CN107245770A - 一种可中和酸碱的新型纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种可中和酸碱的新型纤维，所述可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70‑100份、吡啶酮乙醇胺盐5‑20份、马来酸酐2‑8份、丙烯酰胺5‑15份、表面活性剂4‑11份、助剂1‑10份、醋酸丁酸纤维素1‑15份、木质纤维素4‑12份，本发明对丙烯腈进行接枝改性，具有优异的耐酸碱性、抗菌性、亲水性，纤维回潮率大于8％，舒适性更强。

Description

一种可中和酸碱的新型纤维
技术领域
本发明涉及纤维面料制备的技术领域，具体涉及一种可中和酸碱的新型纤维。
背景技术
腈纶即聚丙烯腈纤维，是聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85％(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛,弹性较好,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％，有合成羊毛之称，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域。但由于聚丙烯腈分子中含有氰基，其耐酸碱性、耐氧化性化学药剂的性能较差，对汗渍、光照等耐受性差，且机械强度不高。另外，随着生活水平的提高，人们对面料的抗菌要求越来越高，现有技术中大多对面料采用添加金属元素的方法进行抗菌，但金属元素的添加量受限严重，且容易脱落，抗菌效果差。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种可中和酸碱的新型面料，通过对丙烯腈进行接枝改性，具有优异的耐酸碱性、抗菌性、亲水性，纤维回潮率大于8％，舒适性更强。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70-100份、吡啶酮乙醇胺盐5-20份、马来酸酐2-8份、丙烯酰胺5-15份、表面活性剂4-11份、助剂1-10份、醋酸丁酸纤维素1-15份、木质纤维素4-12份。
优选的，可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70-90份、吡啶酮乙醇胺盐5-15份、马来酸酐2-6份、丙烯酰胺5-12份、表面活性剂4-10份、助剂1-8份、醋酸丁酸纤维素1-10份、木质纤维素4-10份。
优选的，所述表面活性剂为质量比为5-6:1：1的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱、卵磷脂、乙醇胺的组合物。
优选的，所述助剂包括质量比为3-5:1.5-2:1的β-巯基乙醇、过硫酸铵、亚硫酸氢钠。
优选的，所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入氯化锌溶液，在50-60℃条件下搅拌1-2h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1-2h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在50-55℃条件下搅拌2-3h，静置20-24h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量25-40％的发泡催化剂，常温搅拌1-1.5h，然后过滤3-4次，滤液进行脱泡处理得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维。
优选的，步骤2)中氯化锌溶液的加入量为丙烯腈质量的1.5-2倍，氯化锌溶液的质量分数为30-50％。
优选的，步骤3)中发泡催化剂为N-甲基吗啉氧化物。
优选的，步骤3)中脱泡处理具体条件为真空度0.016-0.018MPa，脱泡时间为6-10h。
优选的，步骤4)中湿法纺织具体为凝固浴溶剂采用45％的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃。
优选的，步骤5)中拉伸具体为总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明腈纶纺丝制品制备过程中，采用吡啶盐、表面活性剂、亲水基团等对丙烯腈单体进行接枝改性，提高了纤维的综合性能；通过氰基位点的取代，端位接枝酸酐、酰胺基、羟基等高亲水性基团，大大提高了纤维的亲水性；吡啶酮乙醇胺盐均有优异的杀菌性能，且当纤维中含有大量亲水基团的时候，随着含水量的增加其抗菌性也会随之增强，有效减轻了汗液中菌类滋生的问题；表面活性剂中以磺基甜菜碱类两性表面活性剂为主，具有优异的耐酸碱性、抗菌性，且稳定性强，助剂中含氧化还原引发体系和促聚合剂，显著加快了反应的进行，且丙烯酰胺可作为第二单体提高反应接枝率；醋酸丁酸纤维素有利于改善面料的色泽和柔滑性，增强稳定性，而木质纤维素具有一定的补强效能，提高面料的机械强度。
另外，本发明在改性前对丙烯腈进行预辐射处理，采用分段式接枝，大大提高了接枝效率，得到的新型纤维按4％的含量添加到一般面料中，回潮率大于8％，拉伸强度大于7.8cN/dtex，拉伸膜模量大于115.4cN/dtex，经试验菌种(如须发癣菌)测试后，成长面积比率小于1.2％，且经50次水洗洗涤后，防霉抗菌等级仍能达到I类，机械性能波动小于10％，缩率波动小于2％，采用GB/T 14576-2009对耐光、汗复合色牢度进行检测(测试条件包括蓝、宝蓝、红、粉红、紫、黑、绿、草绿、黄、嫩黄、咖啡)，其中酸性汗液采用酸汗液1，得到平均碱汗液灰卡等级大于4.2，平均酸汗液灰卡等级大于4.7。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈80份、吡啶酮乙醇胺盐18份、马来酸酐4份、丙烯酰胺12份、表面活性剂6份、助剂8份、醋酸丁酸纤维素10份、木质纤维素6份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入1.8倍丙烯腈质量的40％氯化锌溶液，在55℃条件下搅拌1.5h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1.2h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在50℃条件下搅拌2.5h，静置22h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量25％的发泡催化剂，常温搅拌1.2h，然后过滤3次，滤液在真空度0.0165MPa条件下，脱泡8h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
实施例2：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70份、吡啶酮乙醇胺盐12份、马来酸酐5份、丙烯酰胺14份、表面活性剂8份、助剂6份、醋酸丁酸纤维素12份、木质纤维素10份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入2倍丙烯腈质量的35％氯化锌溶液，在52℃条件下搅拌1.2h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1.4h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在53℃条件下搅拌2.6h，静置24h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量30％的发泡催化剂，常温搅拌1.4h，然后过滤3次，滤液在真空度0.018MPa条件下，脱泡10h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
实施例3：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈90份、吡啶酮乙醇胺盐10份、马来酸酐8份、丙烯酰胺8份、表面活性剂4份、助剂5份、醋酸丁酸纤维素6份、木质纤维素8份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入1.5倍丙烯腈质量的50％氯化锌溶液，在50℃条件下搅拌1h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌2h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在55℃条件下搅拌3h，静置21h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量40％的发泡催化剂，常温搅拌1.5h，然后过滤4次，滤液在真空度0.017MPa条件下，脱泡6h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
实施例4：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈100份、吡啶酮乙醇胺盐15份、马来酸酐3份、丙烯酰胺10份、表面活性剂11份、助剂1份、醋酸丁酸纤维素15份、木质纤维素4份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入2倍丙烯腈质量的50％氯化锌溶液，在60℃条件下搅拌1.8h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1.5h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在55℃条件下搅拌2h，静置20h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量25％的发泡催化剂，常温搅拌1.4h，然后过滤3-4次，滤液在真空度0.016MPa条件下，脱泡7h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
实施例5：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈75份、吡啶酮乙醇胺盐5份、马来酸酐2份、丙烯酰胺5份、表面活性剂10份、助剂10份、醋酸丁酸纤维素.份、木质纤维素12份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入1.6倍丙烯腈质量的45％氯化锌溶液，在55℃条件下搅拌2h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1.8h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在52℃条件下搅拌2.4h，静置23h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量35％的发泡催化剂，常温搅拌1.3h，然后过滤4次，滤液在真空度0.0175MPa条件下，脱泡10h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
实施例6：
一种可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈85份、吡啶酮乙醇胺盐20份、马来酸酐6份、丙烯酰胺15份、表面活性剂9份、助剂7份、醋酸丁酸纤维素1份、木质纤维素5份。
可中和酸碱的新型纤维的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入1.8倍丙烯腈质量的30％氯化锌溶液，在60℃条件下搅拌1.6h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在50℃条件下搅拌2.8h，静置24h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量35％的发泡催化剂，常温搅拌1.2h，然后过滤4次，滤液在真空度0.018MPa条件下，脱泡8h，得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维，其中凝固浴溶剂采用45的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维，其中总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可中和酸碱的新型纤维，其特征在于，所述可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70-100份、吡啶酮乙醇胺盐5-20份、马来酸酐2-8份、丙烯酰胺5-15份、表面活性剂4-11份、助剂1-10份、醋酸丁酸纤维素1-15份、木质纤维素4-12份。
2.根据权利要求1所述的可中和酸碱的新型纤维，其特征在于，所述可中和酸碱的新型纤维包括以下质量份数制成：丙烯腈70-90份、吡啶酮乙醇胺盐5-15份、马来酸酐2-6份、丙烯酰胺5-12份、表面活性剂4-10份、助剂1-8份、醋酸丁酸纤维素1-10份、木质纤维素4-10份。
3.根据权利要求1所述的可中和酸碱的新型纤维，其特征在于：所述表面活性剂为质量比为5-6:1：1的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱、卵磷脂、乙醇胺的组合物。
4.根据权利要求1所述的可中和酸碱的新型纤维，其特征在于：所述助剂包括质量比为3-5:1.5-2:1的β-巯基乙醇、过硫酸铵、亚硫酸氢钠。
5.根据权利要求1所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，对丙烯腈进行预辐射处理；
2)将步骤1)中处理后的丙烯腈、吡啶酮乙醇胺盐、马来酸酐、丙烯酰胺、1/3用量的助剂共混，然后加入氯化锌溶液，在50-60℃条件下搅拌1-2h，然后再加入表面活性剂、1/3用量的助剂，在80℃条件搅拌1-2h，最后再将醋酸丁酸纤维素、木质纤维素和剩余1/3用量的助剂加入其中，在50-55℃条件下搅拌2-3h，静置20-24h，得原浆；
3)向原浆中加入原浆质量25-40％的发泡催化剂，常温搅拌1-1.5h，然后过滤3-4次，滤液进行脱泡处理得纺丝溶液；
4)将纺丝溶液送入纺丝机中采用湿法纺丝，得粗品纤维；
5)将粗品纤维进行拉伸、水洗、上油、干燥，然后定型切断即得成品纤维。
6.根据权利要求5所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于：步骤2)中氯化锌溶液的加入量为丙烯腈质量的1.5-2倍，氯化锌溶液的质量分数为30-50％。
7.根据权利要求5所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于：步骤3)中发泡催化剂为N-甲基吗啉氧化物。
8.根据权利要求5所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于：步骤3)中脱泡处理具体条件为真空度0.016-0.018MPa，脱泡时间为6-10h。
9.根据权利要求5所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于：步骤4)中湿法纺织具体为凝固浴溶剂采用45％的二甲基甲酰胺溶液，凝固浴温度为22℃。
10.根据权利要求5所述的可中和酸碱的新型纤维的制备方法，其特征在于：步骤5)中拉伸具体为总拉伸长度为10倍，水洗温度为45℃。
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