海藻纤维水刺非织造布的改性及遇水凝胶性能研究

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期：目录TOC\o"1-3"\h\u763摘要 I13320关键词 I9188Abstract II22009Keywords III23220第一章绪论 1234911.1海藻酸钠 1190101.1.1海藻酸钠的来源 129281.1.2海藻酸钠提取工艺[4] 2155771.1.3海藻酸钠的结构与性能 4145831.2海藻纤维 515351.2.1海藻纤维的概念 5172641.2.2海藻纤维的制备 590731.2.3海藻纤维的性能及特点 6267811.2.4海藻纤维的应用 679331.3非织造布 725281.3.1非织造布的概念与分类 7301.3.2水刺工艺原理[16] 756031.3.3非织造布的特点 7213811.4本课题的研究意义及主要内容 89338第二章实验设计部分 12163812.1实验题目：海藻纤维水刺非织造布的改性及凝胶性能研究 12323842.2实验原理 1269802.3技术路线 12229802.4实验材料 13181262.4.1样品来源 1344202.4.2仪器设备 1370592.4.3实验药品 1392812.5实验方法 1395572.5.1原料的性能研究 13232832.5.2氯化钠水溶液改性处理对织物结构与性能的影响 13125402.5.3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 1497042.5.4改性织物的结构与性能研究 143839致谢 1613651参考文献 17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。人们通常把海藻纤维加工成海藻无纺布的形式使用。如今，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。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。研究本课题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，并为患者伤口的愈合提供一个持续的良好的润湿条件，促进伤口的快速完全愈合，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。从2007年到2010年，我国海洋生物医药产业附加值情况如下[2]：2007-2010年我国海洋生物医药产业附加值情况表年份2007200820092010增加值（亿元）40585967增长率37.728.312.625.5海带、巨藻等褐藻类海藻植物的主要结构成分是海藻酸。在这些褐藻类海藻中，由纤维素微纤丝网状结构形成的植物细胞的细胞壁，其含有果胶、木糖、甘露糖、地衣酸、海藻酸等多糖，而这些多糖为细胞提供很好的保护作用。海藻主要特点是资源丰富，藻体很大，容易采集，产量也高。在藻类体表面主要存在于以钙盐的形式，并在藻类体内部肉质部分主要存在于钾、钠、镁盐的形式。海藻酸是褐藻植物的重要组成部分，因此海藻酸占海藻干重的百分比可以达到40%，在不同类性的褐藻、不同部位的内容同一棵褐藻不同季节，养殖面积具有很大的变化。青岛和大连在中国产生海藻中的海藻酸含量最高[3]。1.1.2海藻酸钠提取工艺[4]在收获海藻以后，海藻酸的提取工艺过程包括清洗、研磨、使用碱溶液溶解海藻体内的海藻酸等技术，使海藻酸和海藻体分离，然后通过使用氯化钙，使沉淀海藻酸以海藻酸钙凝胶的形式，这种凝胶的形成与酸洗去除内部的钙离子后与碳酸钠反应形成海藻酸钠，经过干燥后、研磨等工艺加工成工业用的末状海藻酸钠。酸凝-酸化法提取技术流程如下：泡水→切碎→消化→稀释→过滤,清洗→酸凝→中和→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品首先将干燥的褐藻切碎，泡水后，使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稀释一次，加入盐酸酸化，最后生成的酸凝块就是海藻酸，使用碳酸钠溶液将得到的海藻酸溶解之后才可以得到海藻酸钠。但是这种方法提取海藻酸钠不仅提取率低，纯度也不高，技术流程特别复杂。钙凝-酸化法提取技术过程如下：泡水→切碎→消化→稀释→过滤,清洗→钙析→盐酸脱钙→碱溶→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品此方法过滤之前的加工顺序和酸凝-酸化法一样，过滤后使用盐酸将滤液调节至中性，然后使用氯化钙将溶液钙析，然后进行水洗，再次使用盐酸酸化，生成酸凝就得到海藻酸，最后将碳酸钠溶液加入在海藻酸溶液当中就能得到最后的产物，但是由于生产过程中容易发生降解，导致粘度和提取率不理想。钙凝-离子交换法提取加工过程如下：泡水→切碎→消化→稀释→过滤,清洗→钙析→离子交换脱钙→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉粹→成品其他步骤的方法与钙凝-酸化法基本相同，除了使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，再一次使用氯化钙溶液脱钙。因为在交换溶液中不溶于盐析作用，所以最后存在的一些絮状沉淀，通过过滤和干燥粉粹才能得到最后的产物海藻酸钠。该工艺中产物的粘度和收率高，钙析速度也比较快。酶解法将干燥的褐藻泡水后，加入一定量的纤维素酶，对其进行酶解处理，将酶解后所得到的溶液使用碳酸钠溶液进行碱化，加水稀释，过滤之后，加入盐酸就可以得到海藻酸，最后将碳酸钠溶液加入在海藻酸溶液当中就能得到最后的产物。超滤法超滤法是近年来新兴的一种提取海藻酸钠的方法，该方法主要是利用膜处理技术提取海藻酸钠的工艺。虽然超滤法可以提高产量，降低杂质质量分数，能降低能量的消耗。但是如果想大规模的生产海藻酸钠，此方法还是存在一定程度的难度。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。自从1881年英国的一名科学家Stanford发现海藻酸以后，在很长一段时间内，人们仅仅了解海藻酸是由一种糖醛酸组成的高分子材料而已，不同来源的海藻酸只在分子量上存在有所差别。到1955年，有两名科学家Fischer和Dorfel在对海藻酸进行水解处理后突然发现海藻酸中有两种同分异构体存在，一个是除了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当中还有存在一种D—L一古罗糖醛酸(GuluronicAcid，简称G单元)。海藻酸衍生物是一种天然阴离子多糖共聚物。海藻酸钠性质有如下几种[5]：海藻酸钠是无色，无味的白色或浅黄色不定形粉末状物。性能糊化海藻酸钠，易溶于水，但不溶于乙醇和乙醚等有机物，遇到温水使其快速膨化，具有良好的保湿持水特性，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，在水合剪切作用，这些团块最终还是完全溶解的。海藻酸钠不耐强酸和强碱。在强酸中海藻酸钠溶液将会沉淀，在强碱中海藻酸钠将会降解。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比等将会影响降解的初始温度。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形式。在PH为6-11之间海藻酸钠的稳定性比较好，当PH<6时海藻酸钠溶液将会沉淀并析出海藻酸，当PH>11时海藻酸钠溶液将被凝聚，PH=7时的海藻酸钠溶液算是最稳定。海藻酸钠溶液遇到金属离子将会瞬间发生离子交换反应，容易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。海藻酸钠不仅低热而且无毒无害。1.2海藻纤维1.2.1海藻纤维的概念海藻纤维是属于天然高分子功能纤维的一种，其基本原料为由海洋中的海带，马尾藻，昆布等海藻类植物内提取加工的海藻酸钠，将这些海藻酸钠经过湿法纺丝进一步加工处理可以得到海藻纤维。海藻纤维是一种无毒，无害的纤维材料，有生物降解性的天然绿色再生纤维材料。目前，中国市场上再生纤维原料的供给和需求模式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，这种状态将会跟着国内外各各地区越来越多再生浆、纸产能的增加而得到逐步改善。有统计显示，在2019年到2021年期间，全球有超过一千万吨的再生浆、纸产能公布，其中大约七百万吨的产能布局在其他亚洲地区，还有三百万吨左右在美国本土；而有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的造纸生产商有超过30多家[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纺工艺。第一步，海藻酸钠溶于水形成粘稠的纺丝的溶解，去泡以后、过滤，然后纺丝液从喷丝孔喷入到氯化钙水溶液里面。氯化钙通常作制备海藻酸盐纤维的凝固浴中。是因为在凝固液中的钙离子在纺丝过程中和纺丝原液中的羧基上多个氧原子络合，形成稳固的螯合结构。大分子链之间的交联，使大分子链之间变得紧密靠近在一起，导致不溶于水的海藻酸钠以海藻酸钙丝条的形式发生沉淀，然后可以得到初步生成的纤维，再经过拉伸，水洗，干燥等处理后，再次得到海藻酸钙纤维。在整个纺丝过程中的各种组分都是安全无害的，因此被认为海藻酸盐纤维是最适合于医疗、卫生、保健等健康领域的纤维材料，并且作为食物纤维的消费。海藻酸纤维的制备步骤如下：溶解→去泡→加压过滤→喷丝→固化→拉伸→清洗→拉伸→清洗→烘干。1.2.3海藻纤维的性能及特点海藻纤维具有高的吸湿性，高透氧性，生物可降解和生物相容性，凝胶阻塞性，易去除性，金属离子的吸附性，自阻燃性，抗静电与电磁屏蔽性等非常优异的性能和功能。海藻纤维之所以具有高的吸湿性，是因为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，这些亲水基团将会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%至26%，棉纤维的回潮率为7%，而羊毛的回潮率为16%。在水中的海藻纤维的吸水率达到221%相当于本身质量的两倍多，在盐水中的吸水率比这个还要高，可以达到1500%至1700%相当于本身重量的15倍到17倍[8]。海藻纤维的透氧性很高，海藻纤维与水形成凝胶物质之后，凝胶表面存在大量的自由水，这些自由水可以输送氧气预防病人伤口的缺氧，完全使伤口愈合。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，海藻纤维由于其独特的抗菌功效和对皮肤的亲和性，经常与其他纤维使用海藻纤维混纺，利用海藻纤维和其他纤维的所有功能，选择适当的混合比，从而提高织物的舒适程度和功能。海藻纤维混纺纱是常在用于针织，其手感柔软，热湿舒适性能超好，跟其他纤维混纺具有良好的悬垂和光泽。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。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，不需要纺纱，直接加工成二维的织物，也被称为无纺布。纤维长丝或者短纤维随机排列形成一个网状结构，采用机械，热胶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。非织造布具有透气性好而且手感很好等优点。它是一种快速高生产的新兴的纤维品。非织造布的生产根据加工方式的不同可分为：湿法无纺织物，干法无纺布和聚合物挤压法无纺布等三种类型的无纺布。1.3.2水刺工艺原理[16]无纺布的生产工艺过程类似于其他干法非织造布的生产过程，首先，对纤维进行输送、开松、精密开松等加工，纤维经过梳理机械成网，然后利用高压水柱的高压水流(水喷射)对纤维网进行喷射，在水喷射直射或托网反射产生水力作用，在这个水力作用下使纤维网中的纤维产生相对运动，然后重新排列和相互缠结，导致纤维网的加固，从而具备一定强力，最后通过干燥卷取就能得到需要的水刺非织造布。其生产工艺过程如下：输送→开松→精密开松→梳理成网→水刺加固→干燥→卷取无纺布以聚酯、聚丙烯、粘胶、脱脂棉纤维以及其他功能性纤维为主要原料。1.3.3非织造布的特点水刺非织造布具有高强度、高吸湿和透气性、不容易起毛起球、手感柔软、悬垂性好、无化学添加剂、具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当中，产品市场发展前景十分广阔也很收到被人们的注重。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备以上那么多的优异的性能，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，人们越来越注重自己的形象,要注意皮肤的保养。面膜作为载体的美容护理产品。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]。面膜可分为按照其功效性：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]。面膜根据使用方式的不同可以分为无载体型面膜和载体型面膜等两种类型。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可分为两种非织造布面膜和水溶性聚合物面膜。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]。水凝胶面膜是以亲水性凝胶作为面膜基质，含有丰富的营养和滋润皮肤，敷在脸上时面膜内的营养成分逐渐渗入肌肤里面，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,面膜基布不仅要决定面膜使用效果还要影响消费者最终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17%的女生没有使用过面膜,83%的被调查的女生使用过面膜。由此可见,绝大多数女生会购买并使用面膜来保养皮肤,改善自己的形象。在接受调查的女生中,有51个在2-5天使用一次面膜,有24个在5-7天使用一次面膜,有10个在1-2天使用一次面膜,还有7个不定时使用面膜。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。根据文献检索，总结出来的面膜市场未来的发展趋势如下[24]:（1）从价格方面来看，在面膜市场上中低端面膜将继续占据主要地位，虽然高端面膜的需求比中低端面膜小很多，但是长期而言具有很大的发展空间。在未来，随着消费水平的不断提高，消费者对于中高端面膜的需求将会越来越上升，不过目前在市场上中低端面膜仍然是大多数消费者的主要选择。（2）从效果方面来看，目前面膜类为主与保湿，抗衰老、祛痘、排毒等品种为辅。面膜企业仍需扩大其市场的细分面膜种类，更详细的针对于消费者的需求，从而推出相关的产品。（3）从面膜基布方面来看，绿色、轻薄将是未来的研究方向，服贴性越好、精华液吸收越多、在面膜市场上越薄的面膜基布越受到消费者的欢迎，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能满足绿化的基布要求。通过采用超细纤维、提高基布织物结构和加工工艺使面膜基布更加轻薄。（4）从面膜使用的人群来看，面膜市场不仅仅面向女性消费者这一种人群，而且要打开面向更多男性的消费市场。根据数据显示，在护肤产品消费中男性消费者的投资的比例逐年增多，因此男性消费者的面膜市场也是一个需要关注的巨大市场之一。除此之外，为了精准对接消费者需求，还应该按照不同的年龄层需求制备出相应功效的面膜。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℃烘箱中干燥至恒重，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。

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.Multifunctionalnanohydroxyapatiteandalginate/gelatinbasedstickygelcompositesforpotentialboneregenerati