CN108468101A - 石墨烯涤纶抗菌复合纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯涤纶抗菌复合纤维，所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线，外包覆涤纶纤维组成，所述锦纶纤维按重量份包括95‑98份锦纶、2‑5份改性剂，所述改性剂按重量份包括70‑80份石墨烯、10‑18份玄武岩、2‑5份聚四氟乙烯；所述涤纶纤维按重量份包括93‑95份涤纶、5‑7份抗菌剂，所述抗菌剂按重量份包括40‑50份聚六亚甲基胍盐酸盐、20‑25份壳聚糖、10‑15份羧甲基纤维素钠以及5‑10份硫化锌。本发明制得的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，其技术效果通过将锦纶纤维和涤纶纤维进行互补，凸出优点，改善缺点，最终制得的复合纤维手感舒适、强度高、有一定的抗菌性。

Description

石墨烯涤纶抗菌复合纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合纤维，特别是石墨烯涤纶抗菌复合纤维。

背景技术

涤纶面料是日常生活中用的非常多的一种化纤服装面料，其最大的优点是抗皱性和保形性很好，因此，适合做外套服装、各类箱包和帐篷等户外用品。涤纶纤维的强度比棉花高近1倍，比羊毛高3倍，因此涤纶织物结实耐用。涤纶纤维可在70～170℃使用，是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。涤纶的弹性接近羊毛，耐皱性超过其他纤维，织物不皱，保形性好。涤纶的吸水回潮率低，绝缘性能好，但由于吸水性低，摩擦产生的静电大，染色性能较差。

锦纶的强力、耐磨性好，居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍，是干态粘胶纤维的10倍，是湿态纤维的140倍。因此，其耐用性极佳。锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好，但小外力下易变形，故其织物在穿用过程中易变皱折。锦纶有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。

但是随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越高，上述涤纶面料和锦纶面料因为各自的优缺点，已经无法满足人们的要求。随之市面上开始出现了涤锦纤维，其具有手感柔软、穿着舒服、强度高的优点，但是质量不高、不易染色、次品率高、经济效益差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种复合牢固、手感柔软、弹性好具有一定抗菌性能的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，以及该复合纤维的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线，外包覆涤纶纤维组成，所述锦纶纤维按重量份包括95-98份锦纶、2-5份改性剂，所述改性剂按重量份包括70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯；

所述涤纶纤维按重量份包括93-95份涤纶、5-7份抗菌剂，所述抗菌剂按重量份包括40-50份聚六亚甲基胍盐酸盐、20-25份壳聚糖、10-15份羧甲基纤维素钠以及5-10份硫化锌。

本发明还公开了一种石墨烯涤纶抗菌复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

第一步：制备改性剂，将70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯混合后加入到反应炉中进行高温加热，加热温度为400-500℃，冷却后研磨成粉即得改性剂；

第二步：制备锦纶纤维，将95-98份锦纶、2-5份改性剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到改性锦纶熔体，温度为240-250℃；

第三步：制备抗菌剂，将40-50份聚六亚甲基胍盐酸盐、20-25份壳聚糖、10-15份羧甲基纤维素钠以及5-10份硫化锌，混合均匀后搅拌研磨成粉末，即得抗菌剂；

第四步：制备涤纶纤维，将93-95份涤纶、5-7份抗菌剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到变性涤纶熔体，温度为300-320℃；

第五步：制备石墨烯涤纶抗菌复合纤维，通过共轭纺丝组件将变性涤纶熔体包覆在改性锦纶熔体的芯线外进行拉丝形成石墨烯涤纶抗菌复合纤维。

所述锦纶纤维是在锦纶中添加改性剂来增加其强度。所述改性剂中的石墨烯即作为载体又作为主体助剂，提高了锦纶的强度。石墨烯添加到锦纶中，可对6-14µm波长的远红外光吸收率达到88%以上。同时石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能，石墨烯具有强大的比表面积，其功能性织物具有吸附异味、吸湿透气等综合性能。结合其强大的远红外功能，激活了皮肤免疫细胞功能，加强了白细胞和网状内皮细胞的吞噬功能，达到消炎抑菌的目的。另外石墨烯复合后的锦纶纤维可降低表面电阻率，将产生的静电荷迅速泄露，同时赋予材料表面一定的润滑性，降低摩擦系数，从而抑制和减少静电荷的产生。平衡人体体表的正常电位差，防止皮肤瘙痒、色素沉着，有平衡养肤之功效。玄武岩经过高温处理后具有高强度、耐高温、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高的特点。聚四氟乙烯能提高锦纶的耐酸碱强度。

所述涤纶纤维是在涤纶中添加抗菌剂来提高抗菌性。所述抗菌剂中的聚六亚甲基胍盐酸盐为有机抗菌剂，壳聚糖为自然抗菌剂，硫化锌和无机抗菌剂，羧甲基纤维素钠作为联结元素，将上述抗菌剂联结在一起。其中壳聚糖的抗菌机理有两种解释：一种是壳聚糖分子带正电性，吸附在细胞表面，一方面可能形成一层高分子膜，阻止营养物质向细胞内运输，另一方面使细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均，破坏细胞壁的合成与溶解平衡，溶解细胞壁，从而起到抑菌杀菌作用；另一种是通过渗透进入细胞内，吸附细胞体内带有阴离子的物质，扰乱细胞正常的生理活动，从而杀灭细菌。

本发明得到的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，其技术效果通过将锦纶纤维和涤纶纤维进行互补，凸出优点，改善缺点，最终制得的复合纤维手感舒适、强度高、有一定的抗菌性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线，外包覆涤纶纤维组成，所述锦纶纤维按重量份包括95份锦纶、5份改性剂，所述改性剂按重量份包括70份石墨烯、10份玄武岩、2份聚四氟乙烯；

所述涤纶纤维按重量份包括93份涤纶、7份抗菌剂，所述抗菌剂按重量份包括40份聚六亚甲基胍盐酸盐、20份壳聚糖、10份羧甲基纤维素钠以及5份硫化锌。

本发明还公开了一种石墨烯涤纶抗菌复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

第一步：制备改性剂，将70份石墨烯、10份玄武岩、2份聚四氟乙烯混合后加入到反应炉中进行高温加热，加热温度为400-500℃，冷却后研磨成粉即得改性剂；

第二步：制备锦纶纤维，将95份锦纶、5份改性剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到改性锦纶熔体，温度为240-250℃；

第三步：制备抗菌剂，将40份聚六亚甲基胍盐酸盐、20份壳聚糖、10份羧甲基纤维素钠以及5份硫化锌，混合均匀后搅拌研磨成粉末，即得抗菌剂；

第四步：制备涤纶纤维，将93份涤纶、7份抗菌剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到变性涤纶熔体，温度为300-320℃；

第五步：制备石墨烯涤纶抗菌复合纤维，通过共轭纺丝组件将变性涤纶熔体包覆在改性锦纶熔体的芯线外进行拉丝形成石墨烯涤纶抗菌复合纤维。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗菌复合纤维进行抗菌检测，该复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.97%。

实施例2：

本实施例所提供的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于所述锦纶纤维按重量份包括98份锦纶、2份改性剂，所述改性剂按重量份包括80份石墨烯、18份玄武岩、5份聚四氟乙烯。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗菌复合纤维进行抗菌检测，该复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.98%。

实施例3：

本实施例所提供的石墨烯涤纶抗菌复合纤维，原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于所述涤纶纤维按重量份包括95份涤纶、5份抗菌剂，所述抗菌剂按重量份包括50份聚六亚甲基胍盐酸盐、25份壳聚糖、15份羧甲基纤维素钠以及10份硫化锌。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗菌复合纤维进行抗菌检测，该复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.96%。

Claims (2)

1.一种石墨烯涤纶抗菌复合纤维，其特征在于：所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线，外包覆涤纶纤维组成，所述锦纶纤维按重量份包括95-98份锦纶、2-5份改性剂，所述改性剂按重量份包括70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯；

所述涤纶纤维按重量份包括93-95份涤纶、5-7份抗菌剂，所述抗菌剂按重量份包括40-50份聚六亚甲基胍盐酸盐、20-25份壳聚糖、10-15份羧甲基纤维素钠以及5-10份硫化锌。

2.根据权利要求1所述的石墨烯涤纶抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：制备改性剂，将70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯混合后加入到反应炉中进行高温加热，加热温度为400-500℃，冷却后研磨成粉即得改性剂；

第二步：制备锦纶纤维，将95-98份锦纶、2-5份改性剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到改性锦纶熔体，温度为240-250℃；

第三步：制备抗菌剂，将40-50份聚六亚甲基胍盐酸盐、20-25份壳聚糖、10-15份羧甲基纤维素钠以及5-10份硫化锌，混合均匀后搅拌研磨成粉末，即得抗菌剂；

第四步：制备涤纶纤维，将93-95份涤纶、5-7份抗菌剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到变性涤纶熔体，温度为300-320℃；

第五步：制备石墨烯涤纶抗菌复合纤维，通过共轭纺丝组件将变性涤纶熔体包覆在改性锦纶熔体的芯线外进行拉丝形成石墨烯涤纶抗菌复合纤维。