海藻纤维水刺非织造布的改性及遇水凝胶性能的研究

论文（设计）题目海藻纤维水刺非织造布的改性及遇水凝胶性能研究目录TOC\o"1-3"\h\u25687第一章绪论 193801.1海藻酸钠 2161741.1.1海藻酸钠的来源 2315391.1.2海藻酸钠提取工艺[4] 226641.1.3海藻酸钠的结构与性能 483011.1.4海藻酸钠的凝胶化 错误!未定义书签。110461.2海藻纤维 575651.2.1海藻纤维的概念 5255501.2.2海藻纤维的制备 5310031.2.3海藻纤维的性能和特点 5326931.2.4海藻纤维的应用 6236391.3非织造布 7269641.3.1非织造布的概念与分类 7156541.3.2水刺工艺原理[16] 7263691.3.3非织造布的特点 8308251.4本课题的研究意义及主要内容 823164第二章实验设计部分 13265782.1实验题目：海藻纤维水刺非织造布的改性及凝胶性能研究 134642.2实验原理 1360822.3技术路线 13277392.4实验材料 1493942.4.1样品来源 14115142.4.2仪器设备 14177072.4.3实验药品 14232102.5实验方法 14277542.5.1原料的性能研究 14151352.5.2氯化钠水溶液改性处理对织物结构与性能的影响 1448872.5.3氯化钠/乙醇/水溶液体系改性处理对织物结构与性能的影响 1538672.5.4改性织物的结构与性能研究 15242482.5.5数据分析软件 1630357第三章预计实验结果 17260623.1氯化钠水溶液体系对织物结构与性能的影响 17212253.2氯化钠/乙醇/水溶液体系对织物结构与性能的影响 17321823.3改性织物的结构与性能 1732676第四章结论 错误!未定义书签。10442致谢 1816051参考文献 19绪论引言海藻纤维作为新型的绿色环保的再生纤维，在纺织行业中具有巨大的开发价值与发展趋势。人们在使用时，通常把海藻纤维加工成海藻非织造布的形式使用。目前，海藻纤维的用途还不是很广，主要用在医用敷料方面。有研究表明，如果海藻纤维敷料使用在伤口上，伤口内流出来的钠离子与海藻纤维内的钙离子通过离子交换形成凝胶状物质，这种海藻纤维医用敷料对伤口的愈合非常有益，使用起来也很方便，不像传统医用纱布一样在拆出来时会造成伤口的“二次损伤”。但是还有研究发现钙离子与钠离子的比例会影响海藻纤维生成凝胶体的程度。由于不同部位的伤口流出来的钠离子的含量不同，所以使用在不同部位的伤口上的海藻纤维医用敷料的成胶性能有所差别。海藻纤维的遇水凝胶性能还可以广泛的应用于面膜基布等其它领域上面。海藻纤维医用敷料与机体组织结构相似，具有润湿的、柔软的表面，还有具有与组织的亲和性，可以在一定程度上减少医用材料对周围组织的刺激，组织修复，在骨再生，药物控制释放，细胞免疫隔离及生物绷带，创面敷料等领域的应用越来越受到专家的关注。虽然海藻纤维具有以上很多优异的性能，但是目前在生产工艺方面海藻纤维仍然存在强度低，弹性低，色泽不够理想，脆性大等问题，因此目前在国内外生产的海藻纤维利用混纺，交织或复合的方法对其进行改性从而提高海藻纤维的力学性能方面的不足，这种技术给产业化生产带来了一定的帮助。可以肯定的是海藻纤维目前为止最优秀的天然纤维材料，将来在很多领域内也很广泛的应用。本课题主要研究的主要目的是对海藻纤维水刺非织造布进行改性处理，制备吸水即形成凝胶体的水刺非织造布。该吸水即凝胶化的海藻纤维水刺织物可制成面膜基布，适用于各种肤质人群的使用，且可任意搭配各种功效成分的精华液使用，均能发生凝胶化，延长面膜敷用时间，通过凝胶成分与功效成分间的协效作用，增强面膜的敷用舒适性和护肤效果，实现深度补水、深度清洁和高效护肤；作为一个纯天然的面膜基布，比传统的面膜基布还要轻薄透气，不但能吸附金属，而且对肌肤没有伤害。另外，该吸水即凝胶化的海藻纤维水刺织物亦可制成医用敷料，能够快速吸收和清除伤口渗液，并为伤口愈合提供一个持续的湿润环境，促进伤口愈合，减少敷料的更换次数。1.1海藻酸钠1.1.1海藻酸钠的来源地球总面积的71%都是海洋，而海洋是生命开始的地方，不仅具有非常丰富的水资源，还含有各种各样的非常宝贵的生命资源和化学资源[1]。这些自然资源都等着我们去开发和研究。再说我国地理位置非常优异，拥有着绵长的海岸线，也自然拥有着丰富的海洋资源。如果能够充分利用这种自然资源对于我国发展海洋事业，保护生态环境具有非常重要的意义。况且海藻纤维的原料为无毒无害的天然材料，生产过程中也不存在环境污染问题所以十分符合我国绿色发展理念。近年来，随着有关部门和各级政府对海洋资源的重视越来越提高，我国对海洋生物资源的开发和利用步伐日益加快，也取得了有效成果。从2007-2010年我国海洋生物医药产业增加值情况如下[2]：2007-2010年我国海洋生物医药产业增加值情况年份2007200820092010增加值（亿元）40585967增长率37.728.312.625.5海藻酸是海带、巨藻等褐藻类海藻植物的主要结构成分。在褐藻类海藻中，植物细胞的细胞壁由纤维素的微纤丝形成网状结构，内含果胶、木糖、甘露糖、地衣酸、海藻酸等多糖，为细胞提供保护作用。海藻主要特点是资源丰富，藻体大，容易采集，产量高。在藻体表层主要以钙盐形式存在，而在藻体内部肉质部分主要以钾、钠、镁盐等形式存在。作为褐藻植物的重要组成部分，海藻酸占海藻干重的比例可以达到40%，其含量在不同种类的褐藻、同一棵褐藻的不同部位以及不同季节和养殖区域均有较大的变化。我国以青岛和大连产海藻中的海藻酸含量最高[3]。1.1.2海藻酸钠提取工艺[4]在收获海藻后，海藻酸的提取过程包括水洗、磨碎、用碱溶液溶解藻体内的海藻酸等工艺使海藻酸与藻体分离，然后用氯化钙使海藻酸以海藻酸钙凝胶的形式沉淀，形成的凝胶用酸洗去除内部的钙离子后与碳酸钠反应形成海藻酸钠，经过干燥、磨碎等工艺加工成工业用海藻酸钠粉末。酸凝-酸化法提取过程如下：浸泡→切碎→消化→稀释→过滤,洗涤→酸凝→中和→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品将干燥的褐藻切碎，泡水，然后用碳酸钠溶液进行消化，置换出金属离子。然后加水稀释，过滤，然后将得到的滤液再次稀释，加入盐酸酸化，生成的酸凝块就是海藻酸，将得到的海藻酸使用碳酸钠溶液溶解就得到海藻酸钠。但是这种方法提取的海藻酸钠的提取率低，纯度也不高，工艺也很复杂。钙凝-酸化法提取过程如下：浸泡→切碎→消化→稀释→过滤,洗涤→钙析→盐酸脱钙→碱溶→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品这种方法现在国内比较常用。过滤之前的工序与酸凝-酸化法一样，过滤后的滤液使用盐酸调节至中性，然后用氯化钙溶液钙析，然后水洗，再次使用盐酸溶液酸凝就得到海藻酸，之后使用碳酸钠溶液溶解就得到海藻酸钠。这种方法钙析速度比较快，但是由于生产过程中容易发生降解，导致粘度和收率不是很好。钙凝-离子交换法提取过程如下：浸泡→切碎→消化→稀释→过滤,洗涤→钙析→离子交换脱钙→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品此方法跟的其他步骤与钙凝-酸化法一样，只不过采用了离子交换法脱钙，将用氯化钙溶液钙析后的产物过滤以后，再次使用氯化钙溶液脱钙。由于在交换溶液中不溶于盐析作用，就仍然存在絮状沉淀，通过过滤干燥粉粹最后得到海藻酸钠。该工艺中产物粘度和收率高，钙析速度也比较快。酶解法将干燥的褐藻侵泡，加入纤维素酶进行酶解处理，将酶解后所得到的溶液使用碳酸钠溶液进行碱化，稀释，过滤，然后加入盐酸就得海藻酸，最后加入碳酸钠溶液就得到海藻酸钠。超滤法该方法是近年来新兴的利用膜处理技术提取海藻酸钠的工艺。可提高产量降低杂质质量分数，能降低能耗。但是想大规模生产，此方法还有一定程度的限制。1.1.3海藻酸钠的结构与性能海藻酸钠（简称AGS）是一种线型聚合物。自1881年英国科学家Stanford发现海藻酸以后的很长一段时间内，研究人员仅了解到海藻酸是由一种糖醛酸组成的高分子材料，不同来源的海藻酸只在分子量上有所不同。1955年，Fischer和Dorfel在对海藻酸进行水解后发现海藻酸中有二种同分异构体，除了1—4键合的B—D一甘露糖醛酸(MannuronicAcid，简称M单元)，他们发现海藻酸分子结构中还含有d—L一古罗糖醛酸(GuluronicAcid，简称G单元)。海藻酸钠是海藻酸衍生物是一种天然阴离子多糖共聚物。海藻酸钠有以下几种性质[5]：海藻酸钠是无色无味的白色或淡黄色不定形粉末。海藻酸钠糊化性能好，易溶于水，不溶于乙醇和乙醚，温水使其膨化，保湿和持水性能良好，由于海藻酸钠微粒之间存在水合作用使其表面具有粘性导致粉末凝结成块，在剪切作用的水化下，这些团块最终完全溶解。海藻酸钠不耐强酸和强碱。在强酸中海藻酸钠溶液会析出海藻酸，在强碱中海藻酸钠会明显降解。热和紫外线也会导致海藻酸的降解，不同的分子量，分子量分布和G/M比等会影响降解开始的温度。海藻酸钠的降解还有离子降解，酶降解，射线降解和化学药剂降解等。在PH为6-11之间海藻酸钠的稳定性比较好，当PH<6时海藻酸钠溶液会析出海藻酸，当PH>11时海藻酸钠溶液就会凝聚，PH=7时海藻酸钠溶液最稳定。海藻酸钠溶液遇到金属离子会迅速发生离子交换反应，生成热不可塑性的凝胶体，而且在凝胶结构中能锁定大量的水分。海藻酸钠低热无毒。1.2海藻纤维1.2.1海藻纤维的概念海藻纤维是一种天然高分子功能纤维，主要是由海洋中的海带，马尾藻，昆布等藻类植物内提取加工的海藻酸钠为基本原料，经过湿法纺丝加工而成。作为一种无毒无害，有生物降解性的天然绿色再生纤维材料。目前，中国再生纤维原料供需格局仍在处于纤维成本或阶段性的保持较高水平持续调整状态。然而，这种情况会随着国外地区越来越多再生浆、纸产能的增加而得到逐步改善。经过初步统计，在2019-2021年期间，全球有超过1000万吨的再生浆、纸产能公布，其中大约700万吨产能布局在其他亚洲地区，300万吨左右在美国本土；有超过30家造纸生产商计划通过新建或改造其他纸种生产线的方式生产再生浆和再生纸[6]。这些数据表明海藻纤维这种再生纤维材料开发价值非常的高。海藻纤维目前应用于纺织，医学等领域，海藻纤维是一种具有高附加值的多功能的纯天然纤维材料。1.2.2海藻纤维的制备海藻纤维是以海藻酸钠为原材料，采用纺丝工艺而得到。海藻酸盐纤维的生产过程是一个典型的湿法纺丝过程。首先，海藻酸钠被溶解在水中形成粘稠的纺丝溶解，经过脱泡、过滤后，纺丝液通过喷丝孔挤入氯化钙水溶液。由于凝固液中的钙离子与纺丝液中钠离子的交换，使不溶于水的海藻酸钠以海藻酸钙丝条的形式沉淀后得到初生纤维，再经过水洗、干燥等加工后得到海藻酸钙纤维。整个纺丝过程中涉及的各种组分均安全、无害，因此海藻酸盐纤维可以被认为最适用于医疗、卫生、保健等健康领域的纤维材料，并可作为膳食纤维食用。海藻酸纤维的生产工艺流程：溶解→去泡→加压过滤→喷丝→固化→拉伸→洗涤→拉伸→洗涤→烘干。一般采用氯化钙的溶液作为制备海藻酸纤维的凝固浴。凝固浴中的钙离子在纺丝过程中与海藻酸大分子中的羧基上多个氧原子络合，形成稳定的螯合结构。海藻酸大分子链之间交联，是大分子链之间变得紧密，形成初生纤维。初生纤维在经过拉伸，洗涤，干燥才能得到海藻酸钙纤维。1.2.3海藻纤维的性能和特点海藻纤维具有高吸湿性，高透氧性，生物可降解与生物相容性，凝胶阻塞性，易去除性，金属离子吸附性，自阻燃性，抗静电与电磁屏蔽性等非常优异的性能和特点。海藻纤维具有高吸湿性，海藻纤维的大分子结构中含有羧基（-COOH）和羟基（-OH）等亲水性官能团，这些亲水基团影响纤维的吸湿能力，因此其吸湿性和回潮率高于其它纤维材料。这些官能团与水分子形成氢键对水分子具有强大的吸引力，导致水蒸气丧失热运动能力，随着纤维中亲水基团数量的增加，其极性就增强，纤维的吸湿能力就变强[7]。在标准环境条件下它的回潮率可以达到22%～26%，棉纤维的回潮率为7%，羊毛的回潮率为16%。海藻纤维在水中的吸水率为221%，为自身质量的两倍多，在生理盐水中的吸水率比这个还要高，可以达到1500%～1700%，为自身重量的15~17倍[8]。海藻纤维具有高透氧性，海藻纤维与水形成凝胶物质之后，凝胶体表面存在自由水，这些自由水可以输送氧气，预防病人伤口的缺氧，使伤口完全愈合。海藻纤维的生物可降解性与相容性，对环境也非常有益，生物相容性也不错，能避免患者手术以后再次拆线的痛苦[9]。1.2.4海藻纤维的应用在纺织工业中，海藻纤维因其特有的抗菌功效和对皮肤的亲和性，经常与其他纤维混纺使用，利用海藻纤维和其他纤维各有的特性，选择合适的混纺比例，从而提高面料的舒适性和功能性。海藻纤维混纺纱常用于针织，织成的针织物具有手感柔软，热湿舒适性能好等特点，跟其他纤维混纺之后具有很好的悬垂和光泽。因为活性染料应用于纤维素纤维可以产生明亮的色彩，所以70%以上的印刷基板都是纤维素纤维材料。海藻酸钠是活性染料印花处方的非常重要成分，因为它是一个非常好的增稠剂。在医药卫生行业中，海藻纤维是一种非常好的医用敷料。有研究表明，如果海藻纤维敷料使用在伤口上，伤口内流出来的钠离子与海藻纤维分子结构中的钙离子通过离子交换形成凝胶状物质，这种海藻纤维医用敷料对伤口的愈合非常有益，使用起来也很方便，不像传统医用纱布一样在拆出来时会造成伤口的“二次损伤”。还有研究发现钙离子与钠离子的比例会影响海藻纤维生成凝胶体的程度。由于不同部位的伤口流出来的钠离子的含量不同，所以使用在不同部位的伤口上的海藻纤维医用敷料的成胶性能有所差别。海藻纤维医用敷料与机体组织结构相似，具有润湿的、柔软的表面，还有具有与组织的亲和性，可以在一定程度上减少医用材料对周围组织的刺激。目前，海藻纤维在组织修复，在骨再生，药物控制释放，细胞免疫隔离及生物绷带，创面敷料等领域的应用越来越受到专家的关注[10-14]。值得关注的是，海藻酸盐凝胶还能扮演封装胰岛的作用对糖尿病有很好的治疗效果[15]。海藻纤维的遇水凝胶性能还可以广泛的应用于面膜基布等其它领域上面。1.3非织造布1.3.1非织造布的概念与分类非织造布是指不需要纺纱，制造等环节将纤维直接加工成二维的织物，非织造布又称为无纺布。纤维长丝或者短纤维随机排列形成网状结构，采用机械，热粘或者化学等方法将纤维固定，使纤维间具有一定的力学性能，从而得到织物的厚度和尺寸稳定性。非织造布的透气性好而且手感很好，它是一种快速高生产的新兴纤维产品。非织造布按照生产加工方式的不同可分为：湿法非织造布，干法非织造布和聚合物挤压法非织造布等三种类型。1.3.2水刺工艺原理[16]水刺非织造布的生产工艺过程类似于其他干法非织造布的生产工艺过程，需对纤维进行喂料、开松、精密开松的处理，纤维经梳理机械成网后，通过高压水柱的高压水流(水针)对纤网进行喷射，在水针直射或托网反射产生的水力作用下使纤网中的纤维产生相对运动而重新排列和相互缠结，从而使纤网得以加固而具备一定强力后，再经烘燥卷取而获得。生产工艺流程如下：喂料→开松→精密开松→梳理成网→水刺加固→烘干→卷取水刺非织造布的主要原料为聚酯、聚丙烯、粘胶、脱脂棉纤维以及其他功能性纤维等。1.3.3非织造布的特点水刺非织造布具有强度高、高吸湿和透气、不起毛、手感柔软、悬垂性好及无化学添加剂、有传统纺织品的外观等优点，产品可广泛应用于医疗卫生领域，产品市场前景广阔。水刺非织造布与其他传统的非织造布相比有其自身特点和发展潜力，其发展越来越受到世人重视。非织造布的问世打破了传统的纺纱织布。所以非织造布在工艺技术，原料使用和性能方面具有优异的特点。可应用的原料范围比较广，产品多元化。生产流程短，生产效率高。生产速度快，产量高。加工方法较多，产品应用广。1.4本课题的研究意义及主要内容1.4.1研究意义虽然海藻纤维具有以上很多优异的性能，但是目前在生产工艺方面海藻纤维仍然存在强度低，弹性低，色泽不够理想，脆性大等问题，因此目前在国内外生产的海藻纤维利用混纺，交织或复合的方法对其进行改性从而提高海藻纤维的力学性能方面的不足，这种技术给产业化生产带来了一定的帮助。可以肯定的是海藻纤维目前为止最优秀的天然纤维材料，将来在很多领域内也很广泛的应用。随着人们尤其是广大女生对护肤品的需求日益上升，人们越来越注意自己的形象,注意保养自己的皮肤。面膜作为美容保养品的一种载体。如今在市场上出现了各种功效各种牌子的面膜。面膜能解决保湿，美白，抗衰老，控油和抗敏感等皮肤问题，但是不能快速完全的改善皮肤。面膜的工作原理是通过在短时间内敷在脸上覆盖皮肤，形成一个封闭的环境，将面部暂时性隔绝外界空气和污染，同时加强肌肤血液循环、能提高肌肤温度，随着肌肤温度的提高，肌肤上的毛孔也能扩张，促进肌肤的新陈代谢，面膜上的水分和营养物通过扩张的毛孔能快速进入肌肤的角质层，结合面膜中相对高浓度的有效成分，使肌肤变得柔软嫩滑，提高肌肤的弹性，给予皮肤加强型的护理[17]。面膜按照其功效可分为：美白面膜，保湿面膜，清洁面膜，抗皱面膜，焕肤面膜，紧致面膜，淡斑面膜，紧致毛孔面膜和局部面膜。按照剂型面膜的种类有：泥膏状水洗式面膜，水洗面膜，贴片式面膜，无纺布面膜，生物纤维面膜，免洗睡眠面膜，霜状水洗式面膜和撕拉式面膜等，其中最普遍的是贴片式面膜[18]。面膜根据使用方式可以分为无载体型面膜和载体型面膜两类。载体型面膜是指以面膜基布为载体，辅以营养成分和药物，然后敷在脸上使用的面膜[19]。面膜按照基布的类型分为非织造布面膜和水溶性聚合物面膜等两种。非织造布载体面膜是指一种以非织造布为载体的新型面膜，目前通过水刺等工艺制造出来的非织造材料的应用也很广泛[20]。如今在市场上水刺非织造布面膜的用量占70%，水刺非织造布面膜基布的种类有：蚕丝纤维，棉纤维，天丝纤维，生物纤维,无纺布，粘胶纤维和海藻纤维等[21]。蚕丝面膜基布轻、透、软、薄，因此贴肤性好，隐形效果佳；因为蚕丝是多孔性纤维，吸水性强，渗透佳，保湿度是普通面膜的5-10倍。但蚕丝面膜基布有拉伸性不佳，易破、成型差且成本高等不足，因此在使用时受到一定限制。概念隐形蚕丝面膜是全天然纯绵的材质，它是无纺布的升级品，与蚕丝面膜基布一样具有吸水性强、渗透力好，很服帖，隐形效佳等优点；具有蚕丝的光泽和丝滑感，所以被称为蚕丝面膜，而且蚕丝面膜的拉伸性强，可以根据不同脸型拉伸调节，可以覆盖到肌肤的每个角落，是目前最受消费者欢迎的面膜材质之一。棉纤维是由棉花为原料，通过交叉铺网法制成的水刺不织布结构，棉纤维的吸水性好、吸水后不易变形，纵向和横向拉伸力强、贴肤性好，但是棉絮很容易引起皮肤过敏等问题。天丝是粘胶纤维的升级版，以木浆为原料经溶剂纺丝方法生产的一种崭新的纤维，具有棉的"舒适性、涤纶的"强度"、毛织物的"豪华美感"和真丝的"独特触感"及"柔软垂坠"，无论在干或湿的状态下，均极具韧性。生物纤维素面膜由葡糖醋杆菌发酵制成的细菌纤维素，是一种兼具生物可降解性与生物相容性的天然高分子材料，具有极强的吸水性、贴肤性和韧性，能贴入皱纹与皮丘深处，因此较一般布织面膜更具提升和紧肤效果。由于具有不被人体排斥的特性，在医学界被用来作为心血管修复与人造皮肤使用。但目前生物纤维面膜基布生产存在工艺复杂、成本高、要求严格、面膜灌装工艺困难等缺点。无纺布与皮肤的亲和力不是很好，吸水性能差，透气性也很一般，厚重不服帖，使用的时候就像白色面具一样，视觉感特别不好。再说生产过程中会石油资源消耗特别大，并不是一种环境友好型产品。水凝胶面膜是以亲水性凝胶作为面膜基质，富含大量肌肤所需的营养和水分，敷在脸上时面膜内的营养成分逐渐渗透到肌肤里面，不刺激肌肤。在水凝胶面膜内部可以注各种功效性成分（如熊果苷、维生素E、烟酰胺、谷胱甘肽等成分）而制成功能性面膜，同时贴肤性强，不易蒸发、干燥，其退热舒缓的效果对急性皮肤损伤(如过敏、长痘、擦伤)有良好效果，也是目前比较畅销的面膜之一[22]。那么怎么知道一个面膜到底好不好，不仅要看面膜中添加的活性成分还是要看它用的膜布材质,面膜基布是决定面膜使用效果并最终影响消费者购买使用的主要因素。面膜是日常护肤中不必可少的一种护肤品，它是化妆水，护手霜，乳霜和面膜等四大护肤品之一。无论男女都可以使用面膜。有数据显示中国女人敷面膜一年花费65亿，从这能看出女人对护肤品尤其是对面膜非常重视并且离不开它。根据调查统计，在接受调查的人群中,在被调查者中有17%的女大学生没有使用过面膜,有83%的被调查的女大学生使用过面膜。可此见,绝大多数女大学生会购买并使用面膜来保养皮肤,来提升自己的个人形象。在接受调查的女大学生中,有51名在2-5天使用一次面膜,有24名在5-7天使用一次面膜,有10名在1-2天使用一次面膜,还有7名不定时使用面膜。可见,大多数被调查者在2-5天使用一次面膜[23]。在正常状态下，一个人在一周之内敷2-3次面膜比较合适，这样算下来一年使用150片左右的面膜。这么大的面膜市场和这么强的面膜需求当然激励我们去研发更好更优秀的面膜新产品。面膜的功效除了与添加的活性成分有很大关系之外还要与面膜基布有很大关系。文献检索，总结面膜市场未来的发展趋势如下[24]。（1）从面膜价格方面来看，中低端面膜会继续占据面膜市场的主要位置；高端面膜的需求虽然比中低端面膜小，但长期来看具有非常大的发展空间；未来，随着消费水平的提高，消费者对于中高端面膜的需求会愈来愈多，但目前中低端面膜依然会是大多数消费者的首要选择。（2）从面膜功效来看，目前面膜品类还是以补水保湿为主，抗衰老、祛痘、排毒等种类为辅；面膜企业还需扩大面膜市场的细分种类，针对消费者更细致的需求推出相关产品。（3）从面膜基布来看，绿色、轻薄化将是未来研究方向，服贴性越好、精华液吸收越多、越薄的面膜基布越受到面膜市场的欢迎，企业应合理利用铜氨纤维、蚕丝纤维、壳聚糖等生物质纤维开发可满足绿色化要求的基布；通过采用极细纤维、改善基布结构和加工工艺等来使面膜基布更加轻薄。（4）从面膜使用人群来看，面膜市场不再仅面向女性，还要打开面向男性的消费市场。数据显示，在护肤品消费中男性的投入比例逐年增多，因此男性用面膜也是一个需要关注的巨大市场。另外，还应依照不同年龄层需求制备出相应功效的面膜，以精准对接消费者需求。本课题主要研究的主要目的是对海藻纤维水刺非织造布进行改性处理，制备吸水即形成凝胶体的水刺非织造布。该吸水即凝胶化的海藻纤维水刺织物可制成面膜基布，适用于各种肤质人群的使用，且可任意搭配各种功效成分的精华液使用，均能发生凝胶化，延长面膜敷用时间，通过凝胶成分与功效成分间的协效作用，增强面膜的敷用舒适性和护肤效果，实现深度补水、深度清洁和高效护肤；作为一个纯天然的面膜基布，比传统的面膜基布还要轻薄透气，不但能吸附金属，而且对肌肤没有伤害。另外，该吸水即凝胶化的海藻纤维水刺织物亦可制成医用敷料，能够快速吸收和清除伤口渗液，并为伤口愈合提供一个持续的湿润环境，促进伤口愈合，减少敷料的更换次数。1.4.2实验内容配制浓度分别为10g/L、20g/L、40g/L、60g/L、80g/L和100g/L的氯化钠水溶液，作为改性溶液；浸渍处理时间分别为1min、2min、3min、4min、5min和6min；研究氯化钠水溶液的浓度和处理时间对改性织物的吸水量、凝胶含量和SEM形貌的影响，确定氯化钠水溶液改性处理的最佳工艺。按照水和乙醇的比例分别为30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、80/20配制六种溶液，保证氯化钠用量不变的情况下，分别以上述六种溶液为氯化钠的溶剂，制备改性溶液；浸渍处理时间分别为3min、6min、9min、12min、15min和18min；研究改性体系的含水量和处理时间对改性织物的吸水量、凝胶含量和SEM形貌的影响，确定氯化钠/乙醇/水溶液体系改性处理的最佳工艺。采用最佳工艺制备改性海藻纤维水刺非织造布。测定改性后织物的吸液量、吸水凝胶性能、SEM形貌、红外光谱、厚度、单位面积质量、透气性、断裂强度和和断裂伸长率、溢流量、吸收性和受压吸收性等。第二章实验设计部分2.1实验题目：海藻纤维水刺非织造布的改性及凝胶性能研究2.2实验原理首先，参照GB/T35443-2017《纺织品定量化学分析海藻纤维与其它纤维混合物》，测试水刺非织造布原料中海藻纤维的含量；然后，分别采用氯化钠水溶液和氯化钠/乙醇/水溶液两种体系，对海藻纤维水刺非织造布进行浸渍改性处理，并以改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌为指标，确定改性的最佳工艺参数；最后，测定改性后织物的吸液量、吸水凝胶性能、SEM形貌、红外光谱、厚度、单位面积质量、透气性、断裂强度和和断裂伸长率、溢流量、吸收性和受压吸收性等。2.3技术路线能够遇水凝胶的海藻纤维水刺非织造布的制备工艺流程，见图1。首先，参照GB/T35443-2017《纺织品定量化学分析海藻纤维与其它纤维混合物》，测试水刺非织造布原料中海藻纤维的含量；然后，分别采用氯化钠水溶液和氯化钠/乙醇/水溶液体系，对海藻纤维水刺非织造布进行浸渍改性处理，以改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌为指标，确定改性的最佳工艺参数；最后，测定改性后织物的吸液量、吸水凝胶性能、SEM形貌、红外光谱、厚度、单位面积质量、透气性、断裂强度和和断裂伸长率、溢流量、吸收性和受压吸收性等。图1能够遇水凝胶的海藻纤维水刺非织造布的制备工艺流程2.4实验材料2.4.1样品来源绍兴蓝海纤维科技有限公司提供2.4.2仪器设备移液管，烧杯，量筒，剪刀，烘箱，玻璃干燥器，电子天平，红外分光光度计，电子显微镜，镊子，光学显微镜2.4.3实验药品碳酸钠，氯化钠，乙醇，生理盐水（浓度为0.9%的氯化钠水溶液），氯化钙2.5实验方法2.5.1原料的性能研究2.5.1.1海藻纤维含量的测定参照GB/T35443-2017《纺织品定量化学分析海藻纤维与其它纤维混合物》，测试水刺非织造布原料中海藻纤维的含量。具体测试方法如下：（a）配制浓度为20g/L的碳酸钠水溶液200mL，备用；（b）将原料布样裁剪成10cm*10cm的规格，共五块，备用；（c）将裁剪后的布样，置于80℃烘箱干燥至恒重，然后快速移入玻璃干燥器中，冷却至室温，快速称重，记为G0（g）；（d）将称重后的试样浸泡在50mL浓度为20g/L的碳酸钠水溶液中，浸泡处理2min，然后水洗，除去布样中的海藻纤维，然后置于80℃烘箱干燥至恒重，再快速移入玻璃干燥器中，冷却至室温，快速称重，记为G1（g）。然后计算布样中海藻纤维的含量N，测试五次，取平均值。2.5.1.2单位面积质量的测定2.5.2氯化钠水溶液改性处理对织物结构与性能的影响（1）将海藻纤维水刺织物裁剪成规格为15cm*15cm的试样，待用；（2）配制浓度分别为10g/L、20g/L、40g/L、60g/L、80g/L和100g/L的氯化钠水溶液，待用；（3）取两块裁剪好的水刺布样品，浸泡在500mL确定浓度的氯化钠水溶液中，室温分别静置浸泡处理1min、2min、3min、4min、5min和6min；将处理后的水刺织物挤干，然后采用80%的乙醇/水溶液浸泡清洗3～5次，再采用无水乙醇浸泡清洗2～3次，挤干后，置于80℃烘箱干燥至恒重，制得改性织物。分别测试改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌，研究氯化钠水溶液的浓度和处理时间对改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌的影响，确定氯化钠水溶液改性处理的最佳工艺。2.5.3氯化钠/乙醇/水溶液体系改性处理对织物结构与性能的影响（1）将海藻纤维水刺织物裁剪成规格为15cm*15cm的试样，待用；（2）按照水和乙醇的比例分别为30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、80/20配制六种溶液，根据3.2确定的氯化钠水溶液的最佳浓度，保证氯化钠用量不变的情况下，分别以上述六种溶液为氯化钠的溶剂，制备改性溶液，待用；（3）取两块裁剪好的水刺布样品，浸泡在500mL氯化钠/乙醇/水溶液体系中，室温分别静置浸泡处理3min、6min、9min、12min、15min和18min；将处理后的水刺织物挤干，然后采用80%的乙醇/水溶液浸泡清洗3～5次，再采用无水乙醇浸泡清洗2～3次，挤干后，置于80℃烘箱干燥至恒重，制得改性织物。分别测试改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌，研究氯化钠水溶液的浓度和处理时间对改性织物的吸水量、凝胶含量、红外光谱和SEM形貌的影响，确定氯化钠/乙醇/水溶液体系改性处理的最佳工艺。2.5.4改性织物的结构与性能研究（1）吸水量和凝胶含量测定①将待测织物裁剪成规格为5cm*5cm的试样，备用；②将试样放入80℃烘箱，干燥至恒重，然后放入玻璃干燥器中冷却至室温，迅速称重，记为W1（g）；③将称重后的试样浸泡在100mL蒸馏水中处理2min；用镊子将试样取出，悬置于空气中30S，待布面无水滴落下，迅速称重，记为W2（g）；④采用蒸馏水冲洗步骤③处理后的试样，去除试样中的粘性凝胶物质，再置于80℃的烘箱中，干燥至恒重，然后放入玻璃干燥器中冷却至室温，迅速称重，记为W3（g）。计算试样的吸水量W和试样中凝胶的含量S，每种改性织物测试五块试样，取平均值。（2）吸液量测定配制一定量的生理盐水（浓度为0.9%的氯化钠水溶液）和A溶液（英国药典中规定的模仿了血液中钠离子和钙离子浓度的混合水溶液，采用氯化钠和氯化钙配制，溶液中钠离子的浓度为142mmol/L，钙离子的浓度为2.5mmol/L），待用；将待测织物裁剪成规格为5cm*5cm的试样，然后采用吸水量的方法，测试和计算试样的吸液量W。（3）红外光谱采用蒸馏水充分水洗，去除改性处理织物中的水溶性凝胶，并将水洗液收集在一起，然后干燥至恒重，得到凝胶物；并将水洗去除凝胶的残布，干燥至恒重，待用。采用溴化钾压片法，测试改性织物、水洗残布和凝胶物的红外光谱。（4）SEM形貌采用扫描电子显微镜，观察改性处理后织物的SEM形貌。主要观察改性后样品中纤维的形貌变化，纤维之间的黏连，以及纤维表面的形貌。将五种凝胶含量不同的改性织物，浸泡在蒸馏水中120S，用镊子将试样取出，悬置于空气中30S，待布面无水滴落下，然后将样品冷冻干燥。采用扫描电子显微镜，观察干燥后样品形貌。将五种凝胶含量不同的改性织物，充分水洗去除凝胶物质，然后于80℃的烘箱中，干燥至恒重。采用扫描电子显微镜，观察干燥后样品形貌。（5）吸水凝胶性能观察采用光学显微镜，观察改性五种凝胶含量不同的改性织物的吸水凝胶性能。（6）其它性能采用GB/T24218《纺织品非织造布试验方法》规定的方法，测试改性织物的厚度、单位面积质量、透气性、断裂强度和断裂伸长率、溢流量、吸收性和受压吸收性能等。2.5.5数据分析软件

第三章预计实验结果与讨论3.1氯化钠水溶液体系对织物结构与性能的影响3.1.1改性工艺对吸水量的影响3.1.2改性工艺对凝胶含量的影响3.1.3改性工艺对织物形貌的影响3.2氯化钠/乙醇/水溶液体系对织物结构与性能的影响3.2.1改性工艺对吸水量的影响3.2.2改性工艺对凝胶含量的影响3.2.3改性工艺对织物形貌的影响3.3改性织物的结构与性能3.3.1改性织物的红外光谱3.3.2改性织物的SEM形貌3.3.3改性织物的吸液性能3.3.4改性织物的吸水凝胶性能观察3.3.5改性织物的其它性能

致谢光阴似箭，日月如梭，转眼间四年的大学生涯即将结束了，真不敢相信自己马上就要毕业了，就在昨天我还是一个刚拿着录取通知书来报到青岛大学的小女孩，在报到的第一天我所看到的所听到的所感到的每一件事就像昨天发生一样历历在目。这四年说长就长，说短就短，但这四年绝对是我一生中最美好的时光，我终生难忘。回想这四年，发生了很多事，其中有汗水，有泪水，也有欢声笑语。感谢母校当时选中了我，给我这么美好的四年奋斗的机会，青大博大的胸怀，优良的学风，明德，博学，守正，出奇的校训，教我做人做事，陪我最好的青春，培育我长大成人。在此论文完成之际，我向我的母校，所有关心我，帮助我，照顾我的老师和同学们表示谢意，感谢你们陪我一路走过来！也真心祝福你们，希望你们一切安好，未来更幸福！首先，我非常感谢指导我完成此论文的张传杰老师，感谢张老师的悉心关照和认真指导。也衷心祝福张老师以后的研究和工作更加顺利，生活更加美好幸福!其次，我要感谢何文展老师和刘雅婷老师，因为在大学的四年,这两位辅导员老师无论在学习上还是在生活上非常关心我，照顾我，我在此最诚挚的感谢你们！此外，我还要感谢教育我的其他老师和教授，柳荣展老师，赵云国老师，董朝红老师，石宝龙老师，王怀芳老师，郝龙云老师，王洪伟老师，潘颖老师，张林老师，刘杰老师，张宾老师，王艳玮老师，王慧娟老师，钟德高老师，赵春盛老师，王娟娟老师，感谢您们的教育之恩，您们都是青大最棒的老师们!最后，我要感谢我的舍友张佩佩，李欢，李娅，杜田田，补嘉树同学，感谢你们在这四年的大学生涯一起陪伴我学习和生活，尤其是要感谢张佩佩同学每次我生病的时候关心我，照顾我。也感谢李娅和李欢在考研期间陪我一起复习考研，这四年有你们真好!我还要感谢我们班长罗印清和团支书杜佳慧同学，感谢你们的关心，尤其是班长不管什么事情都考虑我，我也有什么事情都去麻烦他，在我心里你们才是最优秀的班委。也很感谢我们班其他同学一直以来的照顾和帮助。希望大家事事顺利，美梦成真！最后，非常感谢各位老师和教授，在百忙之中抽时间审阅此论文。感谢您们！参考文献[1]刘瑞玉.关于我国海洋生产资源的可持续利用[J].资源与环境,2014,11:28-29.[2]段鹏林，唐志波，张立军.中国海洋资源开发及利用研究[J].价值工程,2012:3-4.[3]徐文.纤维级海藻酸钠原料及纺丝效果分析,2013:2-4.[4]徐文.纤维级海藻酸钠原料及纺丝效果分析,2013:3-4.[5]王孝华.海藻酸钠的提取及应用[J].重庆工学院学报（自然科学版），2007，21[5]：125-127.[6]徐婉成.中国再生纤维市场回顾与展望[J].中华纸业，2020，41[1]:35-38.[7]秦益民.海藻酸医用敷料吸湿机理分析[J].纺织学报,2005,2:113-115.[8]李双停,李洪昌.海藻酸钙纤维性能及伤口敷料上的应用[J].上海纺织科技,2016,44(8):5-8.[9]TachiM,Hirabayashis.Comparisonofbacteriaretainingabilityofabsorbentwounddressings[J].Internationalwoundjournal,2004,3:177-181.[10]CAIYR,YUJH,KUNDUSC,etal.Multi