CN108517577B - 一种抗菌阻燃腈纶纤维及其制备的抗菌阻燃腈纶面料 - Google Patents

一种抗菌阻燃腈纶纤维及其制备的抗菌阻燃腈纶面料 Download PDF

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Abstract

本发明属于功能性纺织品技术领域，具体涉及一种抗菌阻燃腈纶纤维及其制备的抗菌阻燃腈纶面料。本发明所述腈纶纤维，通过在现有纺丝过程中添加复合改性剂进行改性处理，制得的腈纶纤维具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能，且以所述抗菌阻燃腈纶纤维按照常规方法纺织制得的腈纶面料，在具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能的基础上，还具有较好的柔软性能、和透气透湿性能，克服了现有技术中常规阻燃改性处理导致面料的亲肤、透气性能严重下降的缺陷，取得了预料不到的技术效果。

Description

一种抗菌阻燃腈纶纤维及其制备的抗菌阻燃腈纶面料
技术领域
本发明属于功能性纺织品技术领域，具体涉及一种抗菌阻燃腈纶纤维及其制备的抗菌阻燃腈纶面料。
背景技术
纺织面料是一种日常生活中常见的轻工业产品，随着生活水平的提高，人们对纺织面料的功能逐渐趋于多样化和功能化，对纺织面料的舒适度等性能要求也越来越高。
腈纶面料，俗称人造毛，又称为聚丙烯腈纤维，是一种由腈纶纤维制造而得的面料，通常是由质量百分比大于85％的聚丙烯腈或丙烯腈的丙烯腈共聚物，经干法纺丝或湿法纺丝制成的合成纤维。聚丙烯腈纤维由于其弹性及蓬松度等性能类似天然羊毛，因此又有合成羊毛之称。腈纶纤维弹性较好，蓬松卷曲而柔软，伸长20％时回弹率仍可保持在65％左右；而且，腈纶纤维的保暖性比羊毛还高约15％，强度也比羊毛高1-2.5倍；腈纶纤维的耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20％；腈纶纤维同时具有膨松、易染、柔软、色泽鲜艳、不怕虫蛀等优点，且其尺寸稳定性能较好，耐光性属各种纤维织物之首，并且在合纤织物中属较轻的织物，仅次于丙纶。腈纶纤维可以根据不同的用途要求与羊毛混纺成毛线，或织成毛毯、地毯等，还可与棉、人造纤维、其他合成纤维混纺，织成各种衣料和室内用品，广泛应用于装饰、服装等领域，并深受消费者喜爱。
但是，由于聚丙烯腈纤维为高分子聚合物纤维属于可燃物质，通常情况下其极限氧指数仅为17-18，在合成纤维中属于最低档，这使其应用在一定程度上受到了限制。因此，腈纶的阻燃改性意义重大。
现有技术中，对于腈纶纤维的阻燃改性通常采用两种方式，其一是利用阻燃试剂对现有腈纶纤维进行浸渍改性，使其获得阻燃的性能，并进行后续纺织成品的加工；其二是在合成腈纶面料的过程中，通过在其表面附加阻燃层的方式使其获得阻燃性能。无论上述何种方式，在获得阻燃性能的同时，势必会对面料的柔软度和舒适度产生严重的影响，尤其是附加阻燃层的腈纶面料，严重影响了其加工及应用。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗菌阻燃腈纶纤维，并进一步公开了其制备的抗菌阻燃腈纶面料。
为解决上述技术问题，本发明所述的制备抗菌阻燃腈纶纤维的方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈与有机溶剂混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)将步骤(1)所得溶液冷却至室温，并加入复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维。
所述步骤(2)中，所述复合改性剂为3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚的混合物。
所述步骤(2)中，所述3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚的质量比为1：1：1。
所述步骤(1)中，所述复合改性剂的加入量占所述聚丙烯腈加入量的20-30wt％。
所述步骤(1)中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
所述聚丙烯腈与所述有机溶剂的料液比为0.2-0.5g/mL。
本发明还公开了由所述的方法制备得到的抗菌阻燃腈纶纤维。
本发明还公开了所述的抗菌阻燃腈纶纤维用于制备抗菌阻燃腈纶面料的应用。
本发明还公开了一种抗菌阻燃腈纶面料，由所述的抗菌阻燃腈纶纤维按照常规纺织工艺制得。
进一步的，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得；所述经线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与棉纤维混纺制得，所述纬线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与亚麻纤维混纺制得。
本发明所述腈纶纤维，通过在现有纺丝过程中添加由3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚的混合物构成的复合改性剂进行改性处理，制得的腈纶纤维具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能。
本发明所述抗菌阻燃腈纶面料，以所述抗菌阻燃腈纶纤维按照常规方法纺织制得，所述腈纶面料在具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能的基础上，还具有较好的柔软性能、和透气透湿性能，克服了现有技术中常规阻燃改性处理导致面料的亲肤、透气性能严重下降的缺陷，取得了预料不到的技术效果。
具体实施方式
实施例1
向单口瓶中依次加入0.5mmol 4-甲氧基溴苯(93mg)、0.6mmol 3,4-二甲氧基苯硼酸(109mg)、1.75mmol K2CO3(242mg)、0.0125mmol钯碳(30mg)，离子液体1.5g蒸馏水3mL。在80℃磁力搅拌1h。反应结束后，加入15mL饱和NaCl溶液，并用乙酸乙酯萃取4次(每次15mL)，用无水硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩，再用硅胶柱层析，使用石油醚与乙酸乙酯的混合液(石油醚与乙酸乙酯的体积比为1：1)洗脱，得到3，4二甲氧基-4’甲氧基联苯白色固体。具体方法详见中国专利CN102731370A。
实施例2
取丁二酰亚胺2.97g(0.03mol)和硝酸银5.10g(0.03mol)，溶解在50％的乙醇水溶液中，在80-90℃加热回流，用恒压滴液漏斗逐滴滴入5mol/L的NaOH水溶液6ml，有沉淀缓慢析出，待反应完全后，室温冷却，抽滤，依次用50％乙醇和乙醚洗涤，避光抽滤，并真空干燥，得丁二酰亚胺银盐；
称取6.18g(0.03mol)丁二酰亚胺银和5.73g(0.03mol)1-甲基-3-乙基咪唑溴盐，将丁二酰亚胺银盐在30ml蒸馏水中搅拌半小时，逐滴滴加1-甲基-3-乙基咪唑溴盐的水溶液，避光搅拌，反应10小时左右，除去黄色沉淀，取滤液，旋蒸除水，真空干燥，得到1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺。具体方法详见中国专利CN101492422A。
实施例3
本实施例所述抗菌阻燃腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈1kg与N,N-二甲基甲酰胺5kg混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)取质量比为1：1：1的3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚混匀，制得所述复合改性剂；将步骤(1)所得溶液自然冷却至室温，并加入0.3kg上述制得的复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维，控制纺丝条件为泵供量为1.2g/min，喷丝头为70孔。
实施例4
本实施例所述抗菌阻燃腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈1kg与N,N-二甲基乙酰胺2kg混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)取质量比为1：1：1的3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚混匀，制得所述复合改性剂；将步骤(1)所得溶液自然冷却至室温，并加入0.2kg上述制得的复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维，控制纺丝条件为泵供量为1.2g/min，喷丝头为70孔。
实施例5
本实施例所述抗菌阻燃腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈1kg与N,N-二甲基乙酰胺3kg混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)取质量比为1：1：1的3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚混匀，制得所述复合改性剂；将步骤(1)所得溶液自然冷却至室温，并加入0.24kg上述制得的复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维，控制纺丝条件为泵供量为1.2g/min，喷丝头为70孔。
实施例6
本实施例所述抗菌阻燃腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈1kg与N,N-二甲基甲酰胺4kg混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)取质量比为1：1：1的3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚混匀，制得所述复合改性剂；将步骤(1)所得溶液自然冷却至室温，并加入0.24kg上述制得的复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维，控制纺丝条件为泵供量为1.2g/min，喷丝头为70孔。
对比例1
本对比例所述腈纶纤维的制备按照现有技术工艺完成，即采用与实施例5相同的工艺，其区别仅在于不加入所述复合改性剂的步骤。
实施例7
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例3制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线和纬线均为实施例3制得的抗菌阻燃纤维，控制所述经线和纬线的密度均为60根/cm。
实施例8
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例4制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线和纬线均为实施例4制得的抗菌阻燃纤维，控制所述经线和纬线的密度均为60根/cm。
实施例9
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例5制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线和纬线均为实施例5制得的抗菌阻燃纤维，控制所述经线和纬线的密度均为60根/cm。
实施例10
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例6制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线和纬线均为实施例6制得的抗菌阻燃纤维，控制所述经线和纬线的密度均为60根/cm。
实施例11
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例3制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与棉纤维呈螺旋状交捻混纺制得(腈纶纤维与棉纤维的质量比为70％：30％)，所述纬线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与亚麻纤维呈螺旋状交捻混纺制得(腈纶纤维与亚麻纤维的质量比为70％：30％)。
实施例12
本实施例所述抗菌阻燃面料由实施例4制得的抗菌阻燃纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与棉纤维混纺制得(腈纶纤维与棉纤维的质量比为70％：30％)，所述纬线为由所述的抗菌阻燃腈纶纤维与亚麻纤维混纺制得(腈纶纤维与亚麻纤维的质量比为70％：30％)。
对照例1
本对照例所述腈纶面料由对比例1中腈纶纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述经线和纬线均为对比例1制得的腈纶纤维，控制所述经线和纬线的密度均为60根/cm。
对照例2
本对照例所述腈纶面料由现有常规腈纶纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，所述腈纶纤维在纺织面料前，将所述腈纶纤维浸渍于常规阻燃剂中(如RUCO-FLAM)，使其获得阻燃性能，并按照常规工艺织成腈纶面料。
对照例3
本对照例所述腈纶面料由现有常规腈纶纤维按照常规工艺制得，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得，其区别在于，在所述腈纶面料的表层涂覆有现有技术中常规的阻燃层，所述阻燃层为市售阻燃剂涂覆制得。所述阻燃层由经过阻燃剂浸渍(如RUCO-FLAM)、二氧化碳激光辐射能处理后的氯纶纱线纺织而成。
实验例
对上述实施例7-10和对照例1-3中制得的腈纶面料的各项性能进行检测，结果记录于下表1，检测指标包括：
极限氧指数，按照FZT 50017-2011中标准/LOI；
抑菌性能：按照GB/T20944.3-2008标准，测定所述纤维面料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率/％；
抗静电性能：测定其体积电阻率/Ω·cm，要求低于1014Ω·cm；
亲肤(柔软度)性能：将待测面料裁剪成尺寸为80cm×50cm的形状，然后分别将所述面料切割成10个尺寸为16cm×25cm的相等片形状，并且分配给一组10个受测试者，他们以0分(触摸起来硬且不舒服)到5分(触摸起来非常柔软且舒适)的分数来评价了柔软感，取平均值记录；
透气性测试：按照GB/T5453-1997中所记载的检测方法，采用YG(B)461D型数字式织物透气仪(温州市大荣纺织仪器有限公司)，测定透气率(mm/s)；
透湿性测试：按照GB/T12704-91中所记载的检测方法，采用DH-400型透湿实验装置(日本大荣科学精器制作所)，测定透湿量(g/m2·24h)。
表1面料性能测试结果
Figure BDA0001636261140000081
Figure BDA0001636261140000091
从上表数据可见，本发明所述腈纶纤维，通过在现有纺丝过程中添加复合改性剂进行改性处理，制得的腈纶纤维具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能；以所述腈纶纤维制得的腈纶面料在具有较好的抗菌阻燃抗静电等性能的基础上，所述面料还具有较好的柔软性能、和透气透湿性能，克服了现有技术中常规阻燃处理导致面料的亲肤性能严重下降的缺陷。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种抗菌阻燃腈纶面料，其特征在于，所述面料由经线和纬线相互垂直交织制得；所述经线为由质量比为70％：30％的抗菌阻燃腈纶纤维与棉纤维混纺制得，所述纬线为由质量比为70％：30％的抗菌阻燃腈纶纤维与亚麻纤维混纺制得；
所述抗菌阻燃腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)取聚丙烯腈与有机溶剂混合溶解，并在100-120℃下搅拌均匀；
(2)将步骤(1)所得溶液冷却至室温，并加入复合改性剂混匀，得到纺丝原液；
所述复合改性剂为质量比为1：1：1的3,4-二甲氧基-4’-甲氧基联苯、1-甲基-3-乙基咪唑丁二酰亚胺和月桂胺聚氧乙烯醚的混合物；所述复合改性剂的加入量占所述聚丙烯腈加入量的20-30wt％；
(3)将所得纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维。
2.根据权利要求1所述的抗菌阻燃腈纶面料，其特征在于，所述步骤(1)中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的抗菌阻燃腈纶面料，其特征在于，所述聚丙烯腈与所述有机溶剂的料液比为0.2-0.5g/mL。
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