CN110042519A - 氨纶混纺纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氨纶混纺纤维，由纤维原料质量百分比的20S棉纤85％和40D改性氨纶纤维15％混纺而成；其中，改性氨纶纤维由如下重量份数的各组分组成：4，4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯8‑12份；聚四氢呋喃醚二醇40‑45份；扩链剂：0.8‑1份；稳定剂：0.1份；终止剂：二乙胺1.5‑2份；季铵盐0.1‑0.2份；改性添加剂：3‑5份。本发明在具有较好透气性及力学强度的前提下，染色性能较好，同时抑菌性能良好。

Description

氨纶混纺纤维
技术领域
本发明涉及纺丝纱线技术领域，尤其涉及一种棉/改性氨纶混纺纤维。
背景技术
氨纶是一种弹性纤维，学名聚氨酯纤维(Polyurethane)，简写(PU)。中国大陆称为"氨纶"，它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。
内衣作为一种贴身衣物，要保证其贴身性及透气性，其编织面料的纱线需要具备一定力学强度外，同时要具有较好的透气性；同时内衣作为贴身衣物其往往需要染色，常规单一的聚氨酯或棉纤维的色牢度相对较差。
中国专利号CN104404710A公开了一种仿棉质感运动内衣面料及其制备方法，该面料由以下质量百分比的纤维原料织造而成：锦纶6DTY半光44dtex/36f70～90％和氨纶44dtex10～30％。该面料的制备方法包括整经、织造和后整理的步骤；其中后整理包括水洗、预定型、染色和成品定型的步骤。该发明面料由氨纶和锦纶混合并优化各纤维的占比，并通过特殊的经编方法来提高透气性及面料的力学性能。但是其并未对纤维本身做出相应的改进，只是单纯的依靠两纤维结合的特性，也未对其染色性能进行改良。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种氨纶混纺纤维，在具有较好透气性及力学强度的前提下，染色性能较好，抑菌性能良好。
本发明的技术方案如下：
一种氨纶混纺纤维，由纤维原料质量百分比的20S棉纤85％和40D改性氨纶纤维15％混纺而成；
其中，改性氨纶纤维由如下重量份数的各组分组成：
4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯 8-12份；
聚四氢呋喃醚二醇 40-45份；
扩链剂：0.8-1份；
稳定剂：0.1份；
终止剂：二乙胺 1.5-2份；
季铵盐 0.1-0.2份；
改性添加剂：3-5份。
优选的，所述扩链剂为乙二胺。
优选的，所述稳定剂为LRD-3。
优选的，所述改性添加剂为4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯和生物质石墨烯，其按照重量份计的添加量分别为2-3.5份和1-1.5份。
优选的，所述季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵。
上述改性氨纶纤维制备方法如下：
1)预聚反应：按照上述配比，将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二醇在混合器中混合后，泵入反应釜中，加热，保持温度反应，冷却后出料，得预聚合产物；
2)扩链反应：将预聚产物用二甲基乙酰胺溶解后，逐步滴加4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、扩链剂、稳定剂和终止剂至预聚产物中，进行反应；
3)改性：将季铵盐、生物质石墨烯加入到步骤2)的溶液中，混合均匀后采用干法纺丝制得改性氨纶纤维。
优选的，步骤1)中预聚反应温度为75-80℃，反应1-2h，反应结束后在冷却器中冷却至47℃，反应过程中氮气保护。
优选的，步骤2)中扩链反应中，反应条件为控制47℃，搅拌反应1h。
优选的，步骤3)中纺丝温度为260℃，纺丝速度为800m/min。纺丝原液经过滤脱气后备用，纺丝原液经过熟化后，由齿轮计量泵定量均匀地压人纺丝头，在压力作用下原液从喷丝板毛细孔中挤出形成丝条细流，通过方形纺丝甬道，在热气流下(245℃)溶剂挥发，固化成丝，牵伸比1.1下，丝束经过假捻后卷绕成型。
混纺工艺为采用常规混纺工艺：将氨纶和棉线相互缠绕成预混纱，然后将预混纱经清洗液洗去表面油污后干燥即得棉/改性氨纶混纺纤维。
混纺纤维染色工艺：采用染色机进行染色，染色温度稳定90℃，保温30min，pH4.5浴比1:30。
本发明中的有益效果，通过混纺，使得制得的混纺纤维的兼具棉的透气性和吸湿性能；同时通过对氨纶丝进行改性，在氨纶合成过程中，控制好其反应温度，使其反应条件适宜，反应过程中不易凝胶团聚，反应较为完全，另外加入4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯一同进行扩链反应，可以增加制得纤维的具有较好的耐水性且力学性能较好，同时在制得的纺丝原液中加入季铵盐和生物质石墨烯能够进一步增强其染色性能和抑菌活性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例中原料均为市售化工原料。
实施例1
一种氨纶混纺纤维，由纤维原料质量百分比的20S棉纤85％和40D改性氨纶纤维15％混纺而成；
其中，改性氨纶纤维由如下重量份数的各组分组成：
4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯 10份；
聚四氢呋喃醚二醇 43份；
扩链剂：乙二胺 1份；
稳定剂：LRD-3 0.1份；
终止剂：二乙胺 2份；
季铵盐 十六烷基三甲基氯化铵 0.2份；
改性添加剂：4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯2份生物质石墨烯1份。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于原料配比不同：4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯11份；聚四氢呋喃醚二醇45份；扩链剂：乙二胺1份；稳定剂：LRD-30.1份；终止剂：二乙胺2份；季铵盐十六烷基三甲基氯化铵0.2份；改性添加剂：4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯3份生物质石墨烯1份。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于原料配比不同：4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯12份；聚四氢呋喃醚二醇45份；扩链剂：乙二胺1份；稳定剂：LRD-30.1份；终止剂：二乙胺2份；季铵盐十六烷基三甲基氯化铵0.2份；改性添加剂：4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯3份生物质石墨烯1.5份。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处在于原料配比不同：4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯8份；聚四氢呋喃醚二醇40份；扩链剂：乙二胺0.8份；稳定剂：LRD-30.1份；终止剂：二乙胺1.5份；季铵盐十六烷基三甲基氯化铵0.2份；改性添加剂：4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯2份生物质石墨烯1份。
实施例5。
实施例5与实施例1的不同之处在于原料配比不同：4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯11份；聚四氢呋喃醚二醇45份；扩链剂：乙二胺1份；稳定剂：LRD-30.1份；终止剂：二乙胺2份；季铵盐十六烷基三甲基氯化铵0.2份；改性添加剂：4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯3份生物质石墨烯1份。
制备工艺
改性氨纶制备方法如下：
1)预聚反应：按照上述配比，将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二醇在混合器中混合后，泵入反应釜中，加热，保持温度反应，冷却后出料，得预聚合产物；
2)扩链反应：将预聚产物用二甲基乙酰胺溶解后，逐步滴加4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、扩链剂、稳定剂和终止剂至预聚产物中，进行反应；
3)改性：将季铵盐、生物质石墨烯加入到步骤2)的溶液中，混合均匀后采用干法纺丝制得改性氨纶纤维。
步骤1)中预聚反应温度为75-80℃，反应1-2h，反应结束后在冷却器中冷却至47℃，反应过程中氮气保护。步骤2)中扩链反应中，反应条件为控制47℃，搅拌反应1h。步骤3)中纺丝温度为260℃，纺丝速度为800m/min。纺丝原液经过滤脱气后备用，纺丝原液经过熟化后，由齿轮计量泵定量均匀地压人纺丝头，在压力作用下原液从喷丝板毛细孔中挤出形成丝条细流，通过方形纺丝甬道，在热气流下(245℃)溶剂挥发，固化成丝，牵伸比1.1下，丝束经过假捻后卷绕成型。
混纺工艺为采用常规混纺工艺：将氨纶和棉线相互缠绕成预混纱，然后将预混纱经清洗液洗去表面油污后干燥即得棉/改性氨纶混纺纤维。
混纺纤维染色工艺：采用染色机进行染色，染料用料2/％(o.w.f)染色稳定90℃，保温30min，pH4.5浴比1:30。
选用实施例1中制得的混纺纤维进行相关参数测定(对照组为市售普通棉/氨纶混纺纤维)。
测定方法
力学性能：按照GB/T528-1998方法测试，采用万能材料试验机测定，测试温度25±2℃，拉伸速率500mm/min，撕裂强度按照GB/T529-1999测定。
抑菌性能：按照GB/T20944.3-2008测定。
色牢度测定：参照GB/T3921-2008在SW-12型耐洗色牢度实验机测定试样的耐皂洗牢度，测试后用GB250-1995评定样品褪色和沾色级别。酸性染料选择弱酸嫩黄G和弱酸性红GN。
试验结果见下表：
低断裂伸长率表面混纺纤维中氨纶与棉纤维的相容性较好，因此断裂强度相对较低，但是大大高于普通的棉纤维。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氨纶混纺纤维，其特征在于，由纤维原料质量百分比的20S棉纤85％和40D改性氨纶纤维15％混纺而成；
其中，改性氨纶纤维由如下重量份数的各组分组成：
4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯8-12份；
聚四氢呋喃醚二醇40-45份；
扩链剂：0.8-1份；
稳定剂：0.1份；
终止剂：二乙胺1.5-2份；
季铵盐0.1-0.2份；
改性添加剂：3-5份。
2.根据权利要求1所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，所述扩链剂为乙二胺。
3.根据权利要求1所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，所述稳定剂为LRD-3。
4.根据权利要求1所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，所述改性添加剂为4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯和生物质石墨烯，其按照重量份计的添加量分别为2-3.5份和1-1.5份。
5.根据权利要求1所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，所述季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵。
6.根据权利要求1-5所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，所述改性氨纶纤维制备方法如下：
1)预聚反应：按照上述配比，将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二醇在混合器中混合后，泵入反应釜中，加热，保持温度反应，冷却后出料，得预聚合产物；
2)扩链反应：将预聚产物用二甲基乙酰胺溶解后，逐步滴加4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、扩链剂、稳定剂和终止剂至预聚产物中，进行反应；
3)改性：将季铵盐、生物质石墨烯加入到步骤2)的溶液中，混合均匀后采用干法纺丝制得改性氨纶纤维。
7.根据权利要求6所述的氨纶混纺纤维，其特征在于，步骤1)中预聚反应温度为75-80℃，反应1-2h，反应结束后在冷却器中冷却至47℃，反应过程中氮气保护。
8.根据权利要求6所述的氨纶混纺纤维，其特征在于：步骤2)中扩链反应中，反应条件为控制47℃，搅拌反应1h。
9.根据权利要求6所述的氨纶混纺纤维，其特征在于：步骤3)中纺丝温度为260℃，纺丝速度为800m/min。
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