CN111621863A - 一种功能性纳米再生纤维的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能性纳米再生纤维的加工工艺，是通过湿法纺丝获得，是在纺丝液中加入纳米功能剂，然后喷射纺丝获得，纳米功能剂包括芦根提取物、苄胺、丁烯二酸、乙烯苯甲胺，过硫酸铵，去离子水；芦根提取物主要成分为酚酸类物质，在催化剂过硫酸铵作用下，和苄胺、丁烯二酸形成初缩体。该再生纤维的抗紫外、抗菌性能以及断裂强力均有所提升，其中，断裂强力最大在300N以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种高断裂强力的抗菌、防紫外线再生纤维，属于纺织领域。
背景技术
化学纤维的纺丝方法主要有两类：熔体纺丝法和溶液纺丝法。在溶液纺丝法中，根据凝固方式不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。湿法纺丝是首先纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后，送至纺丝机，从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液细流进入凝固浴，聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维的过程。目前，腈纶、维纶、氨纶、黏胶纤维以及某些由刚性大分子构成的成纤聚合物都需要采用湿法纺丝。干法纺丝，是从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液进入纺丝甬道。通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化而成为初生纤维的过程。干法纺丝一般适宜纺制化学纤维长丝，主要生产腈纶、醋酯纤维、氨纶、氯纶等。传统的纺丝加工，很难赋予再生纤维功能性，一般都是采用后期表面功能处理，但表面功能处理受加工工艺、助剂影响较大，不容易稳定加工质量。有人研究在纺丝液中加入助剂，但是湿法纺丝受到很多因素的影响，如成纤高聚物与溶剂之间的溶解相平衡和溶解速度的问题，挤出过程对纺丝线速度分布的影响，凝固条件和控制成稳定性的作用，纺丝原液进入凝固浴后发生相分离的条件，纺丝液和凝固浴之间低分子组分双扩散的基本规律，影响双扩散过程的因素，传质通量比对初生纤维后加工性能及成品纤维质量指标的影响等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功能性纳米再生纤维及其加工工艺，是将纳米功能剂添加入纺丝液中，获得的再生功能纤维具有较好的抗紫外、抗菌性能,而且断裂强力有非常明显的提升。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的
即：该纤维的制备工艺是是湿法纺丝，是在纺丝液中加入纳米功能剂，然后喷射纺丝获得再生功能纤维。
上述的纳米功能剂是一种固态超细粉状，平均粒径<100nm，包括以下组分：芦根提取物、苄胺、丁烯二酸、乙烯苯甲胺，过硫酸铵，去离子水。
具体重量份含量是：
再具体而言，纳米功能剂，包括以下重量份的组分：
纳米功能剂的制备方法是：
将芦根提取物，苄胺，丁烯二酸，过硫酸铵加入反应釜，充分搅拌，升温至60℃，搅拌反应1h，再滴加乙烯苯甲胺，0.5小时滴完，然后开始升温至95℃，搅拌反应2h，将溶液倒入不锈钢容器中。
在0℃的冰柜及冰水降温的条件下，在2min内将溶液温度降至5-10℃，然后取出高速搅拌20min，再静置2h后，将底部的沉淀物过滤取出，再将沉淀物在60℃烘箱中烘干成固体粉末。粒径在50-100nm之间。
纳米功能剂加入再生纤维纺丝液中，喷射纺丝后获得纳米功能再生纤维，纳米功能剂添加量为1-35g/kg。
上述纳米功能剂合成原料中，各组成成分的作用是：
芦根提取物：主要成分为酚酸类物质，可以和苄胺、丁烯二酸形成初缩体，具有抗菌、抗紫外效果。
苄胺：提高功能粒子初缩体的稳定性。
丁烯二酸：提高功能粒子初缩体的稳定性，调控分子量。
乙烯苯甲胺：提高功能纳米粒子在固态下的稳定性。
过硫酸铵：合成催化剂。
本发明有以下积极的效果：
1、纳米功能剂制备便捷环保。
2、所得纳米功能再生纤维(黏胶、莫代尔、天丝等)功能效果优异，抗菌性能和抗紫外性能较好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
以下的实施例中，用于制备的再生纤维是黏胶织物，87.9g/m2，不需要改变化纤喷丝纺丝工艺。
一、实施例1-4所添加的纳米功能剂组分如表1所示(单位：重量份)：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 芦根提取物(份) | 10 | 15 | 2 | 6 |
| 苄胺(份) | 2 | 5 | 1 | 3 |
| 丁烯二酸(份) | 4 | 10 | 2 | 6 |
| 乙烯苯甲胺(份) | 2 | 5 | 1 | 3 |
| 过硫酸铵(份) | 0.3 | 0.8 | 0.2 | 0.4 |
| 去离子水(份) | 70 | 100 | 60 | 80 |
二、考察不同纳米功能剂添加量的影响
纳米功能剂添加量为0-35g/kg(且大于0)，不同添加量纳米功能剂所得再生纤维(再生纤维：黏胶织物，87.9g/m2)的性能参数比较见表2。
表2
从表2可知，不使用纳米功能剂，再生纤维织物的UPF值较低，没有抑菌性能。
纳米功能剂添加进入纺丝液，随着用量的增加，UPF值逐渐增加，大于15g/kg用量时，UPF值可大于50，抗紫外性能优秀，同时抑菌性能也很高(大于75％即认为具有抑菌性能)。同时意外发现，添加纳米功能剂后，再生纤维织物的断裂强力随着用量增加反而有明显提高。
三、普通表面处理功能剂效果
表3
选择三种市售的抗紫外整理剂和抗菌剂分别对再生纤维织物按照各自使用的工艺对织物进行表面功能处理后，抗紫外整理剂UPF值一般能达到40多，没有抑菌作用，使用后织物断裂强力是下降的。
三种抗菌剂没有抗紫外性能，对UPF值影响极小，抑菌性能大于90％，但比不上本申请添加进纺丝液的纳米功能剂效果，市售抗菌剂对织物的断裂强力也有影响。
测试方法：
抗菌性(抑菌率):GB 20944.3-2008-T《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》测试。
断裂强力：按GB/T 3923-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》进行测试，试验3次，取平均值。
纺织品紫外防护UPF值：按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》测定。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。
Claims (4)
1. 一种功能性纳米再生纤维的加工工艺，其特征在于，是通过湿法纺丝获得，是在纺丝液中加入纳米功能剂 ，然后喷射纺丝获得，该再生纤维的抗紫外、抗菌性能以及断裂强力均有所提升，其中，断裂强力最大在300N以上。
2.根据权利要求1所述的功能性纳米再生纤维的加工工艺，其特征在于，所述的纳米功能剂包括以下组分：芦根提取物、苄胺、丁烯二酸、乙烯苯甲胺，过硫酸铵，去离子水；
具体重量份含量是：
芦根提取物 2-15份
苄胺 1-5份
丁烯二酸 2-10份
乙烯苯甲胺 1-5份
过硫酸铵 0.2-0.8份
去离子水 60-100份。
3.根据权利要求1所述的功能性纳米再生纤维的加工工艺，其特征在于，
所述纳米功能剂，包括以下重量份的组分：
芦根提取物 10份
苄胺 2份
丁烯二酸 4份
乙烯苯甲胺 2份
过硫酸铵 0.3份
去离子水 70份。
4.根据权利要求1所述的功能性纳米再生纤维的加工工艺，其特征在于，所述纳米功能剂的制备方法如下：将芦根提取物，苄胺，丁烯二酸，过硫酸铵加入反应釜，充分搅拌，升温至60℃，搅拌反应1h，再滴加乙烯苯甲胺，0.5小时滴完，然后升温至95℃，搅拌反应2h，将溶液倒入不锈钢容器中；
在2min内将溶液温度降至5-10℃，然后取出高速搅拌20min，再静置2h后，将底部的沉淀物过滤取出，再将沉淀物在60℃烘箱中烘干成固体粉末，既得；粒径在50-100nm之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |
Application publication date: 20200904 |
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