CN114411281A - 一种耐水洗彩色假发纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料领域，具体为一种耐水洗彩色假发纤维及其制备方法，由以下成分组成：羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米填料、色母，本发明制备的假发纤维色牢度高，耐水洗易清洁，而且力学性能优良，弹性高不易断裂，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐水洗彩色假发纤维及其制备方法。
背景技术
假发作为通过人造技术制造而成的头发，不仅仅可供秃头或头发稀少的人佩戴，还可作为装饰，供寻求个性潮流的年轻人佩戴，很多年轻人佩戴色彩艳丽、造型别致的假发出没于各大秀场，展示自己。
但是目前的假发色泽大多是工业染料漂染获得，色牢度差，不耐水洗，但是长时间佩戴假发容易出汗滋生细菌，如果不进行清洗必然会危害佩戴者的身体健康。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种耐水洗彩色假发纤维及其制备方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下成分组成：
羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米填料、色母。
进一步地，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 60-80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-15份、聚氨酯脲2-4份、马来酸酐改性纤维素1-3份、纳米填料4-8份、色母0.1-0.5份。
更进一步地，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、聚氨酯脲4份、马来酸酐改性纤维素2份、纳米填料5份、色母0.1份。
进一步地，所述羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
S1：将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1-2h后，升温至80-85℃搅拌5-10min后，离心、洗涤，得到预处理PET；
S2：将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至50-55℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液；
S3：将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，升温至40-50℃搅拌反应20-40min，离心，洗涤后，烘干即可。
进一步地，尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠的质量比为14-16：1：0.3-0.5。
进一步地，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1-1.5％。
进一步地，所述马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至50-60℃加入乙酸钠，继续搅拌10-30min后升温至80-90℃反应5-10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
进一步地，所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米蒙脱土、纳米氧化锌、纳米碳酸钙中的任意一种或多种组合。
进一步地，所述色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯20-25份、聚乙烯低分子蜡0.1-0.5份、硬脂酸钠0.1-0.5份、颜料5-10份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米填料、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为250-270℃，纺丝速度为2500-3000m/min，冷却后140-180℃热风下拉伸，拉伸倍率为4-4.4，拉伸后160-180℃热定型10-30min即可。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种耐水洗彩色假发纤维，对苯二甲酸乙二酯(PET)具有良好的尺寸稳定性，具有耐腐蚀、抗霉菌等诸多优点，是作为假发的常用原材料，但是其强度及弹性不理想，发明人利用羊毛蛋白对其进行改性，脂肪酶处理可使PET表面形成极性基团，交联大豆蛋白后可有效改善PET的亲水性、柔软度和力学性能，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与PET结构类似，但是其韧性极高，加入后能进一步改善抗拉性和回弹性，聚氨酯脲具有独特的微相分离结构，兼具高强度和高韧性，同时内部含有大量的氢键，具有自修复能力，加入后可以提高假发纤维的回弹性和自修复能力，马来酸酐改性纤维素不仅提高了纤维素的相容性，而且可以作为吸附中心起到固色的作用，本发明制备的假发纤维色牢度高，耐水洗易清洁，而且力学性能优良，弹性高不易断裂，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、聚氨酯脲4份、马来酸酐改性纤维素2份、纳米碳酸钙5份、色母0.1份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1h后，升温至85℃搅拌10min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比15：1：0.5加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至55℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1.5％，升温至45℃搅拌反应40min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至50℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌30min后升温至90℃反应10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯25份、聚乙烯低分子蜡0.2份、硬脂酸钠0.1份、颜料永固黄10份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为260℃，纺丝速度为2500m/min，冷却后160℃热风下拉伸，拉伸倍率为4，拉伸后160℃热定型20min即可。
实施例2：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 70份、聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、聚氨酯脲2份、马来酸酐改性纤维素3份、纳米碳酸钙4份、色母0.2份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1h后，升温至85℃搅拌5min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比14：1：0.3加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至50℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1％，升温至45℃搅拌反应40min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至60℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌20min后升温至85℃反应10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯25份、聚乙烯低分子蜡0.2份、硬脂酸钠0.5份、颜料酞菁绿8份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为270℃，纺丝速度为2600m/min，冷却后150℃热风下拉伸，拉伸倍率为4，拉伸后180℃热定型10min即可。
实施例3：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、聚氨酯脲4份、马来酸酐改性纤维素3份、纳米碳酸钙8份、色母0.5份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡2h后，升温至85℃搅拌10min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比16：1：0.5加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至55℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1.5％，升温至50℃搅拌反应40min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至60℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌30min后升温至90℃反应10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯25份、聚乙烯低分子蜡0.5份、硬脂酸钠0.5份、颜料偶氮红10份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为270℃，纺丝速度为3000m/min，冷却后180℃热风下拉伸，拉伸倍率为4.4，拉伸后180℃热定型30min即可。
实施例4：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 60份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、聚氨酯脲2份、马来酸酐改性纤维素1份、纳米碳酸钙4份、色母0.1份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1h后，升温至80℃搅拌5min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比14：1：0.3加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至50℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1％，升温至40℃搅拌反应20min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至50℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌10min后升温至80℃反应5h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯20份、聚乙烯低分子蜡0.1份、硬脂酸钠0.1份、颜料酞菁红5份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为250℃，纺丝速度为2500m/min，冷却后140℃热风下拉伸，拉伸倍率为4，拉伸后160℃热定型10min即可。
实施例5：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 60份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、聚氨酯脲2份、马来酸酐改性纤维素3份、纳米碳酸钙4份、色母0.5份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1h后，升温至85℃搅拌5min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比16：1：0.3加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至55℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1％，升温至50℃搅拌反应20min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至60℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌10min后升温至90℃反应5h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯25份、聚乙烯低分子蜡0.1份、硬脂酸钠0.5份、颜料永固黄5份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为270℃，纺丝速度为2500m/min，冷却后180℃热风下拉伸，拉伸倍率为4，拉伸后180℃热定型10min即可。
实施例6：
一种耐水洗彩色假发纤维，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、聚氨酯脲4份、马来酸酐改性纤维素1份、纳米碳酸钙8份、色母0.1份。
其中，羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡2h后，升温至80℃搅拌10min后，离心、洗涤，得到预处理PET，将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠按质量比14：1：0.5加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至50℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液，将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1.5％，升温至40℃搅拌反应40min，离心，洗涤后，烘干即可。
马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至50℃加入乙酸钠，马来酸酐与乙酸钠的物质的量比为1:1，继续搅拌30min后升温至80℃反应10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯20份、聚乙烯低分子蜡0.5份、硬脂酸钠0.1份、颜料永固黄10份。
上述耐水洗彩色假发纤维的制备方法：
将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米碳酸钙、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为250℃，纺丝速度为3000m/min，冷却后140℃热风下拉伸，拉伸倍率为4.4，拉伸后160℃热定型30min即可。
对比例1：
对比例1与实施例1基本相同，区别在于，用PET代替羊毛蛋白改性PET。
对比例2：
对比例2与实施例1基本相同，区别在于，不加入聚氨酯脲。
对比例3：
对比例3与实施例1基本相同，区别在于，用纤维素代替马来酸酐改性纤维素。
对比例4：
对比例4与实施例1基本相同，区别在于，直接将颜料永固黄加入，即用颜料永固黄代替色母。
性能测试：
在岛津AGS500纤维强力机上测试本发明实施例1-6及对比例1-4所制备假发纤维的断裂强度、断裂伸长率。
弹性回复率：将本发明实施例1-6及对比例1-4所制备假发纤维拉伸至原长度的300％，经过5次循环往复拉伸停留30s后，测量松弛长度，计算弹性回复率，测试前试样在25℃，相对湿度65％的条件下放置4h，测试时拉伸速度为500mm/min，试样长度为50mm，每个试样测试5次取平均值。
测试结果如下表1所示：
表1：
参照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》标准，在SW12型耐洗色牢度试验机上进行本发明实施例1-6及对比例1-4所制备假发纤维的耐皂洗色牢度，测试后用GB250-1995《评定变色用灰色样卡》评定试样的褪色、沾色牢度级别，结果如下表2所示：
表2：
由上表1和表2可知，本发明制备的假发纤维色牢度高，耐水洗易清洁，而且力学性能优良，弹性高不易断裂。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，由以下成分组成：
羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米填料、色母。
2.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 60-80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-15份、聚氨酯脲2-4份、马来酸酐改性纤维素1-3份、纳米填料4-8份、色母0.1-0.5份。
3.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，由以下重量份数的成分组成：
羊毛蛋白改性PET 80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、聚氨酯脲4份、马来酸酐改性纤维素2份、纳米填料5份、色母0.1份。
4.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，所述羊毛蛋白改性PET的制备方法如下：
S1：将PET加入脂肪酶磷酸缓冲溶液中，超声振荡1-2h后，升温至80-85℃搅拌5-10min后，离心、洗涤，得到预处理PET；
S2：将尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠加入水中，搅拌得到均一溶液，再将羊毛烘干、粉碎后加入，升温至50-55℃搅拌直至羊毛溶解，获得羊毛蛋白液；
S3：将聚乙烯醇缩水甘油醚、预处理PET加入羊毛蛋白液中，升温至40-50℃搅拌反应20-40min，离心，洗涤后，烘干即可。
5.如权利要求4所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，尿素、硫化钠、十二烷基硫酸钠的质量比为14-16：1：0.3-0.5。
6.如权利要求4所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，聚乙烯醇缩水甘油醚用量为预处理PET质量的1-1.5％。
7.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，所述马来酸酐改性纤维素的制备方法如下：
将纤维素用乙酸溶液溶解后，将马来酸酐、对苯二酚加入，搅拌升温至50-60℃加入乙酸钠，继续搅拌10-30min后升温至80-90℃反应5-10h，加水淬灭反应，离心、洗涤后烘干即可。
8.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米蒙脱土、纳米氧化锌、纳米碳酸钙中的任意一种或多种组合。
9.如权利要求1所述的耐水洗彩色假发纤维，其特征在于，所述色母由以下重量份数的成分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯20-25份、聚乙烯低分子蜡0.1-0.5份、硬脂酸钠0.1-0.5份、颜料5-10份。
10.一种如权利要求1-9所述的耐水洗彩色假发纤维的制备方法，其特征在于，将羊毛蛋白改性PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯脲、马来酸酐改性纤维素、纳米填料、色母混合均匀后加入熔融纺丝机中纺丝，纺丝温度为250-270℃，纺丝速度为2500-3000m/min，冷却后140-180℃热风下拉伸，拉伸倍率为4-4.4，拉伸后160-180℃热定型10-30min即可。
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