CN110257951B - 一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，具体包括以下步骤：首先制备海藻酸钠微球，并将其插层复合到有机蒙脱土的层间得到海藻酸钠/蒙脱土复合材料，在其表面进行聚合物修饰并与聚酰胺、聚乙烯醇进行复合挤出造粒制备复合颗粒A；制备多孔氧化钛纳米晶，并将其与干燥的PET挤出造粒制得复合颗粒B，最后将制得的复合颗粒A、复合颗粒B经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。该方法操作简单，制得的纤维不仅具有良好的吸湿排汗性能，且抗菌性能佳，力学性能也得到有效改善。

Description

一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法
技术领域：
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，人们对服装的要求不仅要求外观好看，对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求也越来越高。吸湿排汗面料由于具有较强的吸水能力和排汗透气透湿功能，被广泛应用。纺织品的透湿性能是指该织物具有人体散发的汗液以水蒸气的形式透过织物，向周围环境散逸的能力。纤维作为衣服布料的最常用材料，其结构、成分对于衣服的舒适性起到关键的作用。因此对于吸湿排汗面料的研究主要集中于吸湿排汗纤维的开发。
吸汗排汗纤维的研究始于上个世纪50年代，其是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，从而达到导湿快干的目的。毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力以及扩散能力。吸湿排汗纤维是一类着眼于吸湿、排汗特性和服装内部舒适性的功能纤维。早期吸湿性、排汗性的赋予是以天然纤维和合成纤维的复合为主流，用途只是在较为狭窄的范围内开展的，以天然纤维为例，其具有良好的吸湿性能，穿着舒适，但是当人的出汗量稍大时，棉纤维会因吸湿膨胀，运气性下降会粘着于皮肤，从而棉纤维的水分发散速度也较慢，从而给人造成一种冷湿的感觉。以合成纤维中的涤纶纤维为例，其吸水性小，透湿性能差，容易累积静电从而在穿着时易产生纠缠，而且在运动时容易产生闷热的感觉。
目前的吸湿排汗纤维主要集中于对合成纤维进行改性，例如同时提高涤纶纤维的吸水和透湿性能。目前常用的方法主要有：一、通过改变喷丝孔形状来提高纤维导湿性，主要在异形纤维的纵向产生许多的沟槽。纤维通过这些沟槽的芯吸小郁起到吸湿排汗的作用。例如，美国杜邦公司生产的“coolmax”涤纶，其截面为独特的扁十字形，纤维表面纵向成四个槽，其次面积比常规圆形界面大20％，故排汗性能高于常规涤纶。但是该方法对设备要求较高，大大增加了吸湿纤维的制备难度，且制得的纤维表面凹槽的存在会影响纤维的拉伸性能。还有一种方法是将含亲水基的聚合物与聚酯切片混纺丝，同时采用特殊设备设计的异形喷丝板生产吸湿排汗纤维。该方法是将亲水性聚合物为复合纤维的芯层，而涤纶为皮层，亲水性聚合物一般是聚醚改性聚酯和亲水性改性的聚酰胺。两种组分分别发挥吸湿和导湿作用，这样的复合纤维有吸湿、导湿的作用，达到吸湿排汗的功效。例如申请号为201510693244.7、申请日为2015.10.20的专利公开了一种吸湿排汗抗菌耐磨面料，其是通过在纱线中加入纳米银离子来改善面料的抗菌性能，该面料是在蚕蛹蛋白纤维层的下面通过胶水粘合设有吸湿排汗层，吸湿排汗层是以涤纶纤维为皮层，聚酰胺纤维为芯层，聚酰胺纤维截面呈五角星形，五角星相邻两个角之间形成沟槽，沟槽中间加入纳米银离子。该方法虽然能有效改善面料的吸湿排汗性能，但是制备工艺对设备要求高，而且制备成本高。此外，为了提高纤维的吸湿排汗功能，也常常通过接枝共聚法，在大分子结构内引入亲水基团，以增加纤维吸湿排汗功能，通常是引入羧基、酰胺基、羟基和氨基等，增加对水的亲和性，在原料改性的同时，还要有适当的纺丝工艺，使得纤维具有多孔结构和更大的比表面积等。例如申请号为201711245470.4、申请日为2017.11.30的专利公开了一种基于点击化学的涤纶织物吸湿排汗整理方法，该方法首先对织物进行巯基化处理，然后以聚乙二醇、甲基丙烯酸异氰基乙酯为原料，在巯基化织物表面通过点击化学反应接枝聚氨酯类吸湿剂，从而提高涤纶织物良好的吸湿排汗性能。该方法能在一定程度上改善织物的吸湿排汗性能，而且制备方法较简单。但是在人体排汗量较大时，还是会出现透湿性的问题，而且涤纶分子链结构较为紧密，结晶度高，大分子上活性基团少，接枝共聚要在放射线、电子线等强烈辐射条件下才能进行，成本高，不能实现工业化生产。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，该方法是通过将纳米材料引入到纤维中来改善纤维的性能，且采用核壳结构的纤维，芯层为聚酰胺纤维，表层为涤纶纤维，两层纤维表面都具有多孔结构，部分表层中的多孔可与芯层中的多孔相互贯通形成贯穿孔。聚酰胺纤维中采用聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料进行改性，涤纶纤维中采用多孔氧化钛纳米晶进行改性。本发明制得的纤维不仅具有良好的吸湿排汗性能，且抗菌性能佳，力学性能也得到有效改善。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为1-5g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为3-5g/ml的氯化钙溶液中，搅拌处理4-8h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、吐温80和去离子水组成的混合乳液，并加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将聚酰胺和上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入植物秸秆粉末，室温下搅拌混合10-20h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理4-6h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将其干燥后和上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，海藻酸钠、氯化钙的质量比为1:5。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述纳米蒙脱土粉末、十六烷基三甲基溴化铵、海藻酸钠微球的质量比为4：(0.015-0.033)：1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述混合乳液中丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、吐温80、去离子水的质量比为2:1:0.0025:(8-10)。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，纳米蒙脱土粉末、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵的质量比为4：(2-3)：0.5：0.01。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，聚酰胺、聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料、聚乙烯醇的用量以重量份计分别为10：1：3。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述植物秸秆粉末为玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆中的一种。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述钛酸四丁酯、植物秸秆粉末的用量比为1ml：(0.1-0.5)g。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述PET、多孔氧化钛纳米晶的质量比为6：(0.35-0.42)。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述复合颗粒A、复合颗粒B的质量比为1：(1-3)。
本发明具有以下效果：
传统的涤纶纤维吸水性好、透湿性能差，为了改善其亲水性能，本发明制备具有核壳纤维的纤维，以涤纶纤维为皮层，以聚酰胺纤维为芯层，聚酰胺纤维吸湿性能好，而且本发明还分别在皮层与芯层设置多孔结构，部分芯层的孔洞可与表层的孔洞形成贯穿孔，当织物与汗水接触时，由于芯层纤维的高吸水性能，汗水可通过贯穿孔吸附于芯层纤维，吸水后的芯层纤维可通过贯穿孔将水分输向另一侧表层纤维的孔洞结构中，从而蒸发到空气中，提高了纤维的吸湿排汗性能。
纤维表面的孔洞结构虽然能改善其吸湿排汗功能，但是却对纤维的力学性能有一定的影响。为了解决该问题，本发明首先制备海藻酸钠微球，其吸水能力好，将其负载于纳米蒙脱土的层间，不仅改善了海藻酸钠微球的分散性，还提高了纳米蒙脱土与纤维基体的相容性，而且对于纳米蒙脱土的加入会影响纤维柔韧性的问题得到有效改善。本发明还在其表面修饰有聚合物，聚合物分子链中的酰胺基团为亲水基团，更进一步提高了复合材料的吸水性，本发明将其加入到聚酰胺基体中进行挤出造粒，提高了聚酰胺纤维的力学性能。
此外，本发明在涤纶纤维中加入适量的多孔氧化钛纳米晶进行改性，多孔氧化钛纳米晶的加入一方面提高了涤纶纤维的力学性能，而且多孔氧化钛纳米晶表面具有羟基等活性基团，具有一定的亲水性，而且其表面的多孔结构也改善了涤纶纤维的吸湿性能。多孔氧化钛纳米晶由于在太阳光等光线照射下还会激发生成羟基自由基等活性基团，具有一定的抗菌性能。本发明公开的方法操作简单，对设备要求低，制得的纤维不仅具有优异的吸湿排汗性能，且力学性能也得到一定的提高。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为1g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为3g/ml的氯化钙溶液中，保持海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:5，搅拌处理4h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将4g纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入0.015g十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入1g上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入2g丙烯酰胺、1g N-羟甲基丙烯酰胺、0.0025g吐温80和8g去离子水组成的混合乳液，并加入0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，0.01g过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将10份聚酰胺和1份上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和3份聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将1ml钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加1ml去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入0.1g玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆粉末，室温下搅拌混合10h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理4h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将6份干燥后的PET和0.35份上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B以质量比为1：1的比例，经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
实施例2
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为5g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为5g/ml的氯化钙溶液中，保持海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:5，搅拌处理8h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将4g纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入0.033g十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入1g上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入2g丙烯酰胺、1g N-羟甲基丙烯酰胺、0.0025g吐温80和10g去离子水组成的混合乳液，并加入0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，0.01g过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将10份聚酰胺和1份上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和3份聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将1ml钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加1ml去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入0.5g玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆粉末，室温下搅拌混合20h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理6h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将6份干燥后的PET和0.42份上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B以质量比为1：3的比例，经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
实施例3
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为2g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为3g/ml的氯化钙溶液中，保持海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:5，搅拌处理5h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将4g纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入0.02g十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入1g上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入2g丙烯酰胺、1g N-羟甲基丙烯酰胺、0.0025g吐温80和8g去离子水组成的混合乳液，并加入0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，0.01g过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将10份聚酰胺和1份上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和3份聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将1ml钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加1ml去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入0.2g玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆粉末，室温下搅拌混合15h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理4.5h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将6份干燥后的PET和0.38份上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B以质量比为1：1的比例，经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
实施例4
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为3g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为3.5g/ml的氯化钙溶液中，保持海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:5，搅拌处理6h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将4g纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入0.03g十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入1g上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入2g丙烯酰胺、1g N-羟甲基丙烯酰胺、0.0025g吐温80和9g去离子水组成的混合乳液，并加入0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，0.01g过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将10份聚酰胺和1份上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和3份聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将1ml钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加1ml去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入0.3g玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆粉末，室温下搅拌混合18h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理5h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将6份干燥后的PET和0.4份上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B以质量比为1：2的比例，经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
实施例5
一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为4g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为4g/ml的氯化钙溶液中，保持海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:5，搅拌处理7h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
(2)将4g纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入0.025g十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入1g上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入2g丙烯酰胺、1g N-羟甲基丙烯酰胺、0.0025g吐温80和9g去离子水组成的混合乳液，并加入0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，0.01g过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
(3)将10份聚酰胺和1份上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和3份聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
(4)将1ml钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加1ml去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入0.4g玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆粉末，室温下搅拌混合15h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理5h，制得多孔氧化钛纳米晶；
(5)以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将6份干燥后的PET和0.37份上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B以质量比为1：2.5的比例，经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
对比例1
聚酰胺纤维中只添加纳米蒙脱土进行改性，不加入海藻酸钠微球，其他制备工艺和实施例5相同。
对比例2
涤纶纤维中不添加多孔氧化钛纳米晶进行改性，其他制备工艺和实施例5相同。
对比例3
涤纶纤维中添加市售的不具有多孔结构的纳米氧化钛进行改性，其添加量与实施例5中多孔氧化钛纳米晶相同，其他制备工艺和实施例5相同。
将上述制得的纤维制得织物，并对织物的吸湿排汗性能、力学性能以及抗菌性能进行测试，测试方法和测试结果如下：
1、透湿性能
采用蒸发法并根据国家标准GB/T 12704-1991《织物透湿量的测定方法透湿杯法》进行测试，过程具体为：试验时，在清洁、干燥的透湿杯内注入10ml水，将试样测试面向下放置在透湿杯上，旋紧螺帽，并用胶带封口，组成试验组合体。将组合体水平放置在已达规定条件(38℃，RH2％，气流速度0.5m/s)的试验箱内，经过0.5h平衡后称重，随后经过1h试验，再次称重，最后根据试验数据计算透湿量WVT。
2、拉伸强度
采用深圳三思材料检测有限公司生产的8502型电子万能强力机上进行，根据GB/T1040-92拉伸性能测试标准进行测试，测试温度为25℃、湿度为65±2％。将样品裁剪成哑铃状，样品有效尺寸为40mm×10mm，拉伸速度为50mm/min。每个样品测量5次取平均值。测试结果中可以得到膜的拉伸断裂强度、断裂伸长率。
3、抗菌性能
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，对涤纶织物的抗菌性能进行测试。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002058834300000121
从上述测试结果可以看出，采用对多孔氧化钛纳米晶改性的纤维具有更好的吸湿排汗性能，这主要是由于孔洞的存在，使得水分能更好的蒸发排出，而且多孔氧化钛纳米晶也可与纤维基体能更好的混合在一起。而且海藻酸钠微球修饰后的蒙脱土对纤维进行改性，能更好的改善纤维的吸湿排汗性能，这主要取决于海藻酸钠微球具有良好的吸湿性，而且海藻酸钠微球也能改善纳米蒙脱土的分散性，从而更好的改善纤维的力学性能。
虽然已经对本发明的具体实施方案进行了描述，但是本发明的许多其他形式和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。应理解所附权利要求和本发明通常涵盖本发明真实精神和范围内的所有这些明显的形式和改变。

Claims (10)

1.一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将海藻酸钠溶于40℃的去离子水中，制得浓度为1-5g/ml的海藻酸钠溶液；然后采用注射器将海藻酸钠溶液注入到5-10℃、浓度为3-5g/ml的氯化钙溶液中，搅拌处理4-8h，制得海藻酸钠微球分散液，过滤，干燥，制得海藻酸钠微球；
（2）将纳米蒙脱土粉末加入到去离子水中，加入十六烷基三甲基溴化铵，500W功率下超声处理，制得有机化蒙脱土分散液，加入上述制得的海藻酸钠微球，搅拌混合后，加入丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、吐温80和去离子水组成的混合乳液，并加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸铵作为引发剂，在80-90℃下进行反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，将固体干燥，制得聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料；
（3）将聚酰胺和上述制得的聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料和聚乙烯醇混合，通过双螺杆挤出机进行造粒，制得复合颗粒A；
（4）将钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加去离子水，搅拌状态下水解之后加入浓度为0.15mol/L的盐酸溶液，搅拌制得含钛溶胶；向溶胶中加入植物秸秆粉末，室温下搅拌混合10-20h，然后干燥处理，制得的粉末置于马弗炉内空气气氛下300-400℃下煅烧处理4-6h，制得多孔氧化钛纳米晶；
（5）以对苯二甲酸甲酯、乙二醇为原料，在醋酸锌的催化下，270-280℃下依次进行酯交换、缩聚反应制得PET，将其干燥后和上述制得的多孔氧化钛纳米晶混合经过双螺杆挤出机进行造粒制得复合颗粒B，将制得的复合颗粒A、复合颗粒B经皮芯复合纺丝加工设备制得以聚酰胺为芯层，涤纶为表层的核壳纤维，将核壳纤维依次采用无水乙醇和去离子水洗涤，得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，海藻酸钠、氯化钙的质量比为1:5。
3.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述纳米蒙脱土粉末、十六烷基三甲基溴化铵、海藻酸钠微球的质量比为4：（0.015-0.033）：1。
4.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合乳液中丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、吐温80、去离子水的质量比为2:1:0.0025:（8-10）。
5.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，纳米蒙脱土粉末、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵的质量比为4：（2-3）：0.5：0.01。
6.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，聚酰胺、聚合物修饰的海藻酸钠微球/有机蒙脱土复合材料、聚乙烯醇的用量以重量份计分别为10：1：3。
7.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述植物秸秆粉末为玉米秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述钛酸四丁酯、植物秸秆粉末的用量比为1ml：（0.1-0.5）g。
9.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述PET、多孔氧化钛纳米晶的质量比为6：（0.35-0.42）。
10.根据权利要求1所述的一种纳米功能化的吸湿排汗抗菌纤维的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述复合颗粒A、复合颗粒B的质量比为1：（1-3）。
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