基于可降解材料的功能性面膜产品的设计开发

作     者：薄雪纯 

作者单位：青岛大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘逸新

授予年度：2023年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：面膜 可降解 抑菌 抗氧化 产品设计 

摘      要：当前经济发展迅速、人们生活品质不断提升,面膜作为快速、便捷护肤的消费品备受关注。但是面膜即用即弃的消费习惯,造成了极大的资源浪费和环境压力。随着可降解材料的应用普及,在面膜中采用可降解材料,更体现出环境友好和资源循环利用的优势,也符合“低碳经济的发展理念。为深入了解面膜消费者需求与产品供给情况,本文通过市场调研以及问卷调查的方式,对消费者面膜使用习惯、消费者对现有面膜产品的评价和需求等进行了分析。调研结果显示:消费者对面膜提出了材料的天然与安全性、基布功能的多元化与持久性、使用过程的服帖和舒适性等需求,近视消费者需解决面膜敷贴时眼镜脱落问题。本文根据用户需求提出了一种基于可降解材料的多功能面膜设计方案。首先在面膜基布设计上,通过天然植物提取物(石榴皮提取物)为功能组分与聚乳酸材料(切片)共混,经过母粒制备、纺丝加工制成植物功能化聚乳酸短纤维(PLAF)。通过再生纤维素(Regenerated Cellulose,RC)纤维/PLAF混纺设计方案调控基布的机械性能、透气性、透湿性和吸水率,结果表明:当RC/PLAF面膜基布混纺比为40/60时,面膜基布具有良好的透气性(3324.95 mms)、透湿性(163.73 g·m·h)和吸水率(6.53%)。采用上述优化的设计方案(RC/PLAF 40/60)所制备的面膜基布不但保留了材料可降解的特性,而且赋予面膜抑菌和抗氧化功能:其对于金黄色葡萄球菌的抑菌率为89.8%;对于大肠杆菌的抑菌率为76%;DPPH自由基清除率为68%。生物酶降解性能测试显示,25天后该面膜基布的降解失重率达到26%。然后在面膜产品结构设计上,依据人机工程学理论和近视人群敷贴面膜时佩戴眼镜的需求,并结合基布材料自身负载的持久功能性的特点,遵循人与面膜相互适应的原则,优化并确定了眼镜鼻托与面膜局部接触点的防滑脱设计方案。最后本课题设计的面膜经过用户评价,认为本产品的局部防滑脱设计使用便捷、有效,针对性的解决了近视人群敷贴面膜时佩戴眼镜自由活动的需求,且具有安全性与舒适性。本课题产品材料具备可降解性和功能性合一的特点,不但缓解了环境压力,而且克服了传统营养液浸泡法存在的功能持久性差的问题,并通过面膜产品结构设计解决目标用户需求,为新型面膜基布的开发应用以及旅行和便捷式压缩面膜的发展提供了新的思路。