素纖維。
水溶性高分子材料根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)和最終產(chǎn)品的形式可廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如粉末狀纖維衍生物水溶性材料可用作紡織增稠劑、藥物崩解劑、煉油助劑、食品添加劑等?？椢餇罾w維可用作醫(yī)療止血劑，尤其是織物狀纖維素衍生物止血效果更為優(yōu)異，可以被人身吸收。
中國專利文獻(xiàn)CN1035803C介紹了一種可溶性止血織物，它是將脫脂純棉紗布用堿金屬氫氧化物反應(yīng)液處理2～3小時后，再用一鹵代乙酸反應(yīng)液處理經(jīng)堿金屬氫氧化物反應(yīng)液處理過的脫脂純綿紗布6～10小時，用75-85％的乙醇和鹽酸調(diào)節(jié)經(jīng)一鹵代乙酸處理過的純棉紗布的PH至6.5-7.5，最后再用75-85％的乙醇洗滌純棉紗布，直至NaCl含量在1％以下，而成可溶性止血織物。
另一篇中國專利文獻(xiàn)CN1143697A介紹了制備可溶性纖維素紡織品及其制造方法，首先將紡織品用堿金屬氫氧化物反應(yīng)液處理1-1.5小時，浴比為1∶5；再用一鹵代乙酸反應(yīng)液處理經(jīng)堿金屬氫氧物反應(yīng)液處理過的紡織品4～4.5小時，浴比為1∶2.5；后用鹽酸中和經(jīng)一鹵代乙酸反應(yīng)液處理過的紡織品，使其PH至6.5-7.5；最后用75％乙醇凈化調(diào)至PH6.5-7.5的紡織品，直至含鹽量1％以下，而成可溶性止血纖維素紡織品。
但是，上述用于止血的可溶性纖維素紡織品，一般只能用于平面形創(chuàng)面止血，用于空腔型填塞極為不便。另外，纖維經(jīng)紡織、加捻、織造后，纖維之間孔隙率大大減少，化學(xué)接枝變性也極為困難，又影響物理止血效果，其加工過程長，成本增高，使用上受到限制。水溶性纖維可以用作球狀、片狀、柱狀、塞狀等止血劑，而可用于平面型、空腔型創(chuàng)面止血。濕法紡絲的水溶性纖維的制造，對原料要求較高，設(shè)備投資昂貴，廠房占地面積大。
本發(fā)明的目的在于研制出一種水溶性止血纖維素纖維，使其孔隙率高，粗糙度大，止血效果好。
本發(fā)明的另一個目的就在于研究出一種新的水溶性止血纖維素纖維的制造方法，使其工藝簡單，投資少，產(chǎn)品的止血性能更加優(yōu)良，產(chǎn)品成本低。
本發(fā)明以粘膠或純棉纖維為原料，利用纖維分子上的活潑羥基與鹵代酸進(jìn)行醚化反應(yīng)生成水溶性纖維素醚。
一種水溶性止血纖維素纖維，以預(yù)處理過的粘膠纖維或預(yù)處理過的純棉纖維為原料，將原料與NaOH水溶液反應(yīng)進(jìn)行活化，再用一鹵代烷基酸進(jìn)行醚化后，用鹽酸中和醚化后的纖維，再用乙醇水溶液洗滌，進(jìn)行固液分離，烘干而成，該水溶性止血纖維素纖維的孔隙率大于60～99％之間，粗糙度大于15μm-20μm。
本發(fā)明的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，包括a.以預(yù)處理過的粘膠纖維或預(yù)處理過的純棉纖維為原料，將原料置于反應(yīng)液循環(huán)動作的反應(yīng)器中，將原料用重量百分?jǐn)?shù)10-50％的氫氧化鈉水溶液作為反應(yīng)液處理1～2小時，進(jìn)行活化，浴比1∶5.1～20。
b.用一鹵代烷基酸反應(yīng)液處理a中的活化后的原料5.6～8小時，浴比為1∶2.5，進(jìn)行醚化。
c.用鹽酸中和b中的纖維，直至PH為6.5-7.5。
d.用60～74％的乙醇水溶液洗滌c中的纖維，直至含鹽量為小于等于3％后，進(jìn)行液固分離，分出纖維，再進(jìn)行烘干，最后進(jìn)行梳理，開松。
若以純棉纖維為原料，用本領(lǐng)域所屬的技術(shù)人員均知的方法，對純棉纖維進(jìn)行脫脂預(yù)處理；若以粘膠纖維為原料則按專利號為90104824.0中所述方法對其進(jìn)行預(yù)處理，具體地說是在室溫下PH9～10.5，用1～4克有效氯/升的次氯酸鈉溶液處理粘膠纖維40-60分鐘，然后排掉溶液，用水進(jìn)行洗滌，再于95-100℃，PH9～10.5的條件下，用0.3％重量百分?jǐn)?shù)的過氧化氫水溶液和少量穩(wěn)定劑例如焦磷酸鈉處理經(jīng)次氯酸鈉溶液處理過的粘膠纖維，用過氧化氫水溶液和少量穩(wěn)定劑例如焦磷酸鈉處理的時間為50-70分鐘，然后排掉過氧化氫水溶液，用水進(jìn)行洗滌直至無次氯酸鈉存在，作為原料。
用重量百分?jǐn)?shù)10-50％的氫氧化鈉水溶液作為反應(yīng)液，于10-50℃的溫度下處理原料進(jìn)行活化。但是，又以重量百分?jǐn)?shù)25-50％的氫氧化鈉水溶液和95％的乙醇液的混合液作為反應(yīng)液處理原料1-2小時，進(jìn)行活化，25-50％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的體積比為1∶1。
用一鹵代烷基酸反應(yīng)液處理活化后的原料時，以在室溫～75℃的溫度下進(jìn)行醚化為好。所的室溫為18-25℃，一鹵代烷基酸反應(yīng)液為含有1～3個碳原子的一鹵代烷基酸反應(yīng)液，尤以一氯代乙酸反應(yīng)液為佳。一氯代乙酸的反應(yīng)液為含有乙醇、丙醇其中的一種醇或丙酮或體積比1∶1的丙酮和甲醇其余為水的混合液，又以一氯代乙酸反應(yīng)液為含有15-40％的體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸，20-50％體積百分?jǐn)?shù)的乙醇、丙醇其中的一種醇或丙酮或體積比1∶1的丙酮和甲醇其余為水的混合液。
醚化后用鹽酸中和醚化后的溶液中的纖維，直至使PH為6.5～7.5。所用的鹽酸的濃度不受限制，可以用濃鹽酸亦可以用稀鹽酸，一般用含有氯化氫重量百分?jǐn)?shù)為10-20％的鹽酸水溶液進(jìn)行中和為宜。
用鹽酸中和后用60～74％的乙醇水溶液對纖維進(jìn)行洗滌，直至含鹽量小于等于3％，重量百分?jǐn)?shù)。又以洗滌至含鹽量小于等于3％至1.1％為好。經(jīng)60-74％的乙醇水溶液洗滌后的纖維后，進(jìn)行液固分離，分出的纖維在烘房式烘燥機中于＜120℃～60℃的溫度下烘干，烘干后在棉梳機上進(jìn)行梳理，在開松機上進(jìn)行開松處理。
用上述方法生產(chǎn)出水溶性止血纖維素纖維。
水溶性止血織物、水溶性止血纖維素纖維等材料的孔隙率、粗糙度與止血性能有關(guān)。因為這些水溶性止血材料均為高分子電解質(zhì)，其溶解過程分吸水、溶脹、溶解三階段，故溶解時間較長。吸水與溶脹時間受到材料孔隙率和表面粗糙度的影響。水溶性止血織物的孔隙率約在35～60％之間，粗糙度約在3-15μm之間。水溶性止血纖維素纖維的孔隙率約在大于60％～99％之間，粗糙度約在大于15-20μm之間。
孔徑和孔隙率是表明材料內(nèi)表面大小的指標(biāo)，孔徑和孔隙率越大，材料內(nèi)表面越大。粗糙度是表明材料外表面積的指標(biāo)，其數(shù)值越大，外表面積越大。
凝血因子和血小板是影響止血效果的主要因素，兩者吸附于材料表面的多少將直接影響止血效果的好壞。
材料吸附液體時，孔隙率與吸液量的關(guān)系如下Kwm=1δF·ϵ1-ϵ---------(1)]]>式中Kwm為材料的極限儲液量。
δ F為材料的體積重量。
ε為材料的孔隙率。
從上述公式(1)中可見，極限儲液量與體積重量成反比，與孔隙率成正比。重量越輕，孔隙率越大的止血材料越利于吸附凝血因子、血小板，越利于止血。
材料表面粗糙度影響液體對材料的潤濕。根據(jù)溫澤爾方程，粗糙度與潤濕角的關(guān)系如下Cosθ*=δrSA-δrSLrLA=δCosθ′---------(2)]]>式中δ為粗糙度因子。
γSA為固、氣表面張力。
γSL為固、液表面張力。
γLA為液、氣表面張力。
θ*為粗糙表面接觸角。
θ’為光滑表面接觸角。
從式(2)中可見，其它因素不變的情況下，粗糙度因子越大，接觸角越小，越容易潤濕。所以止血材料表面粗糙度越大，越容易被血液潤濕，進(jìn)而將其吸附。這一點，也被試驗結(jié)果所證實。血小板粘附率試驗和全血粘度試驗表明，隨孔隙率和粗糙度增加，血小板粘附率增加約10％，全血粘度增加約5％。而當(dāng)孔隙率＜35％，粗糙度＜1μm時，材料主要靠驟然吸水、膨脹壓迫止血。
本發(fā)明的一種水溶性止血纖維素纖維及其制造方法的優(yōu)點就在于1．本發(fā)明的一種水溶性止血纖維素纖維，其孔隙率大于60～99％之間，粗糙度大于15μm-20μm。
2．由于本發(fā)明的方法以預(yù)處理過的粘膠纖維或預(yù)處理過的純棉纖維作原料，增加了粗糙度，提高了孔隙率等表面物理特性，提高了物理止血性能，這樣不但提高了止血效果又省去了紡織工序，降低了產(chǎn)品的成本。本發(fā)明的材料用于止血時，與織物狀水溶性止血材料相比，因其比表面積和孔隙率大于織物狀水溶性止血材料，物理吸附階段的作用大于織物狀水溶性止血材料?？紫堵蕼y定數(shù)據(jù)表明纖維絮片比普通醫(yī)用紗布孔隙率大30％以上?？讖健⒖茁?、凝血酶時間、血小板粘附率、全血低切粘度試驗結(jié)果表明變性情況相近，表面物理狀態(tài)不同的材料，其止血性能也不同，隨著孔隙率的增加，凝血酶時間減少，血小板粘附量增加，使本發(fā)明的方法制出的水溶性止血纖維素纖維的止血效果比水溶性織物好。
3．由于用本發(fā)明的方法制出的材料是纖維素纖維，易于加工成各種形狀，例如球狀(作為止血球)、片狀、塞狀、柱狀、膜狀、墊狀、膠囊、袋狀等，不但可用于平面狀創(chuàng)面，還可用于空腔狀創(chuàng)面，也可以與多層材料及藥物復(fù)合制成多功能敷料或粘貼止血敷料用于醫(yī)療、家庭止血、占地救護或燒傷護創(chuàng)。
4．用本發(fā)明的方法制成的材料用途廣泛，可以作藥物或化妝品載體、包裝材料。作為藥物載體時，因孔隙多吸附量大，生物相容性好，可降解易吸收，效率高，副反應(yīng)小。用本發(fā)明的方法制成的材料用作包裝材料時，可溶解，易于處理廢棄物，不但使用方便，而且有利于環(huán)境保護；用本發(fā)明的方法制成的材料可制成無紡布，亦可制成用即棄衣物。
例如，用本發(fā)明的方法制成的材料可制成口服止血劑。將本發(fā)明方法制出的水溶性止血纖維素纖維粉碎成粉末狀，裝入膠囊或直接壓成藥片，口服后可用于食道或胃等消化道止血。
再有是用本發(fā)明的方法制成的材料可制成水溶性面膜，將水溶性止血纖維素纖維梳理并制成無紡布10×10cm2，再將可溶于溶劑且在干態(tài)下穩(wěn)定、濕態(tài)下活性較大，又可被皮膚吸收的化妝品溶解于75％的乙醇中，形成化妝品溶液，將上述的無紡布浸于化妝品溶液中30分鐘，擠出多余水份，晾干，得到載有化妝品的無紡布，當(dāng)面部徹底清潔后，用其貼于面部，并噴以少量蒸餾水，使無紡布中的化妝品被激活，并與面部密合，則營養(yǎng)成分很快被皮膚吸收。
還有是用本發(fā)明的方法制成的材料制成水溶性包裝袋。將水溶性止血纖維素纖維制成無紡布3×8cm2，對邊噴水后對折，于90度壓燙2分鐘，裝入方便面調(diào)料，再將剩余料口邊噴水，壓燙封口。食用方便面時，可直接將調(diào)料袋投入湯內(nèi)，無需拆封。該方法可同樣用于污染性較強的化工原料的配制，例如染料的溶解。
4．本發(fā)明的方法工藝簡單，廠房面積小，投資少，產(chǎn)品成本低。
以下用實施例對本發(fā)明的產(chǎn)品及方法作進(jìn)一步的說明，將有助于對本發(fā)明的方法及其優(yōu)點作進(jìn)一步的了解，本發(fā)明的保護范圍不受這些實施例的限制，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求來決定。
實施例1本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為85％，粗糙度為17μm。
a．對純棉纖維進(jìn)行脫脂處理，以預(yù)處理過的純棉纖維為原料，將原料置于反應(yīng)液循環(huán)動作的反應(yīng)器中，用重量百分?jǐn)?shù)10％的氫氧化鈉水溶液作為反應(yīng)液于50℃處理2小時，進(jìn)行活化，浴比1∶5.5。
b．用一氯代乙酸反應(yīng)液處理a中的活化后的原料8小時，浴比1∶2.5，于室溫進(jìn)行醚化。所說的一氯代乙酸反應(yīng)液中含有40％體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸，50％體積百分?jǐn)?shù)的丙酮，其余為水。
c．醚化后用含有氯化氫重量百分?jǐn)?shù)為15％的鹽酸中和b中的纖維，直至使其PH為6.5。
d．用鹽酸中和后，再用70％的乙醇水溶液對纖維進(jìn)行洗滌，直至含鹽量為2.7％重量百分?jǐn)?shù)。用離心法進(jìn)行固液分離，分離出纖維，在房式烘燥機中于110℃的溫度下進(jìn)行烘干，烘干后在棉梳機上進(jìn)行梳理，在開松機上進(jìn)行開松處理。生成的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為85％，粗糙度為17μm。
實施例2本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為90％，粗糙度為18μm。
在本實施例中所用的設(shè)備和工藝條件基本同實施例1相同，唯不同的是，以預(yù)處理過的粘膠纖維作為原料。其預(yù)處理的方法是，按專利號為90104824.0中的方法進(jìn)行。在室溫下于PH9.5，用2.5克有效氯/升的次氯酸鈉溶液處理粘膠纖維50分鐘，然后排掉溶液，用水進(jìn)行洗滌；再于98℃，PH9.5的條件下用0.3％重量百分?jǐn)?shù)的過氧化氫水溶液和少量焦磷酸處理經(jīng)次氯酸鈉溶液處理過的粘膠纖維60分鐘，然后排掉過氧化氫水溶液，用水進(jìn)行洗滌直至無次氯酸鈉的存在，作為原料。其孔隙率為90％，粗糙度為18μm。
實施例3本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為92％，粗糙度為18.5μm。
a．以預(yù)處理過的純棉纖維作為原料，將原料置于反應(yīng)液循環(huán)動作反應(yīng)器中，將原料用50％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的混合液作為反應(yīng)液，于40℃處理1.5小時進(jìn)行活化，浴比為1∶6，50％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的體積比為1∶1b．用一氯代乙酸反應(yīng)液于35℃處理a中的活化后的原料6.2小時，浴比1∶2.5，進(jìn)行醚化。所說的一氯代乙酸反應(yīng)液中含有15％體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸，35％體積百分?jǐn)?shù)的乙醇，其余為水。
c．醚化后用含有氯化氫重量百分?jǐn)?shù)為20％的鹽酸中和b中的纖維，直至使其PH為7.0。
d．用鹽酸中和后，再用65％的乙醇水溶液對纖維進(jìn)行洗滌，直至含鹽量為1.1％重量百分?jǐn)?shù)，用離心法進(jìn)行固液分離，分離出纖維，在房式烘燥機中于90℃的溫度下烘干，烘干后經(jīng)過在棉梳機上進(jìn)行梳理，在開松機上進(jìn)行開松處理。其孔隙率為92％，粗糙度為18.5μm。
實施例4本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為90％，粗糙度為18μm。
其設(shè)備和工藝條件基本與實施例3相同，唯不同的是，以預(yù)處理過的粘膠纖維為原料，其預(yù)處理的方法同實施例2。其孔隙率為90％，粗糙度為18μm。
實施例5本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為95％，粗糙度為18μm。
其設(shè)備和工藝條件基本同實施例3，唯不同的是一氯代乙酸反應(yīng)液中含有30％的體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸和30％的丙酮，其余為水。其孔隙率為95％，粗糙度為18μm。
實施例6本實施例的水溶性止血纖維素纖維其孔隙率為95％，粗糙度為19μm。
a．以預(yù)處理過的純棉纖維作為原料，將原料置于反應(yīng)液循環(huán)動作反應(yīng)器中，將原料用30％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的混合液作為反應(yīng)液，于30℃處理2.0小時進(jìn)行活化，浴比為1∶7。30％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的體積比為1∶1b．用一氯代乙酸反應(yīng)液于30℃處理a中的活化后的原料5.7小時，浴比1∶2.5，所說的一氯代乙酸反應(yīng)液中含有20％體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸，50％體積百分?jǐn)?shù)的丙酮和甲醇，其余為水。丙酮與甲醇的體積比為1∶1。
c．醚化后用含有氯化氫重量百分?jǐn)?shù)為20％的鹽酸中和b中的纖維，直至使其PH為7.3。
d．用鹽酸中和后，再用70％的乙醇水溶液對纖維進(jìn)行洗滌，直至含鹽量為1.2％重量百分?jǐn)?shù)，用離心法進(jìn)行固液分離，分離出纖維，在房式烘燥機中于80℃的溫度下烘干，烘干后經(jīng)過在棉梳機上進(jìn)行梳理，在開松機上進(jìn)行開松處理。其孔隙率為95％，粗糙度為19μm。
權(quán)利要求
1．一種水溶性止血纖維素纖維，其特征是，以預(yù)處理過的粘膠纖維或預(yù)處理過的純綿纖維為原料，將原料與NaOH水溶液反應(yīng)進(jìn)行活化，再用一鹵代烷基酸進(jìn)行醚化后，用鹽酸中和醚化后的纖維，再用乙醇水溶液洗滌，進(jìn)行固液分離，烘干而成，該水溶性止血纖維素纖維孔隙率大于60～99％之間，粗糙度大于15μm-20μm。
2．一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，包括a.以預(yù)處理過的粘膠纖維或預(yù)處理過的純棉纖維為原料，將原料置于反應(yīng)液循環(huán)動作的反應(yīng)器中，將原料用重量百分?jǐn)?shù)10-50％的氫氧化鈉水溶液作為反應(yīng)液處理1～2小時，進(jìn)行活化，浴比1∶5.1～20，b.用一鹵代烷基酸反應(yīng)液處理a中的活化后的原料5.6～8小時，浴比為1∶2.5，進(jìn)行醚化，c.用鹽酸中和b中的纖維，直至PH為6.5-7.5，d.用60～74％的乙醇水溶液洗滌c中的纖維，直至含鹽量為小于等于3％后，進(jìn)行液固分離，分出纖維，再進(jìn)行烘干，最后進(jìn)行梳理，開松。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，于10-50℃的溫度下處理原料，進(jìn)行活化。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，以重量百分?jǐn)?shù)25-50％的氫氧化鈉水溶液和95％的乙醇液的混合液作為反應(yīng)液處理原料，進(jìn)行活化，25-50％的氫氧化鈉水溶液與95％的乙醇液的體積比為1∶1。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，在室溫～75℃的溫度下進(jìn)行醚化。
6．根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，所說的一鹵代烷基酸反應(yīng)液為一氯代乙酸反應(yīng)液。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，一氯代乙酸的反應(yīng)液為含有乙醇、丙醇其中的一種醇或丙酮或體積比1∶1的丙酮和甲醇其余為水的混合液。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，一氯代乙酸反應(yīng)液為含有15-40％的體積百分?jǐn)?shù)的一氯代乙酸，20-50％的體積百分?jǐn)?shù)的乙醇、丙醇其中的一種醇或丙酮、或20-50％體積百分?jǐn)?shù)的體積比1∶1的丙酮和甲醇，其余為水的混合液。
9．根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，洗滌至鹽含量小于等于3％至1.1％。
10．根據(jù)權(quán)利要求2的一種水溶性止血纖維素纖維的制造方法，其特征是，在烘房式烘燥機中于＜120°～60℃的溫度下烘干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水溶性止血纖維素纖維及其制造方法。該水溶性止血纖維素纖維孔隙率大于60～99%之間,粗糙度大于15μm～20μm。制法包括用氫氧化鈉水溶液活化,用一鹵代烷基酸反應(yīng)液進(jìn)行醚化,用鹽酸中和纖維使其pH為6.5—7.5,用乙醇水溶液洗滌至含鹽量小于等于3%,進(jìn)行固液分離,烘干、梳理、開松。本法制出的纖維比表面積和孔隙率大,止血效果比水溶性織物好,用途廣泛,工藝簡單,投資少,產(chǎn)品成本低。
文檔編號D06M11/38GK1286329SQ9911925
公開日2001年3月7日 申請日期1999年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月30日
發(fā)明者張鎂, 周正華, 宋霞 申請人:北京紡織科學(xué)研究所