CN113802384A - 一种具有吸附功能单丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有吸附功能单丝的制备方法，将活性球碳在酸液中浸泡设定时间；浸泡后的活性球碳与聚酰胺树脂浆料混合形成混合浆料；涂覆槽内放置有混合浆料，聚酰胺单丝或者聚酰胺复丝经过涂覆槽进行混合浆料涂覆。根据本申请实施例提供的技术方案，通过将活性球碳在酸液中进行浸泡，对活性球碳进行酸处理，有效的保护了活性球碳上的孔隙；同时，利用酸性聚酰胺树脂溶液和酸处理后的活性球碳进行混合，提高了活性球碳与聚酰胺单丝之间的结合力，使得制备形成的单丝具有较高的吸附功能的同时，活性球碳与单丝之间的结合也较为牢固，保证了具有吸附功能单丝的耐磨性。

Description

一种具有吸附功能单丝的制备方法
技术领域
本发明一般涉及单丝领域，尤其涉及一种具有吸附功能单丝的制备方法。
背景技术
活性炭空隙结构发达，表面积大，作为有效的吸附剂被广泛应用在环保领域，处理废水、废气、废溶剂等，在织物和纤维领域，通常将活性炭用胶黏剂粘附在其表面赋予织物或纤维吸附功能，经常用于防护服，防护面罩，吸附装置等方面。
可以通过在织物基体上涂胶，研磨制备的活性炭颗粒在热轧作用下均匀分布在织物基体上从而形成活性炭吸附层，再在上面覆盖一层无纺布防止活性炭摩擦剥落。
但是上述方法中，胶黏剂会堵塞部分活性炭孔隙，使活性炭的有效吸附容量减少；并且对于裸露在外的活性炭层则无法保证耐磨性和耐剥离性。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种具有吸附功能单丝的制备方法。
第一方面，提供一种具有吸附功能单丝的制备方法，包括：
将活性球碳在酸液中浸泡设定时间；
浸泡后的活性球碳与聚酰胺树脂浆料混合形成混合浆料，所述聚酰胺树脂浆料由以下质量份的组分组成：50-60份甲酸、29-45份乙酸、5-8份聚酰胺树脂、0.9-1.2份钛酸酯偶联剂、0.4-0.6份气相二氧化硅、1.3-1.5份丙二醇苯醚；
涂覆槽内放置有所述混合浆料，聚酰胺单丝或者聚酰胺复丝经过涂覆槽进行混合浆料涂覆。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过将活性球碳在酸液中进行浸泡，对活性球碳进行酸处理，有效的保护了活性球碳上的孔隙；同时，利用酸性聚酰胺树脂溶液和酸处理后的活性球碳进行混合，提高了活性球碳与聚酰胺单丝之间的结合力，使得制备形成的单丝具有较高的吸附功能的同时，活性球碳与单丝之间的结合也较为牢固，保证了具有吸附功能单丝的耐磨性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一实施例中具有吸附功能单丝的制备方法流程图；
图2为另一实施例中具有吸附功能单丝的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本实施例提供一种具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，包括：
将活性球碳在酸液中浸泡设定时间；
浸泡后的活性球碳与聚酰胺树脂浆料混合形成混合浆料，所述聚酰胺树脂浆料由以下质量份的组分组成：50-60份甲酸、29-45份乙酸、5-8份聚酰胺树脂、0.9-1.2份钛酸酯偶联剂、0.4-0.6份气相二氧化硅、1.3-1.5份丙二醇苯醚；
涂覆槽内放置有所述混合浆料，聚酰胺单丝或者聚酰胺复丝经过涂覆槽进行混合浆料涂覆。
其中，通过将活性球碳在酸液中进行浸泡，对活性球碳进行酸处理，有效的保护了活性球碳上的孔隙；同时，利用酸性聚酰胺树脂溶液和酸处理后的活性球碳进行混合，提高了活性球碳与聚酰胺单丝之间的结合力，使得制备形成的单丝具有较高的吸附功能的同时，活性球碳与单丝之间的结合也较为牢固，保证了具有吸附功能单丝的耐磨性。
上述酸液可以为甲酸溶液或者乙酸溶液或者甲酸乙酸混合溶液，通过上述酸液对活性球碳进行浸泡，对活性球碳进行酸处理，使得酸液占据活性球碳的孔隙，便于后续的聚酰胺树脂浆料与酸处理后的活性球碳进行混合，使得浆料能够填充在活性球碳的孔隙内，对活性球碳的孔隙实现有效的保护；
优选的，所述设定时间为至少12h。本实施例中优选的将活性球碳浸泡在酸液中至少12小时，优选的浸泡24小时，保证酸液能够充分的填充在活性球碳的孔隙内。
进一步的，所述活性球碳粒径小于等于30微米。本实施例中优选粒径较小的活性球碳，将这些活性球碳附着在聚酰胺单丝表面，使得聚酰胺单丝具有一定的吸附效果，选用粒径较小的活性球碳有利于其在单丝的表面排列，并且排列在单丝表面的活性球碳更加的致密，制备形成的单丝具有更好的吸附效果。
本实施例将酸处理后的活性球碳与聚酰胺树脂浆料进行混合，其需要进行充分的搅拌后静置脱泡，保证后续与聚酰胺单丝接触具有较好的粘附效果；本实施例中优选的采用50-60份甲酸、29-45份乙酸、5-8份聚酰胺树脂、0.9-1.2份钛酸酯偶联剂、0.4-0.6份气相二氧化硅、1.3-1.5份丙二醇苯醚进行聚酰胺树脂浆料的制备，其中通过甲酸和乙酸进行聚酰胺树脂的溶解，聚氨酯树脂溶解后的液体与活性球碳混合能够提高活性炭与聚酰胺单丝之间的结合力，使得活性球碳更好的结合在聚酰胺单丝的外表面；进一步的通过一定质量份的钛酸酯偶联剂和气相二氧化硅添加保证活性球碳在浆料中的分散性，使得活性球碳的分布更加的均匀，进一步在聚酰胺单丝表面的排列更加的均匀和致密；同时，一定质量份数的丙二醇苯醚能够有效防止活性球碳在浆料中的沉降，进一步的保证活性球碳在浆料中的均匀分布。
随后将聚酰胺单丝经过涂覆槽内的混合浆料，使得聚酰胺单丝外表面涂覆上具有活性球碳的浆料，该单丝成为具有吸附功能的单丝，进一步可以将该单丝织成管状物或织网，可对甲醛、挥发性有机物(VOCs)、芥子气等有毒气体有较强的吸附作用。
进一步的，还包括步骤：
涂覆后的聚酰胺单丝经过第一定位模具进行一次定型；
一次定型后的聚酰胺单丝进行干燥处理；
干燥处理后的聚酰胺单丝经过第二次定位模具进行二次定型。
如图2所示，本实施例中还包括对涂覆好的聚酰胺单丝进行定型和干燥的步骤，首先将涂覆后的聚酰胺单丝进行一次定型，并且优选的聚酰胺单丝的直径为d时，第一次定位模具的模口直径为d+(0.05-0.1)mm，第一次定位模具的模口略大于使用的单丝直径，使得单丝表面能够覆盖较多的混合浆料；
随后对一次定型后的聚酰胺单丝进行干燥处理，优选的可采用烘箱进行干燥，干燥处理的温度为120℃-150℃，由于甲酸沸点100.7℃，乙酸沸点117.9℃，需要设定比甲酸和乙酸沸点高的干燥温度，使得活性球碳孔隙内的酸剂得以挥发，活性球碳上的孔隙中的酸释放，恢复活性球碳上原来的孔隙，并且跟单丝接触的活性球碳部位由于酸液的释放以及酸液对聚氨酯树脂的刻蚀，使得活性球碳与单丝之间的粘接更加牢固，活性球碳在单丝集体上的附着力强，且不易脱落，具有较好的耐磨性，采用单丝制成的成品吸附能力也较强；
随后对干燥后的单丝进行二次定型，该二次定型的模具模口直径为d+(0.01-0.05)mm，该二次定型模口直径略小于一次定型模口直径，使得单丝表面的活性球碳排列更加致密，更加不容易剥落。
进一步的，所述聚酰胺单丝的走丝速度为15-25m/min。本实施例中的聚酰胺单丝经过涂覆槽内的混合浆料，并且进行两次定型和一次干燥，保证单丝外表面涂覆有活性球碳，单丝具有一定的吸附能力，优选的设聚酰胺单丝的走丝速度为15-25m/min，单丝能够充分的与混合浆料接触，进行混合浆料的涂覆，保证最终单丝的吸附功能。
本实施例中形成的单丝直径一般为0.5mm-5mm，满足常规需求。
本实施例还针对形成的单丝进行断裂强度测试和一定的耐磨性测试，其中，耐磨性测试为将所测纤维放在800目砂纸之间，垂直作用在砂纸上1kg重力，纤维沿水平方向以固定速度往复运动，移动距离为10cm，速度为15m/min，往复50次。
第一实施例：
将粒径为30μm球形活性炭在甲酸中浸泡12h，然后将其在混合酸(甲酸质量分数50、乙酸质量分数42)，聚酰胺树脂(质量份数为5)，钛酸酯偶联剂(质量份数为1.0)，气相二氧化硅(质量份数为0.5)，丙二醇苯醚(质量份数为1.5)混合液中形成混合浆料，搅拌均匀后静止脱泡。将直径为0.8mm的聚酰胺单丝经过涂覆槽，先后经过定位模具和控制直径大小的模具，模口直径为0.9mm，经过烘箱150℃干燥，经过直径为0.85mm的模具口二次定型，得到直径为0.85mm的高效吸附功能单丝，聚酰胺单丝走丝速度为15m/min。
最终具有吸附功能的单丝断裂强度为5.4cN/dtex，与原丝断裂强度5.35cN/dtex强度变化不大，比表面积下降8％，经过摩擦后，没有球形活性炭剥落。
第二实施例：
将粒径为30μm球形活性炭在甲酸中浸泡24h，然后将其在混合酸(甲酸质量分数60、乙酸质量分数29)，聚酰胺树脂(质量份数为8)，钛酸酯偶联剂(质量份数为1.0)，气相二氧化硅(质量份数为0.5)，丙二醇苯醚(质量份数为1.5)混合液中形成混合浆料，搅拌均匀后静止脱泡。将直径为0.8mm的聚酰胺单丝经过涂覆槽，先后经过定位模具和控制直径大小的模具，模口直径为0.9mm，经过烘箱120℃干燥，经过直径为0.85mm的模具口二次定型，得到直径为0.85mm的高效吸附功能单丝，聚酰胺单丝走丝速度为15m/min。
吸附单丝断裂强度为5.43cN/dtex，较第一实施例有所提升；比表面积下降幅度较第一实施例明显增加，下降了13％，经过摩擦后，没有球形活性炭剥落。
第三实施例：
将粒径为30μm球形活性炭在甲酸中浸泡24h，然后将其在混合酸(甲酸质量分数50、乙酸质量分数42)，聚酰胺树脂(质量份数为5)，钛酸酯偶联剂(质量份数为1.0)，气相二氧化硅(质量份数为0.5)，丙二醇苯醚(质量份数为1.5)混合液中形成混合浆料，搅拌均匀后静止脱泡。将直径为0.5mm的聚酰胺复丝经过涂覆槽，先后经过定位模具和控制直径大小的模具，模口直径为0.6mm，经过烘箱150℃干燥，经过直径为0.55mm的模具口二次定型，得到直径为0.55mm的高效吸附功能单丝，聚酰胺单丝走丝速度为25m/min。
吸附单丝断裂强度为8.2cN/dtex，与涂覆前原丝断裂强度8.6cN/dtex稍下降，比表面积下降15％，经过摩擦后，没有球形活性炭剥落。
上述实施例中的数据表面最终形成的具有吸附功能的单丝断裂强度改变不大，具有一定的吸附功能，并且耐磨性较高，活性球碳不易脱落。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，包括：
将活性球碳在酸液中浸泡设定时间；
浸泡后的活性球碳与聚酰胺树脂浆料混合形成混合浆料，所述聚酰胺树脂浆料由以下质量份的组分组成：50-60份甲酸、29-45份乙酸、5-8份聚酰胺树脂、0.9-1.2份钛酸酯偶联剂、0.4-0.6份气相二氧化硅、1.3-1.5份丙二醇苯醚；
涂覆槽内放置有所述混合浆料，聚酰胺单丝或者聚酰胺复丝经过涂覆槽进行混合浆料涂覆。
2.根据权利要求1所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，还包括步骤：
涂覆后的聚酰胺单丝经过第一定位模具进行一次定型；
一次定型后的聚酰胺单丝进行干燥处理；
干燥处理后的聚酰胺单丝经过第二次定位模具进行二次定型。
3.根据权利要求1所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，所述设定时间为至少12h。
4.根据权利要求1所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，所述活性球碳粒径小于等于30微米。
5.根据权利要求1或2所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺单丝的走丝速度为15-25m/min。
6.根据权利要求2所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺单丝直径为d，所述第一次定位模具的模口直径为d+(0.05-0.1)mm，所述第二次定位模具的模口直径为d+(0.01-0.05)mm。
7.根据权利要求2所述的具有吸附功能单丝的制备方法，其特征在于，所述干燥处理温度为120℃-150℃。
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