CN108505138A - 一种聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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CN108505138A CN201810226438.XA CN201810226438A CN108505138A CN 108505138 A CN108505138 A CN 108505138A CN 201810226438 A CN201810226438 A CN 201810226438A CN 108505138 A CN108505138 A CN 108505138A
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Abstract

本发明公开了一种聚酯纤维及其制备方法，属于纤维制备技术领域。所述的聚酯纤维，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯、聚氧乙烯、纳米二氧化硅、乙氧基化甘油、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH‑570；所述的聚酯纤维是经过制备聚酯组合物后然后熔融纺丝制得。本发明制备得到的聚酯纤维具有优异的抗菌和力学性能。

Description

一种聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维制备技术领域，具体涉及一种聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯由于其优异的性能，在纤维、薄膜、塑料等领域有着广泛的应用。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维自问世以来，具有断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型优异，耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，且织物具有抗皱免资，挺括性好等优点，广泛应用于服装、家纺等领域。
中国专利申请文献“一种聚酯纤维及其制备方法(申请公布号：CN105220270A)”公开了一种聚酯纤维及其制备方法，所述聚酯纤维包含如下重量份的原料组分：聚对苯二甲酸乙酯60-80份、聚氧乙烯6-20份、纳米二氧化硅10-12份、稀土偶联剂2-4份、乙氧基化甘油2-4份。该聚酯纤维通过将聚氧乙烯、纳米二氧化硅和稀土偶联剂以及乙氧基化甘油加热后引入到聚对苯二甲酸乙酯中，形成聚多酯组合物，再将所述聚多酯组合物干燥后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。该聚酯纤维具有优异的物理和化学性能，具有重要的应用价值。但是其抗菌和力学性能无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酯纤维及其制备方法，以解决在专利申请文献“一种聚酯纤维及其制备方法(申请公布号：CN105220270A)”公开的聚酯纤维的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高聚酯纤维的的抗菌性、力学性能的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种聚酯纤维，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯、聚氧乙烯、纳米二氧化硅、乙氧基化甘油、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570；
所述抗菌改性助剂，以重量份为单位，包括以下原料：3,4-二羟基苯甲醛5-15份、二苯基甲烷二异氰酸酯4-8份、蒸馏水8-16份、二月桂酸二丁基锡4-8份、乙酸2-5份、甲醇3-9份、硼氢化钠2-5份、硅烷偶联剂KH-5602-4份、聚乙二醇4-6份；
所述力学性能增强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：马来酸酐4-8份、二氯乙烷3-6份、亚硫酰氯2-5份、2-丙烯-1-醇1-4份、聚碳酸酯2-6份、黄麻纤维4-8份、蒙脱土3-9份、高岭土4-6份、竹纤维2-8份、质量分数为86-98％的浓硫酸溶液1-5份、硅烷偶联剂KH-5504-8份、甲基丙烯酸甲酯3-5份；
所述碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)。
进一步的，所述碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为5.8:4.3:25.8:21.6:2.6。
进一步的，所述聚酯纤维以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯60-80份、聚氧乙烯6-20份、纳米二氧化硅10-12份、稀土偶联剂2-4份、乙氧基化甘油2-4份、碳纳米管4-9份、壳聚糖3-6份、抗菌改性助剂22-26份、力学性能增强助剂18-24份、硅烷偶联剂KH-5701-3份。
进一步的，所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：将3,4-二羟基苯甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、蒸馏水、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560和聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
进一步的，所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：将马来酸酐和二氯乙烷混合均匀，超声处理1-3h，接着加入亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌20-40min，接着升温至80-90℃，回流20-30h，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45-55℃，搅拌22-26h，然后用丙酮洗涤1-4次，离心分离后，将固体于40-50℃干燥6-12h，冷却至室温得到物料A；将物料A、聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维混合均匀，研磨过30-50目筛，加入到质量分数为86-98％的浓硫酸溶液中，于80-90℃高速搅拌2-4h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过150-250目筛，然后加入添加硅烷偶联剂KH-550和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至75-85℃，保温5-7h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过150-250目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
本发明还提供一种聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于70-80℃干燥20-30min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，实施例1-3制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能显著高于对比例7制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-6的数据可见，碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570中起到了协同作用，协同提高了聚酯纤维的抗菌性和力学性能；这是：碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，碳纳米管表面含有大量的羟基，且具有优异的韧性，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现了碳纳米管表面的羟基与多聚酯组合物进行接枝，实现了对本发明聚酯纤维的力学性能的补强改性，有效提高了本发明聚酯纤维的力学性能，且与力学性能增强助剂配合，其中力学性能增强助剂通过将马来酸酐和二氯乙烷混合均匀，超声处理，接着加入亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌，接着升温，回流，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温，搅拌，然后用丙酮洗涤，离心分离后，将固体干燥，冷却至室温得到物料A；将物料A、聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维混合均匀，研磨过筛，加入到浓硫酸溶液中，高速搅拌，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过筛，然后加入添加硅烷偶联剂KH-550和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温，保温，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过筛，冷却至室温得到，利用了马来酸酐的不饱和键，在二氯乙烷和亚硫酰氯的作用下引入氯键，利用聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维表面的羟基与氯键进行结合，同时聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维具有优异的韧性，在硅烷偶联剂KH-550的作用下，实现与甲基丙烯酸甲酯结合，运用到本发明的聚酯纤维的制备中，与多聚酯组合物结合，实现了对本发明的聚酯纤维力学性能的补强改性，进一步提高了本发明聚酯纤维的力学性能。其中添加的壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基(NH2+)，这些氨基通过结合负电子，利用负离子实现对细菌表面结构的破坏，使得细菌失去活性进而实现抑制细菌的作用，并且其表面含有大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570作为下与聚酯组合物结合，实现对本发明聚酯纤维的抗菌性能的补强，进一步提高了本发明聚酯纤维的抗菌性能，其中添加的抗菌改性助剂通过将3,4-二羟基苯甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、蒸馏水、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置，然后加入硼氢化钠混合均匀，搅拌，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560和聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温，保温，接着搅拌，冷却至室温得到，利用3,4-二羟基苯甲醛的抗菌性能，聚乙二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的粘合性能，以及二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在硅烷偶联剂KH-560的接枝作用下，实现了3,4-二羟基苯甲醛和硼氢化钠的结合，运用到本发明的聚酯纤维的制备中，有效提高了聚酯纤维的抗菌性能。
(3)由对比例8-10的数据可见，碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)范围内时，制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，实施例1-3控制制备聚酯纤维时通过添加碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)，实现在补强体系中以抗菌改性助剂、力学性能增强助剂为主要原料，利用碳纳米管表面大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现了碳纳米管表面的羟基与多聚酯组合物进行接枝，实现了对本发明聚酯纤维的力学性能的补强改性，有效提高了本发明聚酯纤维的力学性能，另外与力学性能增强助剂配合，再利用抗菌改性助剂的抗菌性能，实现了碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570运用到本发明聚酯纤维的制备中，有效提高了聚酯纤维的抗菌性能和力学性能。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述聚酯纤维，以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯60-80份、聚氧乙烯6-20份、纳米二氧化硅10-12份、稀土偶联剂2-4份、乙氧基化甘油2-4份、碳纳米管4-9份、壳聚糖3-6份、抗菌改性助剂22-26份、力学性能增强助剂18-24份、硅烷偶联剂KH-5701-3份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将5-15份3,4-二羟基苯甲醛、4-8份二苯基甲烷二异氰酸酯、8-16份蒸馏水、4-8份二月桂酸二丁基锡、2-5份乙酸和3-9份甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入2-5份硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将2-4份硅烷偶联剂KH-560和4-6份聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将4-8份马来酸酐和3-6份二氯乙烷混合均匀，超声处理1-3h，接着加入2-5份亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌20-40min，接着升温至80-90℃，回流20-30h，冷却至室温后加入1-4份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45-55℃，搅拌22-26h，然后用丙酮洗涤1-4次，离心分离后，将固体于40-50℃干燥6-12h，冷却至室温得到物料A；将物料A、2-6份聚碳酸酯、4-8份黄麻纤维、3-9份蒙脱土、4-6份高岭土和2-8份竹纤维混合均匀，研磨过30-50目筛，加入到1-5份质量分数为86-98％的浓硫酸溶液中，于80-90℃高速搅拌2-4h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过150-250目筛，然后加入添加4-8份硅烷偶联剂KH-550和3-5份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至75-85℃，保温5-7h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过150-250目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
所述聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于70-80℃干燥20-30min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
实施例1
一种聚酯纤维，以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯74份、聚氧乙烯13份、纳米二氧化硅11.5份、稀土偶联剂3.2份、乙氧基化甘油2.8份、碳纳米管5.8份、壳聚糖4.3份、抗菌改性助剂25.8份、力学性能增强助剂21.6份、硅烷偶联剂KH-5702.6份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将12.3份3,4-二羟基苯甲醛、5.6份二苯基甲烷二异氰酸酯、11.4份蒸馏水、7.2份二月桂酸二丁基锡、4.3份乙酸和5.7份甲醇混合均匀，常温静置4.2h，然后加入3.9份硼氢化钠混合均匀，于746r/min转速搅拌36min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析6.7h，经冷冻干燥后得到物料a；将3.2份硅烷偶联剂KH-560和5.1份聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至124℃，保温36min，接着于348r/min搅拌28min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将6.8份马来酸酐和4.7份二氯乙烷混合均匀，超声处理2.2h，接着加入4.7份亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌32min，接着升温至87℃，回流24h，冷却至室温后加入2.8份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至49℃，搅拌24h，然后用丙酮洗涤3次，离心分离后，将固体于47℃干燥9.6h，冷却至室温得到物料A；将物料A、5.4份聚碳酸酯、7.4份黄麻纤维、8.5份蒙脱土、5.3份高岭土和6.7份竹纤维混合均匀，研磨过47目筛，加入到4.2份质量分数为94％的浓硫酸溶液中，于84℃高速搅拌3.2h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过198目筛，然后加入添加6.8份硅烷偶联剂KH-550和4.6份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至83℃，保温6.4h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过245目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
所述聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至84℃，保温37min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于2436r/min转速搅拌37min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于74℃干燥26min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
实施例2
一种聚酯纤维，以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯60份、聚氧乙烯20份、纳米二氧化硅10份、稀土偶联剂4份、乙氧基化甘油2份、碳纳米管9份、壳聚糖3份、抗菌改性助剂26份、力学性能增强助剂18份、硅烷偶联剂KH-5703份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将5份3,4-二羟基苯甲醛、8份二苯基甲烷二异氰酸酯、8份蒸馏水、8份二月桂酸二丁基锡、2份乙酸和9份甲醇混合均匀，常温静置3h，然后加入5份硼氢化钠混合均匀，于650r/min转速搅拌40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5h，经冷冻干燥后得到物料a；将4份硅烷偶联剂KH-560和4份聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至130℃，保温20min，接着于350r/min搅拌20min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将4份马来酸酐和6份二氯乙烷混合均匀，超声处理1h，接着加入5份亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌20min，接着升温至90℃，回流20h，冷却至室温后加入4份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45℃，搅拌26h，然后用丙酮洗涤1次，离心分离后，将固体于50℃干燥6h，冷却至室温得到物料A；将物料A、6份聚碳酸酯、4份黄麻纤维、9份蒙脱土、4份高岭土和8份竹纤维混合均匀，研磨过30目筛，加入到5份质量分数为86％的浓硫酸溶液中，于90℃高速搅拌2h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过250目筛，然后加入添加4份硅烷偶联剂KH-550和5份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至75℃，保温7h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过150目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
所述聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至80℃，保温40min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于1500r/min转速搅拌40min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于70℃干燥30min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
实施例3
一种聚酯纤维，以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯80份、聚氧乙烯6份、纳米二氧化硅12份、稀土偶联剂2份、乙氧基化甘油4份、碳纳米管4份、壳聚糖6份、抗菌改性助剂22份、力学性能增强助剂24份、硅烷偶联剂KH-5701份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份3,4-二羟基苯甲醛、4份二苯基甲烷二异氰酸酯、16份蒸馏水、4份二月桂酸二丁基锡、5份乙酸和3份甲醇混合均匀，常温静置5h，然后加入2份硼氢化钠混合均匀，于850r/min转速搅拌20min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析8h，经冷冻干燥后得到物料a；将2份硅烷偶联剂KH-560和6份聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110℃，保温40min，接着于250r/min搅拌40min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将8份马来酸酐和3份二氯乙烷混合均匀，超声处理3h，接着加入2份亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌40min，接着升温至80℃，回流30h，冷却至室温后加入1份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至55℃，搅拌22h，然后用丙酮洗涤4次，离心分离后，将固体于40℃干燥12h，冷却至室温得到物料A；将物料A、2份聚碳酸酯、8份黄麻纤维、3份蒙脱土、6份高岭土和2份竹纤维混合均匀，研磨过50目筛，加入到1份质量分数为98％的浓硫酸溶液中，于80℃高速搅拌4h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过150目筛，然后加入添加8份硅烷偶联剂KH-550和3份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至85℃，保温5h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过250目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
所述聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至90℃，保温20min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于2500r/min转速搅拌20min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于80℃干燥20min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少碳纳米管。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少壳聚糖。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少抗菌改性助剂。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少力学性能增强助剂。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中缺少硅烷偶联剂KH-570。
对比例7
采用专利申请文献“一种聚酯纤维及其制备方法(申请公布号：CN105220270A)”中具体实施例1-4所述的方法制备聚酯纤维。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中碳纳米管为3份、壳聚糖为7份、抗菌改性助剂为21份、力学性能增强助剂为25份、硅烷偶联剂KH-570为0.8份。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中碳纳米管为12份、壳聚糖为1份、抗菌改性助剂为28份、力学性能增强助剂为16份、硅烷偶联剂KH-570为5份。
对比例10
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备聚酯纤维的原料中碳纳米管为2份、壳聚糖为8份、抗菌改性助剂为20份、力学性能增强助剂为27份、硅烷偶联剂KH-570为0.4份。
对实施例1-3和对比例1-10制得的产品进行抗菌性和力学性能测试，结果如下表所示。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，实施例1-3制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能显著高于对比例7制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-6的数据可见，碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570中起到了协同作用，协同提高了聚酯纤维的抗菌性和力学性能；这是：碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，碳纳米管表面含有大量的羟基，且具有优异的韧性，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现了碳纳米管表面的羟基与多聚酯组合物进行接枝，实现了对本发明聚酯纤维的力学性能的补强改性，有效提高了本发明聚酯纤维的力学性能，且与力学性能增强助剂配合，其中力学性能增强助剂通过将马来酸酐和二氯乙烷混合均匀，超声处理，接着加入亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌，接着升温，回流，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温，搅拌，然后用丙酮洗涤，离心分离后，将固体干燥，冷却至室温得到物料A；将物料A、聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维混合均匀，研磨过筛，加入到浓硫酸溶液中，高速搅拌，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过筛，然后加入添加硅烷偶联剂KH-550和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温，保温，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过筛，冷却至室温得到，利用了马来酸酐的不饱和键，在二氯乙烷和亚硫酰氯的作用下引入氯键，利用聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维表面的羟基与氯键进行结合，同时聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维具有优异的韧性，在硅烷偶联剂KH-550的作用下，实现与甲基丙烯酸甲酯结合，运用到本发明的聚酯纤维的制备中，与多聚酯组合物结合，实现了对本发明的聚酯纤维力学性能的补强改性，进一步提高了本发明聚酯纤维的力学性能。其中添加的壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基(NH2+)，这些氨基通过结合负电子，利用负离子实现对细菌表面结构的破坏，使得细菌失去活性进而实现抑制细菌的作用，并且其表面含有大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570作为下与聚酯组合物结合，实现对本发明聚酯纤维的抗菌性能的补强，进一步提高了本发明聚酯纤维的抗菌性能，其中添加的抗菌改性助剂通过将3,4-二羟基苯甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、蒸馏水、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置，然后加入硼氢化钠混合均匀，搅拌，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560和聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温，保温，接着搅拌，冷却至室温得到，利用3,4-二羟基苯甲醛的抗菌性能，聚乙二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的粘合性能，以及二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在硅烷偶联剂KH-560的接枝作用下，实现了3,4-二羟基苯甲醛和硼氢化钠的结合，运用到本发明的聚酯纤维的制备中，有效提高了聚酯纤维的抗菌性能。
(3)由对比例8-10的数据可见，碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)范围内时，制得的聚酯纤维的抗菌性和力学性能数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，实施例1-3控制制备聚酯纤维时通过添加碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)，实现在补强体系中以抗菌改性助剂、力学性能增强助剂为主要原料，利用碳纳米管表面大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现了碳纳米管表面的羟基与多聚酯组合物进行接枝，实现了对本发明聚酯纤维的力学性能的补强改性，有效提高了本发明聚酯纤维的力学性能，另外与力学性能增强助剂配合，再利用抗菌改性助剂的抗菌性能，实现了碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570运用到本发明聚酯纤维的制备中，有效提高了聚酯纤维的抗菌性能和力学性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种聚酯纤维，其特征在于，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯、聚氧乙烯、纳米二氧化硅、乙氧基化甘油、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570；
所述抗菌改性助剂，以重量份为单位，包括以下原料：3,4-二羟基苯甲醛5-15份、二苯基甲烷二异氰酸酯4-8份、蒸馏水8-16份、二月桂酸二丁基锡4-8份、乙酸2-5份、甲醇3-9份、硼氢化钠2-5份、硅烷偶联剂KH-5602-4份、聚乙二醇4-6份；
所述力学性能增强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：马来酸酐4-8份、二氯乙烷3-6份、亚硫酰氯2-5份、2-丙烯-1-醇1-4份、聚碳酸酯2-6份、黄麻纤维4-8份、蒙脱土3-9份、高岭土4-6份、竹纤维2-8份、质量分数为86-98％的浓硫酸溶液1-5份、硅烷偶联剂KH-5504-8份、甲基丙烯酸甲酯3-5份；
所述碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(4-9):(3-6):(22-26):(18-24):(1-3)。
2.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂、硅烷偶联剂KH-570的重量比为5.8:4.3:25.8:21.6:2.6。
3.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述聚酯纤维以重量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸乙酯60-80份、聚氧乙烯6-20份、纳米二氧化硅10-12份、稀土偶联剂2-4份、乙氧基化甘油2-4份、碳纳米管4-9份、壳聚糖3-6份、抗菌改性助剂22-26份、力学性能增强助剂18-24份、硅烷偶联剂KH-5701-3份。
4.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：将3,4-二羟基苯甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、蒸馏水、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560和聚乙二醇混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
5.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其特征在于，所述力学性能增强助剂按如下工艺进行制备：将马来酸酐和二氯乙烷混合均匀，超声处理1-3h，接着加入亚硫酰氯混合均匀，磁力搅拌20-40min，接着升温至80-90℃，回流20-30h，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45-55℃，搅拌22-26h，然后用丙酮洗涤1-4次，离心分离后，将固体于40-50℃干燥6-12h，冷却至室温得到物料A；将物料A、聚碳酸酯、黄麻纤维、蒙脱土、高岭土和竹纤维混合均匀，研磨过30-50目筛，加入到质量分数为86-98％的浓硫酸溶液中，于80-90℃高速搅拌2-4h，趁热过滤，洗涤至中性，抽滤，烘干，研磨，过150-250目筛，然后加入添加硅烷偶联剂KH-550和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，升温至75-85℃，保温5-7h，洗涤，真空干燥至恒重，研磨，过150-250目筛，冷却至室温即得到力学性能增强助剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚氧乙烯、乙氧基化甘油、纳米二氧化硅、碳纳米管、壳聚糖、抗菌改性助剂、力学性能增强助剂和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，然后加入聚对苯二甲酸乙酯混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，形成多聚酯组合物；
S2：将所述多聚酯组合物于70-80℃干燥20-30min后进行熔融纺丝，纺制成聚酯纤维。
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