科创中国

本发明涉及一种基于超临界CO2流体技术使纤维素纤维具有抗炎功能的加工方法,其包括:1)对纤维素纤维进行预溶胀或预处理;2)添加助剂以增大抗炎药物在超临界CO2流体中的溶解度,对于不易溶于超临界CO2的亲水类抗炎药物采用超临界微乳/反胶束的方法使其间接溶解在超临界CO2中;3)将抗炎药物加入到高压设备的药槽中,排除空气,通入CO2,在32~120℃下,将容器内压力升至8~30MPa,得到超临界CO2流体,从而将纤维素纤维浸泡在超临界CO2中;4)抗炎药物通过溶解在超临界CO2中进入预先溶胀的纤维素纤维,并且载药超临界CO2流体与纤维素纤维之间有不断进行的相对运动,泄压后抗炎药物停留在纤维素纤维内部无定型区内,形成能够缓释的载药纤维素纤维。

美容性纤维素纤维的功能性有多种类别，如抗菌、抗氧化、瘦身、美白、抗炎、抗皱、驱虫、保湿、凉爽、抗癌等，本发明主要针对抗炎纤维素纤维的加工方法。因此，本发明提供一种基于超临界CO2流体技术使纤维素纤维具有抗炎功能的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)对纤维素纤维进行预溶胀或预处理；2)添加助剂以增大抗炎药物在超临界CO2流体中的溶解度，对于不易溶于超临界CO2流体的亲水类抗炎药物采用超临界微乳/反胶束的方法使其间接溶解在超临界CO2流体中；3)将抗炎药物加入到高压设备的药槽中，排除空气，通入CO2，在32～120℃下，将容器内压力升至8～30MPa，得到超临界CO2流体，从而将纤维素纤维浸泡在超临界流体中；4)抗炎药物通过溶解在超临界CO2流体中进入预先溶胀的纤维素纤维，并且载药超临界CO2流体与纤维素纤维之间有不断进行的相对运动，泄压后抗炎药物停留在纤维素纤维内部的无定型区内，形成能够缓释的载药纤维素纤维。

本发明涉及一种基于超临界流体技术使纤维素纤维具有功能性的加工方法，更具体地涉及一种基于超临界CO2流体技术使纤维素纤维具有抗炎功能的加工方法。

背景技术

近年来，随着人们生活品质的不断上升，人们对服装的需求也越来越多样化，例如由最初的防寒保暖到后来的美观时尚，同时消费者对服装的舒适性与功能性需求也逐渐增加。现有的功能性服装主要偏向防水、防紫外、透气、抗静电、吸湿快干、快速排汗、防晒、防蚊等功能，而对于美容性功能服装的研究开发相对偏少，而将护肤品和纺织品结合开发出特色的美容性纺织品，如具有保湿、凉爽、抗菌、抗炎、瘦身、驱虫等功能的纺织品，用于人们的日常穿着，将会大大满足消费者的心理和生理需求。

现有的关于美容性纺织品的开发一般采用化学整理方法包括涂层共挤压法、复合整理法、络合法等(Handbook of Medical Textiles, 2011,153)，这些方法均涉及到化学反应，能可靠施加的功能性物质种类较少(主要限于亲水化等加工)，且整理过程相对复杂，功能单一，不能形成持久且可控的缓释效果。相对而言采用微胶囊技术可控制释放，并且能制备的功能性药物种类多，但它需要通过包囊材料将功能性药物包裹其中，其间涉及到各种物理、化学反应，对壁材、芯材、粒径都有要求(《针织工业》，2017(09):5-7)，且胶囊的组成以壁厚为主要成分，功能性内容物的相对含量很少，且通过树脂粘合在纤维制品上，会影响纺织品的手感。因此，需要一种新的方法来制备美容性纺织品，以克服上述现有技术中存在的问题。

美容性纤维素纤维的功能性有多种类别，如抗菌、抗氧化、瘦身、美白、抗炎、抗皱、驱虫、保湿、凉爽、抗癌等，本发明主要针对抗炎纤维素纤维的加工方法。

发明人：朱维维 龙家杰 施楣梧 苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家国防科技工业局和江苏省人民政府共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整，由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院，同年更名为江苏师范学院。1982年，学校更复名苏州大学（Soochow University）。

在本发明的另一个实施方案中，抗炎药物对纤维素纤维的可及度较差、抗炎药物不容易渗入纤维素纤维内部、稳态施压添加抗炎药物的速率缓慢时，所述方法还可进一步包括通过压力泵对超临界CO2流体施加脉冲压力的步骤，具体为首先使纤维素纤维处在超临界流体中 10～40min，此时温度为60～120℃，压力为8～15MPa；然后压力以 0.5～1.0MPa/min的速度升至15～30MPa；结束后停止加热，压力以 1.0～4.0MPa/min的速度下降，直到结束实验。该步骤可以提高功能性物质对作为载体的纤维素纤维内部的渗入能力。根据扩散定量，功能性物质在纤维内的渗入也受浓度梯度影响，能在局部实现高浓度，有利于功能性物质的渗入和载药量的提高。因为在压力提高时，功能性物质由超临界CO2流体携带可以渗入到纤维的更深的结构层次，在压力下降时可容纳的饱和度下降，导致在纤维内部的微观结构处的功能性物质的局部浓度梯度提高，也有利于提高功能性物质对纤维的可及度和渗入量。相比恒定压力控制，脉冲施压能将载药量提高1～10％，缓释时间能延长720～20000min。

本发明经超临界CO2流体技术可将抗炎药物有效地携带入纤维素纤维表面及内部，且超临界CO2流体的溶胀作用可进一步扩大纤维素纤维的无定形区，增大有效体积，使得更多抗炎药物进入到纤维素纤维中；最终纤维素纤维作为载药巨胶囊，具备良好的缓释效果。且与目前的微胶囊(环糊精、壳聚糖)包裹抗炎药物再与纤维通过结合键的方式粘接相比，手感更好。

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