CN106012098B - 一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法，属于腈纶纤维制备领域。本发明提供了一种将链霉菌接种至培养基，通过筛选改性，得改性菌丝，随后将其与淀粉等混合，制备改性基质，再与聚丙烯腈、甲醛混合，调节pH值，以N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为引发剂，进行接枝改性反应，排出空气搅拌冷却室温，之后经过出料、干燥、卷曲、切断以及打包，从而得到高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法。该方法独特新颖，通过加入微生物做抗菌物，再通过改性淀粉接枝改性，使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能，弥补了腈纶纤维本身的缺陷，且制备工艺简单易行，原料简单易得，成本低，适合大规模推广应用。

Description

一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法

技术领域

本发明公开了一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法，属于腈纶纤维制备领域。

背景技术

腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶具有优良的性能，手感柔软温暖，弹性很好。耐光和耐气候特别优良。一般制成短纤维。可以纯纺或与羊毛混纺。用于制纺织品、针织品、毛毯、帐篷、窗帘和滤布等，由于其性质接近羊毛，故有“合成羊毛”之称。扁平腈纶纤维是一种截面为矩形或接近于矩形的腈纶纤维，扁平腈纶纤维具有特殊的光泽、蓬松性和抗起球性能，并具有良好的后加工效果。手感酷似触摸羽毛和动物毛皮，因此主要用作人造毛皮、绒毛玩具、室内装饰及轿车内的装饰材料等。

腈纶纤维（聚丙烯腈纤维）伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，强度比羊毛高1～2.5倍，耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20%，纤维软化温度190～230℃，能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差，根据不同的用途要求可纯纺或与天然纤维混纺，其纺织品被广泛运用于服装、装饰等领域，虽然腈纶纤维具有优良的保暖性、染色性和仿毛性等特点，但腈纶的吸湿性能差。

随着人们生活水平的提高，个人的卫生和健康受到普遍的关注，而与人们生活密切相关的一些纤维纺织制品也受到了人们的重视，因此，一些腈纶厂家和科研机构进行技术革新。目前，抗菌导电腈纶纤维的制造方法主要分为两种：化学方法和物理方法。化学方法就是将一些具有抗菌特性的化学原料附着在纤维上，使得腈纶具备抗菌特性；物理方法就是在腈纶织物中直接混纺金属，或是利用像铜离子、银离子这些金属离子本身所具有的杀菌特性达到抗菌抗静电的目的。例如：专利号88100556.8就公开了一种含有硫化亚铜和稀土的含聚丙烯腈纤维的抗静电织物，专利号87104625.3公开了一种硫化亚铜导电聚丙烯纤维、纱线、绒线及制备方法，但是硫化亚铜在洗涤和使用过程中容易与纤维脱落，使用效果并不理想。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的腈纶纤维虽具有优良的保暖性、染色性和仿毛性，但吸水性能较差，且在洗涤和使用过程中容易使抗菌材料脱落，导致抗菌效果差的现状，提供了一种将链霉菌接种至培养基，通过筛选改性，得改性菌丝，随后将其与淀粉等混合，制备改性基质，再与聚丙烯腈、甲醛混合，调节pH值，以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为引发剂，进行接枝改性反应，排出空气搅拌冷却室温，之后经过出料、干燥、卷曲、切断以及打包，从而得到高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法。该方法独特新颖，通过加入微生物做抗菌物，再通过改性淀粉接枝改性，使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能，弥补了腈纶纤维本身的缺陷，且制备工艺简单易行，原料简单易得，成本低，适合大规模推广应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，取40～50份琼脂、30～35份酵母浸膏、18～22份淀粉、1～2份磷酸氢二钠、0.8～1.2份磷酸二氢钠及16～18份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量10～15％，将链霉菌接种至培养基上；

（2）将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为28～30℃，转速为160～200r/min，培养18～22h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在50～55℃下，混合均匀，得改性基质；

（3）按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.0～9.5，在60～70℃下静置1～2h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2～1.6％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至70～75℃，以170r/min搅拌5～7h；

（4）在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为12～16℃，纺丝速度设定为23～35m/min，凝固浴流量为3500～3800L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.5～1.8，牵伸温度为72～80℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65～70℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。

本发明的应用方法是：将发明制得的腈纶纤维制成衣物，夏天时，人们穿着后出门即可，8～10h后，经检测器检测，本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高45％以上，吸水性为普通腈纶纤维的1～2倍，透气性好，具有广阔的市场前景。

本发明的有益效果是：

（1）本发明方法独特新颖，通过淀粉接枝加上生物酶，起到吸水抗菌作用，使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能，弥补了腈纶纤维本身的缺陷；

（2）本发明工艺简便，原料易得，降低了成本，可广泛应用于床上用品、家居装饰等，具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

首先按重量份数计，取40～50份琼脂、30～35份酵母浸膏、18～22份淀粉、1～2份磷酸氢二钠、0.8～1.2份磷酸二氢钠及16～18份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量10～15％，将链霉菌接种至培养基上；然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为28～30℃，转速为160～200r/min，培养18～22h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在50～55℃下，混合均匀，得改性基质；随后按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.0～9.5，在60～70℃下静置1～2h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2～1.6％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至70～75℃，以170r/min搅拌5～7h；最后在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为12～16℃，纺丝速度设定为23～35m/min，凝固浴流量为3500～3800L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.5～1.8，牵伸温度为72～80℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65～70℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。

实例1

首先按重量份数计，取40份琼脂、30份酵母浸膏、18份淀粉、1份磷酸氢二钠、0.8份磷酸二氢钠及16份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.0，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量10％，将链霉菌接种至培养基上；然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为28℃，转速为160r/min，培养18h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在50℃下，混合均匀，得改性基质；随后按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.0，在60℃下静置1h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至70℃，以170r/min搅拌5h；最后在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为12℃，纺丝速度设定为23m/min，凝固浴流量为3500L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.5，牵伸温度为72℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。

本实例操作简单易行，使用时，将发明制得的腈纶纤维制成衣物，夏天时，人们穿着后出门即可，8h后，经检测器检测，本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高46％，吸水性为普通腈纶纤维的1倍，透气性好，具有广阔的市场前景。

实例2

首先按重量份数计，取45份琼脂、33份酵母浸膏、20份淀粉、1.5份磷酸氢二钠、1.0份磷酸二氢钠及17份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.3，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量13％，将链霉菌接种至培养基上；然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为29℃，转速为180r/min，培养20h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在53℃下，混合均匀，得改性基质；随后按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.3，在65℃下静置1.5h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.4％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至73℃，以170r/min搅拌6h；最后在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为14℃，纺丝速度设定为30m/min，凝固浴流量为3700L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.7，牵伸温度为78℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为68℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。

本实例操作简单易行，使用时，将发明制得的腈纶纤维制成衣物，夏天时，人们穿着后出门即可，9h后，经检测器检测，本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高47％，吸水性为普通腈纶纤维的1.5倍，透气性好，具有广阔的市场前景。

实例3

首先按重量份数计，取50份琼脂、35份酵母浸膏、22份淀粉、2份磷酸氢二钠、1.2份磷酸二氢钠及18份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.5，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量15％，将链霉菌接种至培养基上；然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为30℃，转速为200r/min，培养122h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在55℃下，混合均匀，得改性基质；随后按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.5，在70℃下静置2h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.6％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至75℃，以170r/min搅拌7h；最后在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为16℃，纺丝速度设定为35m/min，凝固浴流量为3800L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.8，牵伸温度为80℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为70℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。

本实例操作简单易行，使用时，将发明制得的腈纶纤维制成衣物，夏天时，人们穿着后出门即可，10h后，经检测器检测，本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高50％，吸水性为普通腈纶纤维的2倍，透气性好，具有广阔的市场前景。

Claims (1)

1.一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，取40～50份琼脂、30～35份酵母浸膏、18～22份淀粉、1～2份磷酸氢二钠、0.8～1.2份磷酸二氢钠及16～18份蔗糖，搅拌均匀，使用质量分数为20％磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，并在紫外灯下消毒杀菌，即可得培养基，按接种量10～15％，将链霉菌接种至培养基上；

（2）将上述接种后的培养基移至恒温箱中，设定温度为28～30℃，转速为160～200r/min，培养18～22h，使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，按质量比5:2:1:1，取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中，在50～55℃下，混合均匀，得改性基质；

（3）按质量比3:1:1，取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中，使用质量分数为40％氢氧化钠溶液调节pH至9.0～9.5，在60～70℃下静置1～2h后放入反应釜中，向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2～1.6％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，使用氮气将反应釜内的空气排出，升温至70～75℃，以170r/min搅拌5～7h；

（4）在上述搅拌结束自然冷却至室温，进行出料，将出料物从喷丝板中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，凝固浴温度为12～16℃，纺丝速度设定为23～35m/min，凝固浴流量为3500～3800L/L，再将初生纤维进行加热牵伸，牵伸倍数为1.5～1.8，牵伸温度为72～80℃，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65～70℃，再进行干燥、卷曲、切断及打包，即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。