CN108193312A - 一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用 - Google Patents

一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用，该方法采用将大豆蛋白纤维、竹炭纤维、蚕丝纤维浸泡于乙二胺溶液中，随后用蒸馏水冲洗后再浸泡于过氧化氢溶液中，再次冲洗后烘干得到改性混合纤维原料；将三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠进行热反应得到混合原料，随后加入高压均质机中，添加去离子水和粘合剂，在高压下进行融合反应得到中间产物；最后将之前得到的改性混合纤维原料与去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠搅拌，随后加入中间产物，继续加热搅拌得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。制备而成的混合纤维纺织材料，其抗拉强度高、防静电，在家用纺织品中具有良好的应用前景。

Description

一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及纺织材料这一技术领域，特别涉及到一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用。
背景技术
纺织材料是指纤维及纤维制品，具体表现为纤维、纱线、织物及其复合物。纤维是纺织材料的基本单元，纤维按来源和习惯分为天然纤维和化学纤维两大类。根据纤维的物质来源属性将天然纤维分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。按原料、加工方法和组成成分的不同，又可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维三类。用纺织纤维加工而成的纱线呈多样性，纱线按其体系，有纱、丝、线之分；按纤维组成，有纯纺纱线、混纺纱线、伴纺纱线之分；按混合纤维的分布，有均匀混合纱线、变化混合纱线、组合或复合纱线之分。织物，简称布，是纤维制品的主要种类，是纺织品的基本形式。纺织品按生产方式的不同，可广义地分为纱线类、带类、绳类、机织物、针织物、编织物和非织造布等门类。
目前化学纤维因其优异的使用性能占据了市场的主导。但每种化学纤维在具备优点的同时，也存在着诸多不足。从材料科学发展的角度来看，单纯的化学纤维或天然纤维并不能满足现代社会日益增长的对于防止材料性能的要求，如何在现有纤维材料的基础上，通过添加其他化学原料，制备出一种优于单一纤维材料的混合纤维纺织材料就显得具有重要意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种混合纤维纺织材料的制备方法及其应用，该方法采用将大豆蛋白纤维、竹炭纤维、蚕丝纤维浸泡于乙二胺溶液中，随后用蒸馏水冲洗后再浸泡于过氧化氢溶液中，再次冲洗后烘干得到改性混合纤维原料；将三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠进行热反应得到混合原料，随后加入高压均质机中，添加去离子水和粘合剂，在高压下进行融合反应得到中间产物；最后将之前得到的改性混合纤维原料与去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠搅拌，随后加入中间产物，继续加热搅拌得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。制备而成的混合纤维纺织材料，其抗拉强度高、防静电，在家用纺织品中具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种混合纤维纺织材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将大豆蛋白纤维50-60份、竹炭纤维25-35份、蚕丝纤维12-18份浸泡于浓度为6-10％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺13-15份、焦谷氨酸甲酯6-8份、乙酰基柠檬酸三正己酯4-6份、七叶皂苷钠2-3份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至110-130℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水100-150份、粘合剂6-8份，混合均匀，随后在高压条件下于130℃进行融合反应，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠8-10份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。
进一步的，所述步骤(1)中乙二胺溶液的浓度优选为8.5％。
进一步的，所述步骤(3)中粘合剂选自聚丙烯酸酯、亚磺酰胺、氯苯氧异丁酸中的任意一种。
进一步的，所述步骤(3)中高压均质机的压力优选为15-25MPa，反应时间优选为20-40min。
进一步的，所述步骤(4)中静电纺丝设备优选为不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置，工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min。
进一步的，本发明还公开了所述的制备方法所制得的混合纤维纺织材料在家用纺织品中的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的混合纤维纺织材料的制备方法采用将大豆蛋白纤维、竹炭纤维、蚕丝纤维浸泡于乙二胺溶液中，随后用蒸馏水冲洗后再浸泡于过氧化氢溶液中，再次冲洗后烘干得到改性混合纤维原料；将三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠进行热反应得到混合原料，随后加入高压均质机中，添加去离子水和粘合剂，在高压下进行融合反应得到中间产物；最后将之前得到的改性混合纤维原料与去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠搅拌，随后加入中间产物，继续加热搅拌得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。制备而成的混合纤维纺织材料，其抗拉强度高、防静电，在家用纺织品中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠这几种原料制得中间产物与改性纤维混合原料制得混合纺丝液，对纺织材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于纺织材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的混合纤维纺织材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将大豆蛋白纤维50份、竹炭纤维25份、蚕丝纤维12份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺13份、焦谷氨酸甲酯6份、乙酰基柠檬酸三正己酯4份、七叶皂苷钠2份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至110℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水100份、聚丙烯酸酯6份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为15MPa，反应时间为20min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠8份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75
mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的混合纤维纺织材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将大豆蛋白纤维55份、竹炭纤维30份、蚕丝纤维15份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺14份、焦谷氨酸甲酯7份、乙酰基柠檬酸三正己酯5份、七叶皂苷钠2份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至120℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水125份、亚磺酰胺7份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为20MPa，反应时间为30min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠9份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的混合纤维纺织材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将大豆蛋白纤维60份、竹炭纤维35份、蚕丝纤维18份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺15份、焦谷氨酸甲酯8份、乙酰基柠檬酸三正己酯6份、七叶皂苷钠3份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至130℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水150份、氯苯氧异丁酸8份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为25MPa，反应时间为40min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠10份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的混合纤维纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将大豆蛋白纤维55份、竹炭纤维30份、蚕丝纤维15份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将焦谷氨酸甲酯7份、乙酰基柠檬酸三正己酯5份、七叶皂苷钠2份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至120℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水125份、亚磺酰胺7份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为20MPa，反应时间为30min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠9份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将大豆蛋白纤维55份、竹炭纤维30份、蚕丝纤维15份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺14份、乙酰基柠檬酸三正己酯5份、七叶皂苷钠2份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至120℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水125份、亚磺酰胺7份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为20MPa，反应时间为30min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠9份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)将大豆蛋白纤维55份、竹炭纤维30份、蚕丝纤维15份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺14份、焦谷氨酸甲酯7份、七叶皂苷钠2份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至120℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水125份、亚磺酰胺7份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为20MPa，反应时间为30min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠9份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例4
(1)将大豆蛋白纤维55份、竹炭纤维30份、蚕丝纤维15份浸泡于浓度为8.5％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺14份、焦谷氨酸甲酯7份、乙酰基柠檬酸三正己酯5份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至120℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水125份、亚磺酰胺7份，混合均匀，随后在130℃进行融合反应，高压均质机的压力为20MPa，反应时间为30min，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠9份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再用不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置进行静电纺丝，不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置的工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min，得到混合纤维纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-3和对比例1-4的制得的纺织材料分别进行抗拉强度、点对点电阻这两项性能测试。
表1
本发明的混合纤维纺织材料的制备方法采用将大豆蛋白纤维、竹炭纤维、蚕丝纤维浸泡于乙二胺溶液中，随后用蒸馏水冲洗后再浸泡于过氧化氢溶液中，再次冲洗后烘干得到改性混合纤维原料；将三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠进行热反应得到混合原料，随后加入高压均质机中，添加去离子水和粘合剂，在高压下进行融合反应得到中间产物；最后将之前得到的改性混合纤维原料与去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠搅拌，随后加入中间产物，继续加热搅拌得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。制备而成的混合纤维纺织材料，其抗拉强度高、防静电，在家用纺织品中具有良好的应用前景。并且，本发明采用了三烯丙基胺、焦谷氨酸甲酯、乙酰基柠檬酸三正己酯、七叶皂苷钠这几种原料制得中间产物与改性纤维混合原料制得混合纺丝液，对纺织材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于纺织材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的混合纤维纺织材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种混合纤维纺织材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将大豆蛋白纤维50-60份、竹炭纤维25-35份、蚕丝纤维12-18份浸泡于浓度为6-10％的乙二胺溶液中，60min后用蒸馏水冲洗，再将其浸泡于浓度为3％的过氧化氢溶液中，120min后用蒸馏水冲洗，于75℃烘干，得到改性混合纤维原料；
(2)将三烯丙基胺13-15份、焦谷氨酸甲酯6-8份、乙酰基柠檬酸三正己酯4-6份、七叶皂苷钠2-3份加入反应釜中，搅拌混匀，加热至110-130℃，保温反应50min，得到热反应混合原料；
(3)将步骤(3)的热反应混合原料加入高压均质机中，再加入去离子水100-150份、粘合剂6-8份，混合均匀，随后在高压条件下于130℃进行融合反应，得到中间产物；
(4)将步骤(1)的改性混合纤维原料与10倍质量的去离子水混合，再加入十二水磷酸氢二钠8-10份，搅拌60min后将步骤(3)的中间产物缓慢加入到搅拌混合液中，继续加热搅拌25min得到混合纺丝液，再经静电纺丝得到混合纤维纺织材料。
2.根据权利要求1所述的混合纤维纺织材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中乙二胺溶液的浓度优选为8.5％。
3.根据权利要求1所述的混合纤维纺织材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中粘合剂选自聚丙烯酸酯、亚磺酰胺、氯苯氧异丁酸中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的混合纤维纺织材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中高压均质机的压力优选为15-25MPa，反应时间优选为20-40min。
5.根据权利要求1所述的混合纤维纺织材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中静电纺丝设备优选为不锈钢单喷丝头的静电纺丝装置，工作电压为20KV，进料速度为0.75mL/h，电纺时间为90min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法所制得的混合纤维纺织材料在家用纺织品中的应用。
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