CN108893802A - 一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维 - Google Patents
一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,利用电气石粉和聚多巴胺改性涤纶短纤,使涤纶短纤利用聚多巴胺和电气石粉吸附在一起,不仅解决了涤纶短纤团聚、不分散的现象,同时聚多巴胺的存在,也提高了电气石粉与聚酯基底的界面相容性,提高复合纤维机械强度,另一方面,加入的电气石粉可以作为涤纶短纤的结点,增强其与基底的结合力,并促进其形成网络结构,进一步提高复合纤维力学性能和编织性能。
Description
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域,具体涉及一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维。
背景技术
随着社会的进步,人们生活水平的提高,健康环保、功能化的新型服装面料越来越受人们的喜爱,传统的、低附加值的服装面料根本无法适应当前形势发展。尤其是炎热潮湿的夏季,空气闷热、蚊虫叮咬、细菌滋生,都给人们带来困扰,因此,具有特殊功能的面料亟需进一步拓展。
目前,玉石纤维在服装面料的中的应用受到了广泛关注,具有良好的降温抗菌和抗紫外线功能,适合用于夏季功能运功针织面料的开发。但是应用于运动型针织面料时,还存在着强度不高,功能性不明显的问题。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供一种富含负离子、具有驱蚊抗菌功效的复合纤维。
本发明通过以下技术方案实现:
一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,由以下步骤制成:
(1)将以重量份计的5-10份电气石粉经过-30~-40℃低温冻干后,球磨至粒径为0.5-1.5μm,然后与20-30份涤纶短纤一起置于其体积20-25倍的乙醇中,利用常温、40-60Hz、800-1000W条件下的超声处理10-20min,制得电气石粉、涤纶短纤分散液,然后向所述分散液中滴加20-30份聚多巴胺溶液,升温至30-50℃,继续超声5-8h,离心,过滤除去上清液,蒸馏水冲洗沉淀2-3次,60-80℃烘干,打散,得到改性电气石粉-涤纶短纤混合物;
(2)将3-6份玉石粉用3-6%的氢氧化钠溶液在60-70℃下浸泡1-2h后,过滤,用5-10%的稀盐酸溶液冲洗玉石粉表面至中性,然后用蒸馏水再冲洗2-3次,接着脱水干燥使水分含量小于3%,在65-75℃下,将所得玉石粉在喷射式搅拌器中进行偶联剂溶液活化处理,烘干后备用;
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合均匀,加入到80-100份聚酯熔体中,500-700rpm下搅拌20-50min,然后加入5-10份中草药精油、5-15份羧甲基纤维素钠、5-8份10-15%的氢氧化钠溶液,提速至800-1000rpm,搅拌得到混合聚酯熔体;
(4)将所得混合聚酯熔体经过喷丝组件过滤后挤出,然后利用冷却、固化、上油集束、卷绕成型即可。
进一步的,步骤(1)所述聚多巴胺溶液为20-40%的聚多巴胺乙醇溶液。
进一步的,步骤(2)玉石粉粒径为10-100nm。
进一步的,步骤(2)所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂的丙酮溶液,浓度为5-10%。
进一步的,步骤(3)所述聚酯熔体的黏度为0.62-0.68 dL/g。
进一步的,步骤(3)所述中草药精油由艾草精油、金银花精油、柠檬草精油通过5:3-6:2-3的比例混合制成。
进一步的,步骤(4)所述喷丝温度为275-285℃。
本发明的有益效果:本发明利用电气石粉和聚多巴胺改性涤纶短纤,使涤纶短纤利用聚多巴胺和电气石粉吸附在一起,不仅解决了涤纶短纤团聚、不分散的现象,同时聚多巴胺的存在,也提高了电气石粉与聚酯基底的界面相容性,提高复合纤维机械强度,另一方面,加入的电气石粉可以作为涤纶短纤的结点,增强其与基底的结合力,并促进其形成网络结构,进一步提高复合纤维力学性能和编织性能;电气石粉具有较高的负离子产生量,应用到针织纤维中可不断释放负离子,可以调节人类机体内在的生物节律,抑制老化,使肝肾功能、肠蠕动功能活化,使血液、体液的pH值呈弱碱性,促进体内废物、毒素的排泄等一系列保健功能;利用碱液对玉石粉进行处理,增强表面粗糙度,接着利用偶联剂对其表面进行活化,进一步提高了其在聚酯基底中的相容性,提高纤维强度,具有降温抗菌和抗紫外线功能,长期贴附于人体能够有效改善血液循环,促进新陈代谢,达到预防疾病、消除疲劳的保健效果;通过将艾草精油、金银花精油、柠檬草精油经过合理复配,可达到优异的驱蚊驱虫、抗菌的功效,使制得的复合纤维更加适合应用于夏季服装面料。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明,但并不是对本发明的限制。
实施例1
(1)将以重量份计的5份电气石粉经过-30℃低温冻干后,球磨至粒径为0.5μm,然后与20份涤纶短纤一起置于其体积20倍的乙醇中,利用常温、40Hz、800W条件下的超声处理10min,制得电气石粉、涤纶短纤分散液,然后向所述分散液中滴加20份聚多巴胺溶液,升温至30℃,继续超声5h,离心,过滤除去上清液,蒸馏水冲洗沉淀2次,60℃烘干,打散,得到改性电气石粉-涤纶短纤混合物;
(2)将3份玉石粉用3%的氢氧化钠溶液在60℃下浸泡1h后,过滤,用5%的稀盐酸溶液冲洗玉石粉表面至中性,然后用蒸馏水再冲洗2次,接着脱水干燥使水分含量小于3%,在65℃下,将所得玉石粉在喷射式搅拌器中进行偶联剂溶液活化处理,烘干后备用;
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合均匀,加入到80份聚酯熔体中,500rpm下搅拌20min,然后加入5份中草药精油、5份羧甲基纤维素钠、5份10%的氢氧化钠溶液,提速至800rpm,搅拌得到混合聚酯熔体;
(4)将所得混合聚酯熔体经过喷丝组件过滤后挤出,然后利用冷却、固化、上油集束、卷绕成型即可。
进一步的,步骤(1)所述聚多巴胺溶液为20%的聚多巴胺乙醇溶液。
进一步的,步骤(2)玉石粉粒径为10nm。
进一步的,步骤(2)所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂的丙酮溶液,浓度为5%。
进一步的,步骤(3)所述聚酯熔体的黏度为0.62 dL/g。
进一步的,步骤(3)所述中草药精油由艾草精油、金银花精油、柠檬草精油通过5:3:2的比例混合制成。
进一步的,步骤(4)所述喷丝温度为275℃。
实施例2
(1)将以重量份计的8份电气石粉经过-35℃低温冻干后,球磨至粒径为1μm,然后与25份涤纶短纤一起置于其体积22倍的乙醇中,利用常温、50Hz、900W条件下的超声处理15min,制得电气石粉、涤纶短纤分散液,然后向所述分散液中滴加25份聚多巴胺溶液,升温至40℃,继续超声7h,离心,过滤除去上清液,蒸馏水冲洗沉淀3次,70℃烘干,打散,得到改性电气石粉-涤纶短纤混合物;
(2)将4份玉石粉用4%的氢氧化钠溶液在65℃下浸泡2h后,过滤,用7%的稀盐酸溶液冲洗玉石粉表面至中性,然后用蒸馏水再冲洗3次,接着脱水干燥使水分含量小于3%,在70℃下,将所得玉石粉在喷射式搅拌器中进行偶联剂溶液活化处理,烘干后备用;
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合均匀,加入到90份聚酯熔体中,600rpm下搅拌40min,然后加入7份中草药精油、10份羧甲基纤维素钠、7份12%的氢氧化钠溶液,提速至900rpm,搅拌得到混合聚酯熔体;
(4)将所得混合聚酯熔体经过喷丝组件过滤后挤出,然后利用冷却、固化、上油集束、卷绕成型即可。
进一步的,步骤(1)所述聚多巴胺溶液为30%的聚多巴胺乙醇溶液。
进一步的,步骤(2)玉石粉粒径为50nm。
进一步的,步骤(2)所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂的丙酮溶液,浓度为7%。
进一步的,步骤(3)所述聚酯熔体的黏度为0.66 dL/g。
进一步的,步骤(3)所述中草药精油由艾草精油、金银花精油、柠檬草精油通过5:5: 3的比例混合制成。
进一步的,步骤(4)所述喷丝温度为280℃。
实施例3
(1)将以重量份计的10份电气石粉经过-40℃低温冻干后,球磨至粒径为1.5μm,然后与30份涤纶短纤一起置于其体积25倍的乙醇中,利用常温、60Hz、1000W条件下的超声处理20min,制得电气石粉、涤纶短纤分散液,然后向所述分散液中滴加30份聚多巴胺溶液,升温至50℃,继续超声8h,离心,过滤除去上清液,蒸馏水冲洗沉淀3次,80℃烘干,打散,得到改性电气石粉-涤纶短纤混合物;
(2)将6份玉石粉用6%的氢氧化钠溶液在70℃下浸泡2h后,过滤,用10%的稀盐酸溶液冲洗玉石粉表面至中性,然后用蒸馏水再冲洗3次,接着脱水干燥使水分含量小于3%,在75℃下,将所得玉石粉在喷射式搅拌器中进行偶联剂溶液活化处理,烘干后备用;
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合均匀,加入到100份聚酯熔体中,700rpm下搅拌50min,然后加入10份中草药精油、15份羧甲基纤维素钠、8份15%的氢氧化钠溶液,提速至1000rpm,搅拌得到混合聚酯熔体;
(4)将所得混合聚酯熔体经过喷丝组件过滤后挤出,然后利用冷却、固化、上油集束、卷绕成型即可。
进一步的,步骤(1)所述聚多巴胺溶液为40%的聚多巴胺乙醇溶液。
进一步的,步骤(2)玉石粉粒径为100nm。
进一步的,步骤(2)所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂的丙酮溶液,浓度为10%。
进一步的,步骤(3)所述聚酯熔体的黏度为0.68 dL/g。
进一步的,步骤(3)所述中草药精油由艾草精油、金银花精油、柠檬草精油通过5:6:3的比例混合制成。
进一步的,步骤(4)所述喷丝温度为285℃。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1,省略了电气石粉的加入,除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例1,省略了聚多巴胺的加入,除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例1,省略了涤纶短纤的加入,除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例相比于实施例1,省略了中草药精油的加入,除此之外的方法步骤均相同。
实验:
抑菌性能测试:由于人体汗液易滋生大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,因此本实验主要针对这两种细菌进行测试。将各组所得纤维利用纬平针针织成面料,裁取相同面积面料,测试其抑菌性能,参考GBT20944.1-2007《纺织品 抗菌性能的评价 第 1 部分 琼脂扩散法》,以抑菌带宽度/cm表示其抑菌性能。结果如表1所示:
表1
大肠杆菌抑菌带宽度(cm) | 金黄色葡萄球菌抑菌带宽度(cm) | |
实施例1 | 0.68 | 0.71 |
实施例2 | 0.69 | 0.71 |
实施例3 | 0.68 | 0.72 |
对比实施例1 | 0.37 | 0.35 |
对比实施例2 | 0.48 | 0.41 |
对比实施例3 | 0.47 | 0.45 |
对比实施例4 | 0.13 | 0.12 |
由表1可知,本发明制备的复合纤维具有良好的抑菌效果。
负离子释放测量:将各组样品,称取2g置于密闭真空容器中,采用日产 KST-900空气离子浓度测试仪,间隔5min测量一次,十次测量后取平均值,结果如表2所示:
表2
负离子浓度(个/cm3) | |
实施例1 | 1550 |
实施例2 | 1560 |
实施例3 | 1570 |
对比实施例1 | 430 |
对比实施例2 | 1320 |
对比实施例3 | 1200 |
对比实施例4 | 1270 |
由表2可知,本发明制备的复合纤维负离子含量得到显著提高。
力学性能测试:将各组所得纤维利用纬平针针织成面料,裁剪每组织物3条相同大小的梯形试样,置于标准大气条件下调湿24h。按下机器复位键,使机器回到初始状态,调整机强力机上下夹持距离为 100mm,设定拉伸速度 100mm/min,设置好实验参数后,将调湿后的织物试样夹持到机器的上下夹持器中,使测试试样固定在机器的上下夹持器后,按下启动键进行实验,取每种织物的三条相同试样的测试结果的平均值为织物的最终断裂拉伸实验数据,结果如表3所示:
表3
断裂强力/N | 断裂伸长率/% | |
实施例1 | 416 | 155 |
实施例2 | 424 | 160 |
实施例3 | 420 | 158 |
对比实施例1 | 258 | 102 |
对比实施例2 | 264 | 75 |
对比实施例3 | 105 | 56 |
对比实施例4 | 310 | 120 |
由表3可知,本发明制备的复合纤维具有良好的力学强度,适合运动型针织面料。
Claims (7)
1.一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,由以下步骤制成:
(1)将以重量份计的5-10份电气石粉经过-30~-40℃低温冻干后,球磨至粒径为0.5-1.5μm,然后与20-30份涤纶短纤一起置于其体积20-25倍的乙醇中,利用常温、40-60Hz、800-1000W条件下的超声处理10-20min,制得电气石粉、涤纶短纤分散液,然后向所述分散液中滴加20-30份聚多巴胺溶液,升温至30-50℃,继续超声5-8h,离心,过滤除去上清液,蒸馏水冲洗沉淀2-3次,60-80℃烘干,打散,得到改性电气石粉-涤纶短纤混合物;
(2)将3-6份玉石粉用3-6%的氢氧化钠溶液在60-70℃下浸泡1-2h后,过滤,用5-10%的稀盐酸溶液冲洗玉石粉表面至中性,然后用蒸馏水再冲洗2-3次,接着脱水干燥使水分含量小于3%,在65-75℃下,将所得玉石粉在喷射式搅拌器中进行偶联剂溶液活化处理,烘干后备用;
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合均匀,加入到80-100份聚酯熔体中,500-700rpm下搅拌20-50min,然后加入5-10份中草药精油、5-15份羧甲基纤维素钠、5-8份10-15%的氢氧化钠溶液,提速至800-1000rpm,搅拌得到混合聚酯熔体;
(4)将所得混合聚酯熔体经过喷丝组件过滤后挤出,然后利用冷却、固化、上油集束、卷绕成型即可。
2.根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(1)所述聚多巴胺溶液为20-40%的聚多巴胺乙醇溶液。
3.根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(2)玉石粉粒径为10-100nm。
4.根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(2)所述偶联剂溶液为硅烷偶联剂的丙酮溶液,浓度为5-10%。
5. 根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(3)所述聚酯熔体的黏度为0.62-0.68 dL/g。
6.根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(3)所述中草药精油由艾草精油、金银花精油、柠檬草精油通过5:3-6:2-3的比例混合制成。
7.根据权利要求1所述的一种富含负离子的驱蚊抗菌复合纤维制备方法,其特征在于,步骤(4)所述喷丝温度为275-285℃。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181127 |