CN109371676B - 一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法,借助烧碱进行涤纶碱法预处理,使纤维表面酯键水解产生羟基;通过涤纶上的羟基与乙烯基环氧乙烷的环氧端基发生开环加成,在涤纶纤维上引入乙烯基;借助紫外辐照和光引发剂,促进涤纶上乙烯基与含乙烯基季铵盐单体发生接枝共聚,实现涤纶纤维制品抗菌整理。具体步骤如下:(1)涤纶碱法预处理;(2)涤纶引入乙烯基;(3)涤纶抗菌整理;(4)水洗后处理。与传统高温浸轧焙烘法相比,本发明述及的方法接枝共聚效率较高,整理过程能耗低,涤纶纤维制品抗菌整理效果较好。

Description

一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法
技术领域
本发明涉及一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法,属于纺织染整技术领域。
背景技术
涤纶是常用的合成纤维原料,在服装面料应用广泛;与天然棉纤维相比,涤纶织物不仅具有较强的纤维强度,手感滑爽,且具有优良的保型效果,因此也大量用于窗帘、幕布、床上用品等家纺领域。在与涤纶织物纺织品接触的过程中,人体的汗液、皮脂以及其他各种分泌物成为了各种微生物的良好的营养源,在合适的外界条件(包括湿度、温度等)下,微生物迅速生长,繁殖,并通过各种途径传播疾病,威胁人类自身的生存和发展。随着社会的迅猛发展和人民生活水平的提高,人们对生活质量的要求越来越高,对环境卫生与健康日益重视,因此抗菌卫生纺织品越来越受关注,开发抗菌纺织品市场广阔。
目前国内的抗菌织物主要由两种方法制得:(1)直接采用抗菌纤维制成各类织物;(2)将织物用抗菌剂进行后整理加工以获得抗菌性能。目前在纺织品的抗菌加工中,后整理方法约占70%。比较而言,前者抗菌效果持久,耐洗性好,但技术含量高,难度大,涉及领域广,抗菌纤维生产较为不易,对抗菌剂要求高;而后者加工处理较为简单,但生产中其耐洗性及抗菌效果持久性较差。由于后者这种方法加工方便,并可供选择的抗菌剂范围广,纺织品不管是原料纤维还是纱线或织物甚至成衣均可通过后整理方法获得抗菌功效,因此在目前上市的各类抗菌织物中,以后整理加工的居多。
纺织品染整加工中涤纶纤维制品抗菌整理多采用后整理的方法,根据抗菌剂特性又可分为非耐久性整理和耐久性抗菌整理。常用的抗菌剂主要有无机、有机、天然和高分子抗菌剂这四大类。其中,有机抗菌剂的主要成分为季铵盐类、醇类、双胍类等含有反应性功能团的化合物,具有见效快,杀菌能力强的特点,采用的工艺包括浸轧焙烘或涂层整理等。这些整理剂能在经预处理后的涤纶纤维表面成膜,因此具有较好的耐洗性。耐久性抗菌整理加工中处理温度较高,在赋予织物抗菌效果的同时,也存在能耗大、高温焙烘中纤维强力受损。因此,如何通过优化抗菌整理工艺,在提高涤纶纤维制品整理效果的同时,降低生产能耗、减少对纤维损伤等弊病是探究的重点。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是提供一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法,旨在实现缓合反应条件下进行涤纶纤维制品整理,不仅能获得较持久整理效果,且降低生产能耗。
技术方案:借助烧碱进行涤纶碱法预处理,使纤维表面酯键水解产生羟基;通过涤纶上的羟基与乙烯基环氧乙烷的环氧端基发生开环加成,在涤纶纤维上引入乙烯基;借助紫外辐照和光引发剂,促进涤纶上乙烯基与含乙烯基季铵盐单体发生接枝共聚,实现涤纶纤维制品抗菌整理,具体工艺和步骤如下:
(1)涤纶碱法预处理:以0.5~2.5 g/L烧碱进行涤纶纤维制品预处理,处理温度95~100℃,时间30~60 min;
(2)涤纶引入乙烯基:在步骤(1)反应体系中加入乙烯基环氧乙烷乳液,通过开环加成促进涤纶纤维接枝乙烯基;
处理工艺处方及条件:乙烯基环氧乙烷 2.5~5 g/L,乳化剂 0.5~2.5 g/L,处理温度90~100℃,时间20~40 min;处理结束后,将涤纶脱水并烘干;
(3)涤纶抗菌整理:将步骤(2)处理的涤纶纤维制品浸轧抗菌整理液,轧余率80%,然后进行紫外辐照处理;
抗菌整理液组成:含乙烯基季铵盐单体1~6%,紫外光引发剂0.5~2 g/L;
紫外辐照处理条件:紫外辐照强度 50~200 mW/cm2,辐照时间3~12 min;
(4)水洗后处理:以20~60℃水洗3~10 min,然后烘干。
一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法,所述乳化剂包括聚氧乙烯酚醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、芳烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐;所述含乙烯基季铵盐单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵;所述涤纶纤维制品包括涤纶为原料的短纤维、长丝和织物。
有益效果:
(1)整理过程能耗低,在紫外辐照条件下,借助于引发剂促进涤纶上接枝的乙烯基与含乙烯基季铵盐单体接枝共聚,进行抗菌整理,避免了传统高温浸轧焙烘法能耗高、织物强力易下降的问题;
(2)整理效果较好,先借助于碱法预处理引入较多羟基,结合与乙烯基环氧乙烷开环加成,促进了涤纶上接枝上较多乙烯基,成为后续与含乙烯基季铵盐单体接枝共聚的锚点,提升了整理效果,且织物抗菌效果持久。
具体实施方式
技术方案:借助烧碱进行涤纶碱法预处理,使纤维表面酯键水解产生羟基;通过涤纶上的羟基与乙烯基环氧乙烷发生开环加成反应,在涤纶纤维上引入乙烯基;借助紫外辐照和光引发剂,促进涤纶上乙烯基与含乙烯基季铵盐发生接枝共聚,实现涤纶纤维制品抗菌整理,具体实施例如下:
其中涤纶纤维制品的抗菌效果参照GB/T 20944.3-2008测试,结果以抑菌率表示。
实施例1
采用涤纶织物(70 g/m2),以本发明述及的方法进行整理,工艺步骤如下:
(1)涤纶碱法预处理:以1 g/L烧碱进行预处理,处理温度95℃,时间30 min;
(2)涤纶引入乙烯基:在步骤(1)反应体系中加入乙烯基环氧乙烷乳液,通过开环加成促进涤纶纤维接枝乙烯基;
处理工艺处方及条件:乙烯基环氧乙烷 2.5 g/L,乳化剂 0.5 g/L,处理温度90℃,时间20 min;处理结束后,将涤纶织物脱水并烘干;
(3)涤纶织物抗菌整理:将步骤(2)处理的涤纶织物浸轧抗菌整理液,轧余率80%,然后进行紫外辐照处理;
抗菌整理液组成:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1%,紫外光引发剂0.5 g/L;
紫外辐照处理条件:紫外辐照强度 75 mW/cm2,辐照时间3.5 min;
(4)水洗后处理:以20℃水洗5 min,然后烘干。
试样1:未经整理
试样2:未经步骤(2)、仅经过步骤(1)、(3)和(4)处理
试样3:经步骤(1)、(2)、(3)和(4)处理;
经上述工艺处理后,分别测定试样1~3的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率、织物断裂强力;其中,试样1对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为10%、15%,断裂强度为650 N;试样2对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为8%、16%,断裂强度为645 N;试样3对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为70%、75%,断裂强度为657 N。
实施例2
采用涤纶织物(100 g/m2),以本发明述及的方法进行整理,工艺步骤如下:
(1)涤纶碱法预处理:以2.5 g/L烧碱进行预处理,处理温度100℃,时间60 min;
(2)涤纶引入乙烯基:在步骤(1)反应体系中加入乙烯基环氧乙烷乳液,通过开环加成促进涤纶纤维接枝乙烯基;
处理工艺处方及条件:乙烯基环氧乙烷 5 g/L,乳化剂 2.5 g/L,处理温度100℃,时间40 min;处理结束后,将涤纶织物脱水并烘干;
(3)涤纶织物抗菌整理:将步骤(2)处理的涤纶织物浸轧抗菌整理液,轧余率80%,然后进行紫外辐照处理;
抗菌整理液组成:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵6%,紫外光引发剂2 g/L;
紫外辐照处理条件:紫外辐照强度 200 mW/cm2,辐照时间12 min;
(4)水洗后处理:以60℃水洗10 min,然后烘干。
试样4:未经整理的涤纶织物
试样5:未经步骤(2)、仅经过步骤(1)、(3)和(4)处理
试样6:经步骤(1)、(2)、(3)和(4)处理;
经上述工艺处理后,分别测定试样4~6的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率、织物断裂强力;其中,试样4对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为3%、8%,断裂强度为780 N;试样5对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为8%、16%,断裂强度为785 N;试样6对大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为79%、82%,断裂强度为776N;。
由此可见,未经整理涤纶纤维制品的抗菌效果较差;采用先进行涤纶预处理和接枝乙烯基单体、再进行紫外辐照条件下接枝共聚的试样抗菌效果最好,且织物强力没有明显变化,表明本发明述及的方法与步骤进行涤纶纤维制品抗菌整理有较好效果。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种基于接枝共聚的涤纶纤维制品抗菌加工方法,特征是一种借助烧碱进行涤纶碱法预处理,使纤维表面酯键水解产生羟基;通过涤纶上的羟基与乙烯基环氧乙烷的环氧端基发生开环加成,在涤纶纤维上引入乙烯基;借助紫外辐照和光引发剂,促进涤纶上乙烯基与含乙烯基季铵盐单体发生接枝共聚,实现涤纶纤维制品抗菌整理的方法,具体工艺和步骤如下:
(1)涤纶碱法预处理:以0.5~2.5g/L烧碱进行涤纶纤维制品预处理,处理温度95~100℃,时间30~60min;
(2)涤纶引入乙烯基:在步骤(1)反应体系中加入乙烯基环氧乙烷乳液,通过开环加成促进涤纶纤维接枝乙烯基;
处理工艺处方及条件:乙烯基环氧乙烷2.5~5g/L,乳化剂0.5~2.5g/L,处理温度90~100℃,时间20~40min;处理结束后,将涤纶脱水并烘干;
(3)涤纶抗菌整理:将步骤(2)处理的涤纶纤维制品浸轧抗菌整理液,轧余率80%,然后进行紫外辐照处理;
抗菌整理液组成:含乙烯基季铵盐单体1~6%,紫外光引发剂0.5~2g/L;
紫外辐照处理条件:紫外辐照强度50~200mW/cm2,辐照时间3~12min;
(4)水洗后处理:以20~60℃水洗3~10min,然后烘干。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述乳化剂包括聚氧乙烯酚醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、芳烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐;所述含乙烯基季铵盐单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵;所述涤纶纤维制品包括涤纶为原料的短纤维、长丝和织物。。
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