一種改性滌綸纖維及其製備方法

2023-05-16 02:08:51 1

一種改性滌綸纖維及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種改性滌綸纖維及其製備方法，其原料的質量百分比為:功能母粒為1～3％，PET切片為餘量，將功能母粒和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲工藝為POY工藝:紡絲溫度為240～300℃，紡絲速度為2000～3000m/min，拉伸倍數為3.25倍。本發明的負離子粉發射的負離子能調節周圍環境的空氣品質，促進血液循環，防止人體老化和早衰。其具有持久的抗菌殺菌性能，不但能殺滅對人體有害的細菌，還有優良的除臭性能，有助於環境的淨化。
【專利說明】一種改性滌綸纖維及其製備方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及聚酯【技術領域】，具體地說，是一種改性滌綸纖維及其製備方法。
【【背景技術】】
[0002]滌綸是合成纖維中的一個重要品種，是我國聚酯纖維的商品名稱。它是以精對苯二甲酸(PTA)或對苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)為原料經酯化或酯交換和縮聚反應而製得的成纖高聚物一聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，經紡絲和後處理製成的纖維。
[0003]滌綸是三大合成纖維中工藝最簡單的一種，價格也比較便宜。再加上它有結實耐用、彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快乾等特點，為人們所喜愛。滌綸纖維面料的種類較多，除織制純滌綸織品外，還有許多和各種紡織纖維滌綸混紡或交織的產品，彌補了純滌綸織物的不足，發揮出更好的服用性能。
·[0004]目前改性滌綸纖維目前成為研究的潮流。
【
【發明內容】
】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種改性滌綸纖維及其製備方法。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種改性滌綸纖維，其原料的質量百分比為:
[0008]功能母粒I?3%
[0009]水溶性聚酯切片I?5%
[0010]PTE切片餘量
[0011]所述的功能母粒為膠囊結構，具體為芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面。
[0012]所述的複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉。
[0013]一種改性滌綸纖維的製備方法，其具體步驟為:
[0014](I)原料預處理:
[0015]將椰殼在80°C下乾燥4小時，得到處理後椰殼；
[0016](2)炭化處理:
[0017]將步驟(I)得到的處理後椰殼，進行炭化得到改性椰殼粉；
[0018]所述的炭化工藝為採用石英管式爐進行椰殼的分段炭化:以10°C /min的升溫速率升至200°C，椰殼在200°C下炭化80min，然後以15°C /min的升溫速率升至420°C，再在420°C炭化80min，最後以20°C /min的升溫速率升至750°C，並在該溫度下炭化處理2?3h;炭化後將所獲產物在高能球磨機進行研磨，直至細粉狀，即得到改性椰殼粉，椰殼粉的粒徑為0.001?0.5 μ m;採用低溫炭化，一方面節省成本，另外一方面保持椰殼的原有功能，可以作為吸附的載體發揮椰殼功效，炭化的溫度過高和過長，將破壞椰殼的原有性能，這就是低溫炭化的優點和長處。[0019](3)老化改性:
[0020]將步驟(2)改性椰殼粉進行老化改性處理，得到複合椰殼粉；
[0021]複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉；
[0022]將步驟(2)得到的改性椰殼粉溶於強酸溶液中，得到的改性椰殼粉的溶液，加入功能材料和老化劑，再進行攪拌以及超聲分散，然後離心分離得到固體材料，將固體材料在40?60°C下乾燥2?6小時，得到複合椰殼粉；
[0023]所述的功能材料為負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅；四者的質量比為 1:1:1:1 ?1:3:3:5，優選為 1:2:2:3;
[0024]所述的功能材料與老化劑的質量比為3:1?1:1;
[0025]所述的強酸為濃硫酸，濃硝酸，氫氟酸或者其它。
[0026]所述的老化劑的加入量為改性椰殼粉質量分數的I?3% ；
[0027]所述的老化劑為抗氧劑，紫外吸收劑和光穩定劑，三者的質量比為1:2:2;
[0028]所述的抗氧劑為市售產品，比如抗氧劑1010和抗氧劑168;為市售產品；
[0029]所述的紫外吸收劑為含羥基的紫外吸收劑，比如2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4-二羥基二苯甲酮等材料；為市售產品；
[0030]所述的光穩定劑為含羥基的光穩定劑，比如鄰羥基二苯甲酮，2-(2』，4』 - 二羥基苯基)-5，6-二羥基苯並三氮唑和I，6-二羥基苯並三唑等材料；為市售產品；
[0031]此步驟的老化改性有2個作用，即物理吸附和化學健合作用，椰殼粉和納米材料酸化後，其表面形成氫鍵，而與老化劑的羥基進行一個化學的健合，再者利用椰殼粉和納米材料自身的空隙較多，進行一個物理的吸附作用。
[0032](4)功能母粒
[0033]將芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，製成含複合椰殼粉的功能母粒；其中，囊層和芯層的厚度比為1:19;功能母粒的直徑為0.1?3μπι;
[0034]功能母粒採用復凝聚法合成，也可以採用界面聚合法或原位聚合法，均為成熟的技術。
[0035]功能母粒的直徑為0.1?3μπι，其有利於膠囊順利通過紡絲孔，並且保證膠囊與纖維的結合牢固，還不能影響纖維的機械性能，
[0036]功能母粒的囊/芯比一般大於1:15，保證微膠囊具有一定的機械強度和耐熱性；
[0037]功能母粒的作用在於，起到緩慢釋放納米功能粒子的作用，有利於其納米功效得以長久的保持；其納米效果強於常規的母粒型功能粒子的製備再用於紡絲的技術效果；
[0038](5)紡絲
[0039]將功能母粒，水溶性聚酯切片和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲工藝為POY工藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為2000?3000m/min，拉伸倍數為3.25倍；或者FDY工藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為3000?4000m/min，定型溫度140?160°C。
[0040]一種改性滌綸纖維在紡織材料中的應用，比如服裝，家紡，衣用等領域。
[0041]與現有技術相比，本發明的積極效果是:
[0042](I)本發明將椰殼炭和納米材料混合後進行改性，這樣可以使納米材料更加容易分散在椰殼炭的空隙裡，納米材料吸附椰殼的載體裡面，使其功效得以長久保持，有利於發揮納米材料的特殊作用，效果顯著高於直接採用納米材料加入進行紡絲的技術效果。
[0043](2)本發明的納米氧化鋅吸收紫外線的能力強，對長波紫外線(UVA)波長(320?400mm)和中波紫外線(UVB)波長(280?320nm)均有屏蔽作用.納米氧化鋅無毒、無味，對皮膚無刺激，不分解、不變質、穩定性好，本身為白色，可以根據不同對象加以著色，價格便宜；可用於生產防臭、抗菌、抗紫外線的纖維.能吸收臭味，淨化空氣。
[0044](3)本發明的納米二氧化鈦具有殺菌功能。實驗證明，以0.lmg/cm3濃度的銳鈦型納米TiO2可徹底地殺死惡性海拉細胞，而且隨著超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細胞的效率也提高。對枯草桿菌黑色變種芽孢、綠膿桿菌、大腸桿菌、金色葡萄球菌、沙門氏菌、牙枝菌和麴黴的殺滅率均達到98%以上；在紡織品中添加納米TiO2可以製造出殺菌、防汙、除臭、自潔的抗菌防汙無紡布，應用於醫院病房、手術室及家庭衛生間等細菌密集、易繁殖的場所，可淨化空氣、防止感染、除臭除味；能夠有效殺滅等等有害細菌。
[0045](4)本發明將複合椰殼粉酸化後與含羥基的抗老化劑結合，通過納米材料的物理吸附和化學鍵的雙重作用，得到效果更佳的複合抗老化劑。
[0046](5)本發明的ItO氧化銦錫作為納米銦錫金屬氧化物，具有很好的導電性和透明性，可以切斷對人體有害的電子輻射、紫外線及遠紅外線；同時減少對人體有害的電子輻射及紫外、紅外。
[0047](6)本發明的負離子粉發射的負離子能調節周圍環境的空氣品質，促進血液循環，防止人體老化和早衰。其具有持久的抗菌殺菌性能，不但能殺滅對人體有害的細菌，還有優良的除臭性能，有助於環境的淨化。而且該功能纖維優越的界面活性作用，可以節約洗滌劑的用量。此外負離子還對血液有一定的淨化功能，可以增加人體的抵抗力。負離子複合功能纖維具有防紫外線、發射遠紅外線、滋潤皮膚、抗老化、吸溼透氣、服用舒適等特性，織物手感光滑涼爽，具備促進血液循環，防止人體老化和早衰等功能。
【【具體實施方式】】
[0048]以下提供本發明一種改性滌綸纖維及其製備方法的【具體實施方式】。
[0049]實施例1
[0050]一種改性滌綸纖維，其原料的質量百分比為:
[0051]功能母粒1%
[0052]水溶性聚酯切片1%
[0053]PET 切片98%
[0054]一種改性滌綸纖維的製備方法，其具體步驟為:
[0055](I)原料預處理:
[0056]將椰殼在80°C下乾燥4小時，得到處理後椰殼；
[0057](2)炭化處理:
[0058]將步驟(I)得到的處理後椰殼，進行炭化得到改性椰殼粉；
[0059]所述的炭化工藝為採用石英管式爐進行椰殼的分段炭化:以10°C /min的升溫速率升至200°C，椰殼在200°C下炭化80min，然後以15°C /min的升溫速率升至420°C，再在420°C炭化80min，最後以20°C /min的升溫速率升至750°C，並在該溫度下炭化處理2?3h;炭化後將所獲產物在高能球磨機進行研磨，直至細粉狀，即得到改性椰殼粉，椰殼粉的粒徑為0.0Ol?0.5 i! m;採用低溫炭化，一方面節省成本，另外一方面保持椰殼的原有功能，可以作為吸附的載體發揮椰殼功效，炭化的溫度過高和過長，將破壞椰殼的原有性能，這就是低溫炭化的優點和長處。
[0060](3)老化改性:
[0061]將步驟(2)改性椰殼粉進行老化改性處理，得到複合椰殼粉；
[0062]將改性椰殼粉溶於強酸溶液中，得到的改性椰殼粉的溶液，加入功能材料和老化齊U，再進行攪拌以及超聲分散，然後離心分離得到固體材料，將固體材料在40?60°C下乾燥2?6小時，得到複合椰殼粉；
[0063]所述的功能材料為負離子粉，氧化銦錫，納米ニ氧化鈦和納米氧化鋅；四者的質量比為1:1:1:1;
[0064]所述的功能材料與老化劑的質量比為3:1;
[0065]所述的老化劑的加入量為改性椰殼粉質量分數的1%;
[0066]所述的老化劑為抗氧劑，紫外吸收劑和光穩定劑，三者的質量比為1:2:2;
[0067]所述的抗氧劑為市售產品，比如抗氧劑1010和抗氧劑168;
[0068]所述的紫外吸收劑為含羥基的紫外吸收劑，比如2-羥基-4-甲氧基ニ苯甲酮，2-羥基-4-正辛氧基ニ苯甲酮，2，4-ニ羥基ニ苯甲酮等材料；為市售產品；
[0069]所述的光穩定劑為含羥基的光穩定劑，比如鄰羥基ニ苯甲酮，2-(2』，4』 - ニ羥基苯基)-5，6-ニ羥基苯並三.氮唑和I，6-ニ羥基苯並三唑等材料；為市售產品；
[0070](4)功能母粒
[0071]將芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，製成含複合椰殼粉的功能母粒；其中，囊層和芯層的厚度比為1:19;功能母粒的直徑為0.1?3iim;
[0072]功能母粒採用復凝聚法合成，也可以採用界面聚合法或原位聚合法，均為成熟的技術。
[0073]功能母粒的直徑為0.1?3 ym，其有利於膠囊順利通過紡絲孔，並且保證膠囊與纖維的結合牢固，還不能影響纖維的機械性能，
[0074]功能母粒的囊/芯比一般大於1:15，保證微膠囊具有一定的機械強度和耐熱性；
[0075](5)紡絲
[0076]將功能母粒，水溶性聚酯切片和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲エ藝為POYエ藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為2000?3000m/min，拉伸倍數為3.25倍。
[0077]實施例2
[0078]—種改性滌綸纖維，其原料的質量百分比為:
[0079]功能母粒2%
[0080]水溶性聚酯切片3%
[0081]PET 切片95%
[0082]ー種改性滌綸纖維的製備方法，其具體步驟為:
[0083](I)原料預處理:
[0084]將椰殼在80°C下乾燥4小時，得到處理後椰殼；
[0085](2)炭化處理:[0086]將步驟(I)得到的處理後椰殼，進行炭化得到改性椰殼粉；
[0087]所述的炭化工藝同實施例1;
[0088](3)老化改性:
[0089]將步驟(2)改性椰殼粉進行老化改性處理，得到複合椰殼粉；
[0090]複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉；
[0091]將步驟(2)得到的改性椰殼粉溶於強酸溶液中，得到的改性椰殼粉的溶液，加入功能材料和老化劑，再進行攪拌以及超聲分散，然後離心分離得到固體材料，將固體材料在40?60°C下乾燥2?6小時，得到複合椰殼粉；
[0092]所述的功能材料為負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅；四者的質量比為1:2:2:3;
[0093]所述的功能材料與老化劑的質量比為2:1;
[0094]所述的老化劑的加入量為改性椰殼粉質量分數的2% ；
[0095]所述的老化劑為抗氧劑，紫外吸收劑和光穩定劑，三者的質量比為1:2:2;
[0096](4)功能母粒
[0097]將芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，製成含複合椰殼粉的功能母粒；其中，囊層和芯層的厚度比為1:19;功能母粒的直徑為0.1?3μπι;
[0098](5)紡絲
[0099]將功能母粒，水溶性聚酯切片和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲工藝為POY工藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為2000?3000m/min，拉伸倍數為3.25倍。
[0100]實施例3
[0101]一種改性滌綸纖維，其原料的質量百分比為:
[0102]功能母粒3%
[0103]水溶性聚酯切片5%
[0104]PET 切片92%
[0105]一種改性滌綸纖維的製備方法，其具體步驟為:
[0106](I)原料預處理:
[0107]將椰殼在80°C下乾燥4小時，得到處理後椰殼；
[0108](2)炭化處理:
[0109]將步驟(I)得到的處理後椰殼，進行炭化得到改性椰殼粉；
[0110]所述的炭化工藝所述的炭化工藝同實施例1;
[0111](3)老化改性:
[0112]將步驟(2)改性椰殼粉進行老化改性處理，得到複合椰殼粉；
[0113]複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉；
[0114]將步驟(2)得到的改性椰殼粉溶於強酸溶液中，得到的改性椰殼粉的溶液，加入功能材料和老化劑，再進行攪拌以及超聲分散，然後離心分離得到固體材料，將固體材料在40?60°C下乾燥2?6小時，得到複合椰殼粉；
[0115]所述的功能材料為負離子粉，氧化銦錫，納米二氧化鈦和納米氧化鋅；四者的質量比為1:3:3:5;[0116]所述的功能材料與老化劑的質量比為1:1;
[0117]所述的老化劑的加入量為改性椰殼粉質量分數的3% ；
[0118]所述的老化劑為抗氧劑，紫外吸收劑和光穩定劑，三者的質量比為1:2:2;
[0119](4)功能母粒
[0120]將芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，製成含複合椰殼粉的功能母粒；其中，囊層和芯層的厚度比為1:19;功能母粒的直徑為0.1?3iim;
[0121](5)紡絲
[0122]將功能母粒，水溶性聚酯切片和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲エ藝為FDYエ藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為3000?4000m/min，定型溫度 140 ?160 0C o
[0123]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.ー種改性滌綸纖維，其特徵在於，其原料的質量百分比為: 功能母粒I?3% 水溶性聚酯切片I?5% PET切片餘量。
2.如權利要求1所述的ー種改性滌綸纖維，其特徵在於，所述的功能母粒為膠囊結構，具體為芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，囊層和芯層的厚度比為1:19;功能母粒的直徑為0.1?3 ii m。
3.如權利要求1或者2所述的ー種改性滌綸纖維，其特徵在於，所述的複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米ニ氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉。
4.ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，其具體步驟為: (1)原料預處理: (2)炭化處理: (3)老化改性: 將步驟(2)改性椰殼粉進行老化改性處理，得到複合椰殼粉； 複合椰殼粉為含有負離子粉，氧化銦錫，納米ニ氧化鈦和納米氧化鋅的椰殼粉； (4)功能母粒 將芯層為複合椰殼粉包裹在囊層為殼聚糖材料裡面，製成含複合椰殼粉的功能母粒； (5)紡絲 將功能母粒，水溶性聚酯切片和PET切片進行熔融紡絲製備出改性滌綸纖維，具體紡絲エ藝為POYエ藝:紡絲溫度為240?300°C，紡絲速度為2000?3000m/min，拉伸倍數為3.25 倍。
5.如權利要求4所述的ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，其具體步驟為:在所述的步驟(3)中，將步驟(2)得到的改性椰殼粉溶於強酸溶液中，得到的改性椰殼粉的溶液，加入功能材料和老化劑，再進行攪拌以及超聲分散，然後離心分離得到固體材料，將固體材料在40?60°C下乾燥2?6小時，得到複合椰殼粉。
6.如權利要求4所述的ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，所述的功能材料為負離子粉，氧化銦錫，納米ニ氧化鈦和納米氧化鋅；四者的質量比為1:1:1:1?1:3:3:5,優選為1:2:2:3。
7.如權利要求4所述的ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，所述的功能材料與老化劑的質量比為3:1?1:1。
8.如權利要求4所述的ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，所述的老化劑的加入量為改性椰殼粉質量分數的I?3%。
9.如權利要求4所述的ー種改性滌綸纖維的製備方法，其特徵在於，所述的炭化工藝為採用石英管式爐進行椰殼的分段炭化:以10°C /min的升溫速率升至200°C，椰殼在200°C下炭化80min，然後以15°C /min的升溫速率升至420°C，再在420°C炭化80min，最後以20°C /min的升溫速率升至750°C，並在該溫度下炭化處理2?3h;炭化後將所獲產物在高能球磨機進行研磨，直至細粉狀，即得到改性椰殼粉，椰殼粉的粒徑為0.001?0.5 y m。
10.如權利要求1所述的ー種改性滌綸纖維在紡織材料中的應用。
【文檔編號】D01F1/10GK103436982SQ201310393665
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】葉明軍, 左平安, 陳阿斌 申請人:陳曦