CN108385183A - 亲水聚丙烯纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开亲水聚丙烯纤维，由以下成分及重量份组成：聚丙烯36‑46份、纳米氧化亚铜2‑4份、非极性酯类稀释剂10‑14份、极性酯类非稀释剂40‑50份、抗氧化剂0.03‑0.06份，本发明还提供了亲水聚丙烯纤维的制备方法，本发明制备的聚丙烯纤维可改善聚丙烯亲水性，水截留率高，同时提高聚丙烯固色效果和抗菌效果。

Description

亲水聚丙烯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于化学纤维制造技术领域，具体涉及一种亲水聚丙烯纤维及其制备方法。
背景技术
聚丙烯具有优良的化学稳定性和热绝缘性，用它为原料纺织的纤维，其力学强度可与达可纶和尼龙媲美，大大强于奥伦，其拉伸和弹性回复性能亦可与尼龙相比。聚丙烯微孔膜制备简单、价格低廉，且化学稳定性、热绝缘性能均优于醋酸纤维素膜和混合纤维素膜。但目前将聚丙烯单独制成纤维和微孔膜使用还受到很大限制，主要因为聚丙烯使憎水性材料，其吸水性差、着色难、易带静电、手感粗糙。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可改善聚丙烯亲水性，水截留率高，同时提高聚丙烯固色效果和抗菌效果的一种亲水聚丙烯纤维及其制备方法。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：亲水聚丙烯纤维，由以下成分及重量份组成：聚丙烯36-46份、纳米氧化亚铜2-4份、非极性酯类稀释剂10-14份、极性酯类非稀释剂40-50份、抗氧化剂0.03-0.06份，通过上述材料所制备的聚丙烯纤维的亲水性可长期保持，且制备的聚丙烯纤维各项性能优越，选用上述重量份的非极性酯类稀释剂和极性酯类非稀释剂可促使聚丙烯与纳米氧化亚铜形成均一溶液，保证纳米氧化亚铜在最后制备的聚丙烯纤维中的分散均匀度和聚丙烯纤维的抗菌效果。非极性酯类稀释剂为DOTP或DOP，极性酯类非稀释剂为DBP或GTA。
亲水聚丙烯纤维的制备方法，具体操作如下：
1)混合：将非极性酯类稀释剂、极性酯类非稀释剂、聚丙烯以及抗氧剂混合，在温度为150-158℃，转速为100-140rpm的条件下，搅拌3-5小时，得混合溶液；
2)制备铸膜液：将混合溶液于转速为65-70rpm的条件下搅拌真空脱泡2-3小时，得铸膜液；
3)将铸膜液送入双螺杆挤出机中，挤出温度为160-180℃，然后通过喷丝板纺中空纤维，芯液温度为70-120℃，经凝固浴0-25℃分相成形，热处理，制得的中空纤维选用乙醇萃取，最后在90-130℃下热定型30-60分钟后即得亲水聚丙烯纤维，通过上述方法制备的聚丙烯纤维可长期保持良好的亲水性，加入的纳米氧化亚铜可对细菌的细胞壁和细胞膜，渗透进细胞体内，导致细菌死亡，可使最终制备得到的聚丙烯纤维具有优异的抗菌效果，并且聚丙烯纤维的柔润性得到意想不到的提升。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：步骤1中在搅拌过程中加入0.04-0.15重量份的复配物，复配物由L-甘油醛缩丙酮和D-甘油醛缩丙酮组成，两者质量比为2-3:1，加入复配物可使得最终制备得到无胶棉中的分子链上的氨基能够吸附更多的氢离子而使无胶棉表面正电荷数增高，进而提高无胶棉在上色时对染料的吸附作用，降低染料的再溶出的几率，实现无胶棉材料的固色性能提升。步骤3中热处理条件为：在100-140℃下热处理20-35分钟。便于提高制备的聚丙烯纤维的效率，且聚丙烯纤维的生产稳定性高，产品质量好。步骤3中乙醇浓度为70％～84％，萃取时间为10-18小时，使用乙醇作为萃取剂可有效降低萃取成本，且萃取效率高，有益于降低聚丙烯纤维的生产成本，同时萃取和水解反应可同时进行，更易于实现聚丙烯纤维批量生产。芯液为DOP，凝固浴为水，有益于提高最终制备的聚丙烯纤维的各项性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明制备的聚丙烯纤维可长期保持良好的亲水性和固色效果，加入的纳米氧化亚铜可对细菌的细胞壁和细胞膜，渗透进细胞体内，导致细菌死亡，可使最终制备得到的聚丙烯纤维具有优异的抗菌效果，并且聚丙烯纤维的柔润性得到意想不到的提升。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
亲水聚丙烯纤维，由以下成分及重量份组成：聚丙烯42份、纳米氧化亚铜3份、DOTP11份、DBP44份、抗氧化剂0.04份，抗氧化剂为市场售卖的常规聚丙烯纤维制备过程中使用的抗氧化剂。
亲水聚丙烯纤维的制备方法，具体操作如下：
1)混合：将非极性酯类稀释剂、极性酯类非稀释剂、聚丙烯以及抗氧剂混合，在温度为154℃，转速为134rpm的条件下，搅拌4小时，得混合溶液，搅拌过程中加入0.08重量份的复配物，复配物由L-甘油醛缩丙酮和D-甘油醛缩丙酮组成，两者质量比为2.5:1；
2)制备铸膜液：将混合溶液于转速为68rpm的条件下搅拌真空脱泡2小时，得铸膜液；
3)将铸膜液送入双螺杆挤出机中，挤出温度为167℃，然后通过喷丝板纺中空纤维，DOP温度为100℃，经水13℃分相成形，热处理，在124℃下热处理28分钟，制得的中空纤维选用乙醇萃取，乙醇浓度为80％，萃取时间为12小时，最后在120℃下热定型40分钟后即得亲水聚丙烯纤维。
实施例2：
亲水聚丙烯纤维，由以下成分及重量份组成：聚丙烯42份、纳米氧化亚铜3份、DOP12份、DBP48份、抗氧化剂0.04份，抗氧化剂为市场售卖的常规聚丙烯纤维制备过程中使用的抗氧化剂。
亲水聚丙烯纤维的制备方法，具体操作如下：
1)混合：将非极性酯类稀释剂、极性酯类非稀释剂、聚丙烯以及抗氧剂混合，在温度为152℃，转速为130rpm的条件下，搅拌4小时，得混合溶液，搅拌过程中加入0.05重量份的复配物，复配物由L-甘油醛缩丙酮和D-甘油醛缩丙酮组成，两者质量比为3:1；
2)制备铸膜液：将混合溶液于转速为68rpm的条件下搅拌真空脱泡3小时，得铸膜液；
3)将铸膜液送入双螺杆挤出机中，挤出温度为170℃，然后通过喷丝板纺中空纤维，DOP温度为100℃，经水22℃分相成形，热处理，在130℃下热处理20-35分钟，制得的中空纤维选用乙醇萃取，乙醇浓度为80％，萃取时间为12小时，最后在124℃下热定型35分钟后即得亲水聚丙烯纤维。
实施例3：
亲水聚丙烯纤维，由以下成分及重量份组成：聚丙烯45份、纳米氧化亚铜4份、DOP12份、GTA44份、抗氧化剂0.05份。
亲水聚丙烯纤维的制备方法，具体操作如下：
1)混合：将非极性酯类稀释剂、极性酯类非稀释剂、聚丙烯以及抗氧剂混合，在温度为158℃，转速为140rpm的条件下，搅拌4小时，得混合溶液，搅拌过程中加入0.07重量份的复配物，复配物由L-甘油醛缩丙酮和D-甘油醛缩丙酮组成，两者质量比为2.4:1；
2)制备铸膜液：将混合溶液于转速为68rpm的条件下搅拌真空脱泡2.5小时，得铸膜液；
3)将铸膜液送入双螺杆挤出机中，挤出温度为175℃，然后通过喷丝板纺中空纤维，DOP温度为100℃，经水18℃分相成形，热处理，在114℃下热处理28分钟，制得的中空纤维选用乙醇萃取，乙醇浓度为75％，萃取时间为14小时，最后在120℃下热定型40分钟后即得亲水聚丙烯纤维。
对实施例1、2、3最终得到的无胶棉进行测试，结果如表1所示。
表1：无胶棉测试结果
上述实施例中的常规技术均为现有技术或公知常识，故在此不再详细赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.亲水聚丙烯纤维，其特征在于：由以下成分及重量份组成：聚丙烯36-46份、纳米氧化亚铜2-4份、非极性酯类稀释剂10-14份、极性酯类非稀释剂40-50份、抗氧化剂0.03-0.06份。
2.根据权利要求1所述的亲水聚丙烯纤维，其特征在于：所述非极性酯类稀释剂为DOTP或DOP，极性酯类非稀释剂为DBP或GTA。
3.亲水聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于：具体操作如下：
1）混合：将非极性酯类稀释剂、极性酯类非稀释剂、聚丙烯以及抗氧剂混合，在温度为150-158℃，转速为100-140rpm的条件下，搅拌3-5小时，得混合溶液；
2）制备铸膜液：将混合溶液于转速为65-70rpm的条件下搅拌真空脱泡2-3小时，得铸膜液；
3）将铸膜液送入双螺杆挤出机中，挤出温度为160-180℃，然后通过喷丝板纺中空纤维，芯液温度为70-120℃，经凝固浴0-25℃分相成形，热处理，制得的中空纤维选用乙醇萃取，最后在90-130℃下热定型30-60分钟后即得亲水聚丙烯纤维。
4.根据权利要求3所述亲水聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤1中在搅拌过程中加入0.04-0.15重量份的复配物，所述复配物由L-甘油醛缩丙酮和D-甘油醛缩丙酮组成，两者质量比为2-3:1。
5.根据权利要求3所述亲水聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3中热处理条件为：在100-140℃下热处理20-35分钟。
6.根据权利要求3所述亲水聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3中乙醇浓度为70%~84%，萃取时间为10-18小时。
7.根据权利要求3所述亲水聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述芯液为DOP，所述凝固浴为水。
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