CN103572402B

CN103572402B - 一种多功能涤纶纤维的制备方法

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Publication number: CN103572402B
Application number: CN201310403029.XA
Authority: CN
Inventors: 叶敬平; 裘大洪; 陈阿斌
Original assignee: Fujian Billion Polymerization Fiber Technology Industrial Co Ltd
Current assignee: Fujian Billion Polymerization Fiber Technology Industrial Co Ltd
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: CN103572402A

Abstract

本发明涉及一种多功能涤纶纤维，其特征在于，原料组成质量百分比为：椰壳改性剂为1～5％，再生PET切片为1～10％，PET切片为余量；其纺丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m/min，拉伸倍数为3.25倍，熔融纺丝的喷丝板为十字形。本发明的原料来源广泛，可以显著降低生产成本；工艺简单，利用现有的工艺流程即可大规模的生产，可以显著提高企业的经济效率，加快纺织产业的升级转型。

Description

一种多功能涤纶纤维的制备方法

【技术领域】

本发明涉及纺织生产技术领域，具体的说，是一种多功能涤纶纤维的制备方法。

【背景技术】

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。

涤纶是三大合成纤维中工艺最简单的一种，价格也比较便宜。再加上它有结实耐用、弹性好、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点，为人们所喜爱。

普通涤纶纤维织物需要高温高压染色，这不仅生产效率低，而且生产成本较高。针对聚酯纤维这一缺点，人们在常规涤纶二元单体的基础上增加少量3、5-间苯二甲酸二甲酯磺酸钠(SIPM)作为第三单体，再增加少量一定分子量的聚乙二醇作为第四单体，通过缩聚方式聚合，并经熔融纺丝所制得的涤纶新品种，就是ECDP纤维。

ECDP纤维可用阳离子染料在常压沸染条件下染色，染色不仅方便，而且上染率高，色谱广，色彩鲜艳。ECDP纤维与普通涤纶相比，手感更为柔软，纤维力学性能更趋向于中强中伸型或低强高伸型，服用性能更为优良；但其最大的缺点是耐热性较差，反复熨烫后强力损失较明显。目前ECDP纤维已广泛用于与棉混纺或纯纺的服装和装饰织物中。

由于PTT的大分子构象和聚合物链的晶格构象的特点，纤维的断裂伸长率要大于除氨纶以外的所有纤维。PTT的伸长率适中，它的合宜的弹性性能，适宜于人们对弹性面料的要求。PTT的弹性回复性优于PBT，更优于PET。与涤纶纤维和制品的突出的刚性相比，PTT纤维和织物的手感可以给人以接近于尼龙的比较柔软而舒适的感觉。加上织物的良好的悬垂性和适宜的弹性，为时装设计师提供了设计灵感和更加广阔的思维空间。合成纤维用分散染料染色，只有在玻璃化温度以上才能染成深色。PET的玻璃化温度约在70～80℃，而且由于其结晶度高，结构致密，染料分子不易进入纤维内部。所以PET只有在加压或有载体，温度约为130℃时，才能用分散染料染成深色。而PTT的玻璃化转变温度约在46℃～65℃，低于PET，所以其染色性能优于PET，能够在无载体的情况下，常压沸染。同时，在相同的染色温度下，染料在PTT中的渗透深度明显高于PET，而且色泽均匀，坚牢度高。这样不仅可以节约燃料和能源，同时还可以降低污水中化学物质的含量，对环境造成的污染程度相对减少，具有明显的经济效益和环境效益。由于这些优点，使得PTT纤维比PET纤维具有更大的发展和应用前景。通过调整合适的纺丝工艺条件和冷却工艺条件，制得符合技术要求的PTT纤维产品。

功能化的纺织材料成为发展的潮流。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能PET纤维的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能涤纶纤维，其原料组成质量百分比为：

椰壳改性剂 1～5％

再生PET切片 1～10％

PET切片余量

所述的椰壳改性剂的质量百分比为3％。

所述的再生PET切片的质量百分比为3％，为市售产品。有利于提高资源的利用效率，降低环境的污染。

一种多功能PET纤维的制备方法，其将椰壳改性剂，PTT切片，PET切片进行熔融纺丝，其纺丝的POY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为2000～3000m/min，拉伸倍数为3.25倍，熔融纺丝的喷丝板为十字形。

一种复合型PET纤维，其原料组成质量百分比为：

所述的椰壳改性剂的质量百分比为3％。

所述的ECDP切片的质量百分比为3％。

一种复合型PET纤维的制备方法，其将椰壳改性剂，水溶性聚酯切片，PTT切片，PET切片进行熔融纺丝，其纺丝的FDY工艺：纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为3000～4000m/min，定型温度140～160℃，熔融纺丝的喷丝板为五叶形。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明的原料来源广泛，可以显著降低生产成本。

本发明的工艺简单，利用现有的工艺流程即可大规模的生产，可以显著提高企业的经济效率，加快纺织产业的升级转型。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种椰壳改性剂的制备方法及其在纺织材料中应用的具体实施方式。

实施例1

一种多功能涤纶纤维，其原料组成质量百分比为：

椰壳改性剂 1％

再生PET切片 2％

PET切片 97％

实施例2

一种多功能涤纶纤维，其原料组成质量百分比为：

椰壳改性剂 3％

再生PET切片 5％

PET切片 92％

实施例3

一种多功能涤纶纤维，其原料组成质量百分比为：

椰壳改性剂 5％

再生PET切片 10％

PET切片 85％

实施例4

一种复合型PET纤维，其原料组成质量百分比为：

实施例5

一种复合型PET纤维，其原料组成质量百分比为：

实施例6

一种复合型PET纤维，其原料组成质量百分比为：

实施例6

一种椰壳改性剂的制备方法，具体步骤为：

(1)原料预处理：

将椰壳在80℃下干燥4小时，得到处理后椰壳；

(2)炭化处理：

将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；

所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化：以10℃/min的升温速率升至200℃，椰壳在200℃下炭化80min，然后以15℃/min的升温速率升至400℃，再在400℃炭化80min，最后以20℃/min的升温速率升至750℃，并在该温度下炭化处理2～3h；炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.001～0.5μm；采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。

(3)老化改性：

将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；

复合椰壳粉为含有纳米复合型磷酸铵，纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；

将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入纳米材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合椰壳粉；

所述的纳米材料为纳米复合型磷酸铵，纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；四者的质量比为1∶2∶2∶1；

所述的纳米材料与老化剂的质量比为4∶1；

所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸以及等其它。

所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的2％；

所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1∶2∶2；

所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168；

所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；

所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’-二羟基苯基)-5，6-二羟基苯并三氮唑和1，6-二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；

此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，椰壳粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用椰壳粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。

(4)椰壳改性剂

将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的椰壳改性剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1∶20；胶囊母粒的直径为0.1～5μm；

椰壳改性剂采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，均为成熟的技术。

椰壳改性剂的直径为0.1～5μm，其有利于胶囊顺利通过纺丝孔，并且保证胶囊与纤维的结合牢固，还不能影响纤维的机械性能，

椰壳改性剂的囊/芯比一般大于1∶15，保证微胶囊具有一定的机械强度和耐热性；

椰壳改性剂的作用在于，起到缓慢释放纳米功能粒子的作用，有利于其纳米功效得以长久的保持；其纳米效果强于常规的母粒型功能粒子的制备再用于纺丝的技术效果。

本发明将复合椰壳粉酸化后与含羟基的抗老化剂结合，通过纳米材料的物理吸附和化学键的双重作用，得到效果更佳的复合抗老化剂，其是本发明的重要的创新点。

本发明的纳米复合型聚磷酸铵APP，其化学结构式为：(NH₄)_n+2PnO_3n+1；该纳米复合物相比II型聚磷酸铵，阻燃效率显著提高，在聚合物材料阻燃中在相同阻燃指标时，阻燃剂用量降低1％，有利于提高聚合物材料的综合性能；购自淄博赛达阻燃新材料有限公司。

本发明的纳米氧化锌吸收紫外线的能力强，对长波紫外线(UVA)波长(320～400mm)和中波紫外线(UVB)波长(280～320nm)均有屏蔽作用.纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激，不分解、不变质、稳定性好，本身为白色，可以根据不同对象加以着色，价格便宜；可用于生产防臭、抗菌、抗紫外线的纤维.能吸收臭味，净化空气。

本发明的纳米二氧化钛具有杀菌功能。实验证明，以0.1mg/cm³浓度的锐钛型纳米TiO₂可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，TiO₂光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98％以上；用TiO₂光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准；在纤维中添加纳米TiO₂可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污纤维，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味；能够有效杀灭等等有害细菌。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims

1.一种多功能涤纶纤维，其特征在于，原料组成质量百分比为：

椰壳改性剂 1～5％

再生PET切片 1～10％

PET切片余量

所述的椰壳改性剂的制备方法，具体步骤为：

（1）原料预处理：

将椰壳在80℃下干燥4小时，得到处理后椰壳；

（2）炭化处理：

将步骤（1）得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；

（3）老化改性：

将步骤（2）得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入纳米材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合椰壳粉；

所述的纳米材料为纳米复合型聚磷酸铵，纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；四者的质量比为1:2:2:1；

所述的纳米复合型聚磷酸铵的化学结构式为：(NH₄)_n+2PnO_3n+1；

所述的纳米材料与老化剂的质量比为4:1；

所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的2%；

所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1:2:2；

（4）椰壳改性剂

将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的椰壳改性剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:20；胶囊母粒的直径为0.1～5μm。

2. 如权利要求1所述的一种多功能涤纶纤维，其特征在于，所述的椰壳改性剂的质量百分比为3％。

3. 如权利要求1所述的一种多功能涤纶纤维，其特征在于，所述的再生PET切片的质量百分比为3％。