CN112176446A - 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌聚酯纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112176446A
CN112176446A CN202011111333.3A CN202011111333A CN112176446A CN 112176446 A CN112176446 A CN 112176446A CN 202011111333 A CN202011111333 A CN 202011111333A CN 112176446 A CN112176446 A CN 112176446A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyester fiber
antibacterial polyester
triazole
isophthalic acid
copolyester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011111333.3A
Other languages
English (en)
Inventor
邓颖菁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202011111333.3A priority Critical patent/CN112176446A/zh
Publication of CN112176446A publication Critical patent/CN112176446A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/685—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen
    • C08G63/6854—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6856—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C08G63/82—Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/85—Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or compounds thereof
    • C08G63/86—Germanium, antimony, or compounds thereof
    • C08G63/866—Antimony or compounds thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D01F1/103—Agents inhibiting growth of microorganisms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗菌聚酯纤维及其制备方法，包括：以5‑(1H‑1,2,4‑三唑‑1‑基)间苯二甲酸为第三单体，与对苯二甲酸乙二醇酯进行酯交换、缩聚反应制备共聚酯，共聚酯在溶液中负载Cu(II)后进行静电纺丝制备抗菌聚酯纤维；本发明提供的抗菌聚酯纤维对大肠杆菌和黄色葡萄球菌有良好的抑菌效果，且经过水洗后仍能保持较好的效果，具有再生性，另外制备工艺和过程简单环保，具有潜在应用前景。

Description

一种抗菌聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维领域，具体涉及一种抗菌聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有强度高、热性能好等优点。年产量巨大，占化纤年产量的80％以上。但聚酯产品存在结构单一、产能过剩等问题。因此，以PET为基的新型聚酯及其纤维的研发，不但能将过剩的产能利用起来，还能提高PET及其产品的附加值。当今功能纺织材料是研究的一项热点，当涤纶作为纺织材料时，会与人体皮肤贴身接触，人们更希望它具有某些特殊的功能。人体皮肤表面分布着许许多多的细菌，正常情况下皮肤的微生态处于一种动态平衡，当这种平衡被打破后，极易导致感染或皮肤疾病；除此之外，人体皮肤细菌还容易将人体无味的分泌物转化为具有挥发性气体，如腋窝、脚部等汗腺发达的部位产生的腋臭、脚气等。研制具有抗菌功能的PET基纺织材料，对提高人们的生活品质具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种具有抗菌作用的聚酯纤维，通过引入含有三唑的第三单体与对苯二甲酸和乙二醇进行缩聚得到共聚酯，再负载Cu2+，静电纺丝制得纤维丝，所得抗菌聚酯纤维具有良好的抑菌性能，并且制备工艺简单环保。
一种抗菌聚酯纤维，其结构式如下：
Figure BDA0002728704230000021
式中m的取值为100～150，n的取值为6～20。
上述抗菌聚酯纤维的反应流程及制备方法如下：
(1)称取5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸、乙二醇、醋酸锑投入反应釜中，通入N2，控制反应压力在0.15～0.40MPa，在180～200℃下进行酯化反应，当酯化率达到80％时停止反应，得到5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯。
所述5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸、乙二醇投料比为1:2～2.5(摩尔量)，醋酸锑的用量为5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸的0.1～0.4％(质量)。
(2)称取5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、苯甲酸、乙二醇、醋酸锑、磷酸三甲酯投入反应釜中，通入N2，温度升高至240～260℃时，启动真空泵，真空度控制在0.8～1MPa内0.5～1h进行酯交换反应，继而将温度升高至250～280℃，真空度低于50Pa，开始缩聚反应1～2h，用氮气解除真空并出料，得到共聚酯。
所述苯甲酸、5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、乙二醇的投料比为100:10～50:120，醋酸锑和磷酸三甲酯的质量均为苯甲酸的0.02～0.05％(质量)。
(3)以六氟异丙醇为溶剂溶解共聚酯，调节溶液的pH＝7～8，加热至40～50℃，开始滴加1mg/mL的五水硫酸铜溶液，保温搅拌0.5～1h结束反应，用甲醇作为沉淀剂，进行沉淀过滤，再用蒸馏水洗涤3次，置于真空干燥箱中干燥12h得到抗菌聚酯。
所述共聚酯六氟异丙醇溶液的质量分数为8～10％。
所述共聚酯六氟异丙醇溶液和五水硫酸铜溶液的混合体积比为5～8:1。
(4)以三氯甲烷作为纺丝溶剂，将共聚酯投入纺丝溶剂中充分溶解后，静置24h以消除气泡，制得纺丝液注入静电纺丝装置的溶液通道进行纺丝。纺丝得到的聚酯纤维膜用丙酮浸泡1～2h，以出去残留的溶剂，然后放入50℃真空烘箱中干燥24h，得到抗菌聚酯纤维。
所述纺丝液的质量浓度为20％。
所述静电纺丝参数为：纺丝电压24kV，接收距离为10～15cm，纺丝溶液流速为0.3～1mL/h，纺丝速度为40μm/min。
本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明引入第三单体5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸与对苯二甲酸、乙二醇进行共聚制备共聚酯，负载Cu(II)后，对大肠杆菌和黄色葡萄球菌有良好的抑菌效果，且经过水洗后仍能保持较好的效果，有一定的再生性。
(2)本发明提供的抗菌聚酯纤维制备工艺简单环保，具有潜在应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的共聚酯的1H-NMR谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
本发明测试：
元素分析：采用美国LeemanProdigy型电感耦合等离子体原子发射仪检测Cu元素的含量。
特性粘度：采用质量比为1:1的苯酚和四氯乙烷溶液，采用全自动粘度测定仪，毛细管直径为1.2mm，对共聚酯的特性粘度进行测定。
抗菌测试：将所得抗菌纤维，并按照国家标准GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》对抗菌聚酯纤维的抗菌性能进行测试。实验菌为黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
实施例1
(1)称取5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸、乙二醇、醋酸锑投入反应釜中，通入N2，控制反应压力在0.40MPa，在200℃下进行酯化反应，当酯化率达到82％时停止反应，得到5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯。
所述5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸、乙二醇的投料摩尔比例为1:2.2，醋酸锑的用量为5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸的0.3％(质量)。
(2)称取5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、苯甲酸、乙二醇、醋酸锑、磷酸三甲酯投入反应釜中，通入N2，温度升高至240℃时，启动真空泵，真空度控制在1MPa内，进行酯交换反应0.5h，将温度升高至270℃，真空度低于50Pa，开始缩聚反应2h，用氮气解除真空并出料，得到共聚酯。
所述苯甲酸、5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、乙二醇的投料比为100:28:120，醋酸锑和磷酸三甲酯的质量均为苯甲酸的0.03％(质量)。
步骤(2)制备得到的共聚酯的1H-NMR谱图采用BrukerAV-400核磁共振仪测定，溶剂为DMSO(TMS内标)，结果参阅附图1。
(3)配置浓度为10％(质量)的共聚酯六氟异丙醇溶液，加入1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH＝7.8，加热至50℃，开始滴加1mg/mL的五水硫酸铜溶液，保温搅拌1h结束反应，用甲醇作为沉淀剂，进行沉淀过滤，再用蒸馏水洗涤3次，置于真空干燥箱中干燥12h得到抗菌聚酯。
所述共聚酯六氟异丙醇溶液和五水硫酸铜溶液的混合体积比为8:1。
(4)配置质量浓度为20％的抗菌聚酯三氯甲烷溶液作为纺丝溶剂，静置24h以消除气泡，制得纺丝液注入静电纺丝装置的溶液通道进行纺丝。纺丝得到的聚酯纤维膜用丙酮浸泡1h，以出去残留的溶剂，然后放入50℃真空烘箱中干燥24h。
静电纺丝参数为：纺丝电压24kV，接收距离为15cm，纺丝溶液流速为1mL/h，纺丝速度为40μm/min。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：
步骤(2)中苯甲酸、5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、乙二醇的投料比为100:36:120，醋酸锑和磷酸三甲酯的质量分别为苯甲酸的0.03％(质量)和0.05％(质量)；酯交换温度为255℃，缩聚温度为280℃。
步骤(3)中共聚酯六氟异丙醇溶液和五水硫酸铜溶液的混合体积比为6:1。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：
步骤(2)中苯甲酸、5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、乙二醇的投料比为100:55:120，醋酸锑和磷酸三甲酯的质量均为苯甲酸的0.05％(质量)；酯交换温度为260℃，反应时间为1h，反应压力为0.8MPa；缩聚温度为280℃，反应时间为1.5h。
步骤(3)中共聚酯六氟异丙醇溶液和五水硫酸铜溶液的混合体积比为5:1。
对比例1
制备纯PET聚酯纤维。
苯甲酸、乙二醇、醋酸锑、磷酸三甲酯的投料摩尔比为100:120，升温至200℃，常压下进行预缩聚反应2h，继续升温至230℃，开启真空泵，将真空度控制在低于50Pa，开始缩聚反应2h，用氮气解除真空并出料，得到纯PET聚酯。
纺丝条件与实施例1步骤(4)相同，制得纯PET聚酯纤维。
实施例1～3和对比例1制备的聚酯纤维的各项测试结果如表1所示。
表1.实施例测试结果
Figure BDA0002728704230000071

Claims (7)

1.一种抗菌聚酯纤维，其特征在于，所述抗菌聚酯纤维具有式(I)结构：
Figure FDA0002728704220000011
式中m:n的取值为100:10～30。
2.一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸与乙二醇进行酯化反应，当酯化率达到80％时停止反应，制备5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯；
(2)5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、苯甲酸、乙二醇进行酯交换，缩聚反应，制备共聚酯；
(3)共聚酯在溶液中负载Cu(II)，制备抗菌聚酯。
(4)静电纺丝制备聚酯纤维膜。
3.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)以醋酸锑为催化剂，用量为5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸的0.1～0.4％(质量)。
4.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸、乙二醇投料比为1:2～2.5(摩尔量)。
5.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)以醋酸锑为催化剂，磷酸三甲酯为稳定剂，用量为苯甲酸质量的的0.02～0.05％。
6.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)的苯甲酸、5-(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸乙二酯、乙二醇的投料比为100:10～50:120。
7.根据权利要求2所述一种抗菌聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述共聚酯的特性粘度为0.6～0.8dL/g。
CN202011111333.3A 2020-10-16 2020-10-16 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法 Pending CN112176446A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011111333.3A CN112176446A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011111333.3A CN112176446A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112176446A true CN112176446A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73949664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011111333.3A Pending CN112176446A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112176446A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471169A (zh) * 2020-06-15 2020-07-31 邓颖菁 一种抗菌聚酯切片及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003147637A (ja) * 2001-11-09 2003-05-21 Toagosei Co Ltd 抗菌性ポリエステル繊維
CN106008941A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 东华大学 一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备和应用
CN106750331A (zh) * 2016-11-21 2017-05-31 东华大学 一种高吸附性聚酯材料及其制备方法
CN107759779A (zh) * 2017-11-13 2018-03-06 东华大学 一种抗菌性聚酯材料及其制备方法
CN108084414A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 宝生时代包装材料江苏有限公司 一种抗紫外线抗菌聚酯切片的制备方法
CN111636145A (zh) * 2020-06-15 2020-09-08 邓颖菁 一种吸附重金属的聚酯纤维膜及其制备方法
CN111635516A (zh) * 2020-06-02 2020-09-08 浙江恒澜科技有限公司 一种具有抗菌性的生物基聚酯的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003147637A (ja) * 2001-11-09 2003-05-21 Toagosei Co Ltd 抗菌性ポリエステル繊維
CN106008941A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 东华大学 一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备和应用
CN106750331A (zh) * 2016-11-21 2017-05-31 东华大学 一种高吸附性聚酯材料及其制备方法
CN107759779A (zh) * 2017-11-13 2018-03-06 东华大学 一种抗菌性聚酯材料及其制备方法
CN108084414A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 宝生时代包装材料江苏有限公司 一种抗紫外线抗菌聚酯切片的制备方法
CN111635516A (zh) * 2020-06-02 2020-09-08 浙江恒澜科技有限公司 一种具有抗菌性的生物基聚酯的制备方法
CN111636145A (zh) * 2020-06-15 2020-09-08 邓颖菁 一种吸附重金属的聚酯纤维膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李保花等: "第4.2节", 《分离与回收重金属的典型树脂研究进展》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471169A (zh) * 2020-06-15 2020-07-31 邓颖菁 一种抗菌聚酯切片及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3051985B2 (ja) ポリ（１，３―プロピレンテレフタレート）の硬いセグメントをもつたポリエステルエーテル共重合体エラストマー
CN103709679B (zh) 一种改性脂肪族-芳香族共聚酯及其制备方法和应用
CN104499082B (zh) 一种高上染率聚酯纤维dty丝及其制备方法
CN112176446A (zh) 一种抗菌聚酯纤维及其制备方法
US4115350A (en) Production of thermally stabilized polyester
CN104499091B (zh) 一种聚酯并列复合丝及其制备方法
CN115785419A (zh) 改性petg共聚酯、制备方法及其发泡颗粒的制备方法
CN109706542A (zh) 一种阻燃聚酯纤维及其制备方法
CN106008941B (zh) 一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备和应用
CA1119348A (en) Production of thermally stabilized polyester
US2777830A (en) Dyeable polyesters
CN110467722B (zh) 一种亲水聚酯及其制备方法
CN104532391B (zh) 一种高上染率聚酯纤维及其制备方法
US3663508A (en) Modified polyesters and shaped structures made therefrom
CN115044027B (zh) 一种阻燃聚酯及其制备方法
CN104530395B (zh) 一种改性聚酯及其制备方法
CN110606956A (zh) 一种壳聚糖-纤维素复合材料及其敷料
US3025266A (en) Polyesters prepared from a mixture of
JPS62240318A (ja) カルボキシル基を有するポリエステル樹脂の製法
CN109322003A (zh) 高亲水无锑水刺专用纤维制造方法
CN111549527A (zh) 一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法
CN111471169A (zh) 一种抗菌聚酯切片及其制备方法
US3684768A (en) Thermally stable polyesters having improved dyeability
CN114150396B (zh) 一种雪花中空绒纤维及其制备方法
US4102867A (en) Copolyesters of phthalic acids and hydantoins

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210105