CN114717685B - 一种pbat短纤的制备方法 - Google Patents
一种pbat短纤的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114717685B CN114717685B CN202210161750.1A CN202210161750A CN114717685B CN 114717685 B CN114717685 B CN 114717685B CN 202210161750 A CN202210161750 A CN 202210161750A CN 114717685 B CN114717685 B CN 114717685B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pbat
- layer material
- zinc oxide
- porous nano
- nano zinc
- 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.)
- Active
Links
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
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂混合均匀,熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒;所述的抗菌剂为负载了苯甲酸钠的多孔纳米氧化锌;(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒干燥后,分别作为芯层材料和皮层材料;(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤。本发明通过对纤维组分及纺丝过程中的工艺调控,提升了PBAT纤维的纺丝稳定性,实现了高速连续纺丝。
Description
技术领域
本发明涉及可生物降解纤维材料领域,尤其是涉及一种PBAT短纤的制备方法。
背景技术
聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是由对苯二甲酸、己二酸和1,4-丁二醇聚合而成的三元共聚酯,为近年来国内外研究较多的一种新型的生物降解材料。PBAT中含柔性的脂肪链和刚性的芳香键,因而具有高韧性和耐高温性,而由于脂肪族酯键的存在,促使其具有生物可降解性。
作为性能优异的可降解材料,PBAT同样可以用于纺织材料领域。但PBAT在纺丝过程中,因初生纤维结晶度低、玻璃化转变温度低、结晶速度慢因素造成的纤维粘连问题,致使纤维难以连续稳定成形。因此,现有技术中一般需要将PBAT与PLA等其他高分子材料共混进行熔融纺丝,以提高PBAT的可纺性。例如,在中国专利文献上公开的“一种抗静电PBAT纤维”,其公开号CN110158196A,包括下述重量份组成:聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯:100份,PLA:25份,抗静电剂:0.5份,调和剂:0.1份,增塑剂:2份,抗氧剂:0.1份。
但PLA等材料的加入会影响PBAT纤维的韧性,使纤维质地硬且脆性大,缺少弹性和柔性,影响纤维在纺织材料中的应用。因此,开发一种可提高纯PBAT纤维纺丝稳定性的工艺,具有重要意义。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中PBAT在纺丝过程中易产生纤维粘连,难以连续稳定成形的问题,提供一种PBAT短纤的制备方法,通过对纤维组分及纺丝过程中的工艺调控,提升了PBAT纤维的纺丝稳定性,实现了高速连续纺丝。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂混合均匀,熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒;所述的抗菌剂为负载了苯甲酸钠的多孔纳米氧化锌;
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒干燥后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤。
本发明以PBAT母粒作为芯层材料,以添加了抗菌剂的抗菌PBAT母粒作为皮层材料,制成皮芯型PBAT纤维,皮层和芯层的主要成分均为PBAT,使纤维具备可生物降解性,满足环保需求。皮层中添加负载了苯甲酸钠的多孔纳米氧化锌作为抗菌剂,纳米氧化锌具有良好的抗菌性能,将其加入皮层中,可使纤维具有持久的抗菌效果,且对人体安全健康无刺激性,有利于PBAT纤维在纺织材料中的应用。同时,本发明采用具有多孔结构的纳米氧化锌,并在其孔道内负载了苯甲酸钠,苯甲酸钠同样具有抑菌作用,可进一步提升纤维的抗菌性能;同时,苯甲酸钠可作为成核剂,促进PBAT在多孔纳米氧化锌的孔道内结晶,加快了PBAT的结晶速度,从而可避免纺丝过程中结晶速度慢造成的纤维粘连问题,有利于纤维的连续稳定成形。并且,促进PBAT在多孔纳米氧化锌的孔道内结晶,也可以提升无机粒子与PBAT基体之间的相容性,避免抗菌剂的加入对纤维的力学性能造成的影响。本发明在前纺工艺中,采用环吹方式对挤出成型的初生纤维进行冷却,使初生纤维的冷却更加均匀,进一步提升了纺丝稳定性。
由于PBAT的熔点较低,只有130℃左右,故将其制成长纤在服装面料领域应用困难。因此,本发明将PBAT制成短纤,可用于无纺布的制备,制成的无纺布可用于面膜、膏药背衬、口罩、坐垫等的生产,扩宽了PBAT纤维的应用。
作为优选,步骤(1)中所述的PBAT母粒与抗菌剂的质量比为97~100:0.3~3。抗菌剂添加过少,纤维的抗菌性及对PBAT结晶速度的提升作用不佳。而作为无机粒子的抗菌剂添加过多,会影响PBAT熔体的流动性,影响PBAT的纺丝性能;并且无机粒子的团聚现象严重、与PBAT基体之间的相容性不佳,会导致纤维力学性能下降。本发明将抗菌剂的用量控制在适当范围,可在保证纤维力学性能的同时使纤维具有良好的抗菌性能。
作为优选,步骤(1)中的挤出温度为180~240℃。
作为优选,步骤(1)中所述的抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4~5,搅拌反应1~3h后将溶液转移至水热釜中,90~95℃下水热反应20~30h,将产物过滤、洗涤、干燥后400~500℃下煅烧1~3h,得到多孔纳米氧化锌;其中,醋酸锌、尿素、P123和均三甲苯的质量比为1:5.8~6.2:0.1~0.15:0.15~0.2;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:10~15;100~110℃下回流反应18~24h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:30~50;搅拌反应6~8h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂。
本发明的抗菌剂制备过程中,先通过步骤A)以P123为模板剂,均三甲苯为扩孔剂,通过水热法制得具有介孔结构的多孔纳米氧化锌;然后通过步骤B)在多孔纳米氧化锌的孔道表面修饰季铵盐;最后通过步骤C)将苯甲酸钠负载在多孔纳米氧化锌的孔道内。用季铵盐对多孔纳米氧化锌进行修饰,可通过带正电的季铵盐基团与带负电的苯甲酸根的静电吸附作用,使苯甲酸钠有效负载在多孔纳米氧化锌的孔道内。
作为优选,步骤(2)中的干燥温度65~75℃,干燥时间3~5h。
作为优选,步骤(3)中芯层材料和皮层材料的熔融挤出温度为220~270℃。
作为优选,步骤(3)中挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为20:80~80:20,纺丝箱体温度为220~280℃。本发明将PBAT纤维制成皮芯结构,并限定芯层和皮层的比例,可在保证纤维具有良好的抗菌性和可纺性的同时,降低抗菌剂的用量。
作为优选,步骤(3)中环吹风的温度为15~25℃,环吹速度2~10m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度500~1200m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.02~1.10倍。本发明通过对环吹风温度及速度进行限定和优化,提升了纤维冷却的效率和均匀性,结合一定的卷绕参数,可实现PBAT纤维的高速连续纺丝。
作为优选,步骤(4)中上油时的油槽温度40~60℃,牵伸时的水浴温度40~80℃,总牵伸倍率1.0~3.0倍,烘箱温度50~60℃,车速30~250m/min。
作为优选,步骤(4)中切断后的PBAT短纤的长度为3~190mm。
因此,本发明具有如下有益效果:
(1)以PBAT母粒作为芯层材料,以添加了抗菌剂的抗菌PBAT母粒作为皮层材料,制成皮芯型PBAT纤维,皮层和芯层的主要成分均为PBAT,使纤维具备可生物降解性,满足环保需求;
(2)在皮层中添加负载了苯甲酸钠的多孔纳米氧化锌作为抗菌剂,使纤维具有抗菌性能的同时提升了PBAT的结晶速度,从而提升了其可纺性;
(3)对纺丝过程中的冷却方式及各步骤的工艺参数进行优化,进一步提升了纺丝稳定性。
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描述。
在本发明中,若非特指,所有原料均可从市场购得或是本行业常用的,下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域常规方法。
总实施例:
一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂按质量比97~100:0.3~3混合均匀,经双螺杆挤出机熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒,双螺杆挤出机各区温度为:
螺杆各区 | 温度(℃) |
一区 | 100-150 |
二区 | 160-210 |
三区 | 180-240 |
四区 | 180-240 |
五区 | 180-240 |
六区 | 180-240 |
七区 | 180-240 |
八区 | 180-240 |
九区 | 180-240 |
十区 | 180-240 |
模头 | 180-240 |
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒在65~75℃下干燥3~5h后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别经单螺杆挤出机熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;
单螺杆挤出机各区温度为:
螺杆各区 | 温度(℃) |
一区 | 150-250 |
二区 | 220-270 |
三区 | 220-270 |
四区 | 220-270 |
五区 | 220-270 |
挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为20:80~80:20;纺丝箱体温度为220~280℃;环吹风的温度为15~25℃,环吹速度2~10m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度500~1200m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.02~1.10倍;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤;上油时的油槽温度40~60℃,牵伸时的水浴温度40~80℃,总牵伸倍率1.0~3.0倍,烘箱温度50~60℃,车速30~250m/min;切断后的PBAT短纤的长度为3~190mm。
其中,抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、P123和均三甲苯的质量比为1:5.8~6.2:0.1~0.15:0.15~0.2;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4~5,搅拌反应1~3h后将溶液转移至水热釜中,90~95℃下水热反应20~30h,将产物过滤、洗涤、干燥后400~500℃下煅烧1~3h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:10~15;100~110℃下回流反应18~24h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:30~50;搅拌反应6~8h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂。
实施例1:
一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂按质量比98:1混合均匀,经双螺杆挤出机熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒,双螺杆挤出机各区温度为:一区120℃,二区180℃,三区220℃,四区220℃,五区220℃,六区220℃,七区220℃,八区220℃,九区220℃,十区220℃,模头220℃;
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒在70℃下干燥4h后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别经单螺杆挤出机熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;单螺杆挤出机各区温度为:一区200℃,二区250℃,三区250℃,四区250℃,五区250℃;挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为50:50;纺丝箱体温度为270℃;环吹风的温度为20℃,环吹速度5m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度1000m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.05倍;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤;上油时的油槽温度50℃,牵伸时的水浴温度60℃,总牵伸倍率1.5倍,烘箱温度55℃,车速100m/min;切断后的PBAT短纤的长度为51mm。
其中,抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:6:100:0.12:0.18;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4.6,搅拌反应2h后将溶液转移至水热釜中,92℃下水热反应24h,将产物过滤、洗涤、干燥后450℃下煅烧2h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,多孔纳米氧化锌与甲苯的质量体积比为1g:100mL,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:12;105℃下回流反应20h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入质量浓度为10%的苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:40;搅拌反应7h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂。
实施例2:
一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂按质量比97:0.3混合均匀,经双螺杆挤出机熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒,双螺杆挤出机各区温度为:一区100℃,二区160℃,三区180℃,四区200℃,五区200℃,六区200℃,七区200℃,八区220℃,九区220℃,十区220℃,模头220℃;
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒在65℃下干燥5h后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别经单螺杆挤出机熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;单螺杆挤出机各区温度为:一区150℃,二区220℃,三区220℃,四区220℃,五区220℃;挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为40:60;纺丝箱体温度为260℃;环吹风的温度为15℃,环吹速度2m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度500m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.02倍;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤;上油时的油槽温度40℃,牵伸时的水浴温度40℃,总牵伸倍率2.0倍,烘箱温度50℃,车速250m/min;切断后的PBAT短纤的长度为51mm。
其中,抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:5.8:100:0.1:0.15;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4.1,搅拌反应3h后将溶液转移至水热釜中,90℃下水热反应30h,将产物过滤、洗涤、干燥后400℃下煅烧3h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,多孔纳米氧化锌与甲苯的质量体积比为1g:100mL,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:10;100℃下回流反应24h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入质量浓度为10%的苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:30;搅拌反应6h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂。
实施例3:
一种PBAT短纤的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂按质量比100:2混合均匀,经双螺杆挤出机熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒,双螺杆挤出机各区温度为:一区150℃,二区210℃,三区240℃,四区240℃,五区240℃,六区240℃,七区240℃,八区240℃,九区240℃,十区240℃,模头240℃;
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒在75℃下干燥3h后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别经单螺杆挤出机熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;单螺杆挤出机各区温度为:一区250℃,二区270℃,三区270℃,四区270℃,五区270℃;挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为60:40;纺丝箱体温度为265℃;环吹风的温度为25℃,环吹速度10m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度800m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.10倍;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤;上油时的油槽温度60℃,牵伸时的水浴温度80℃,总牵伸倍率1.0倍,烘箱温度60℃,车速30m/min;切断后的PBAT短纤的长度为51mm。
其中,抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:6.2:100:0.15:0.2;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至5.0,搅拌反应1h后将溶液转移至水热釜中,90℃下水热反应20h,将产物过滤、洗涤、干燥后500℃下煅烧1h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,多孔纳米氧化锌与甲苯的质量体积比为1g:100mL,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:15;110℃下回流反应18h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入质量浓度为10%的苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:50;搅拌反应8h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂。
对比例1(抗菌剂不负载苯甲酸钠):
对比例1中抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:6:100:0.12:0.18;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4.6,搅拌反应2h后将溶液转移至水热釜中,92℃下水热反应24h,将产物过滤、洗涤、干燥后450℃下煅烧2h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,多孔纳米氧化锌与甲苯的质量体积比为1g:100mL,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:12;105℃下回流反应20h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到所述抗菌剂;
其余均与实施例1中相同。
对比例2(多孔纳米氧化锌直接与苯甲酸钠共混):
对比例2中制备抗菌PBAT母粒的方法为:将PBAT母粒、抗菌剂与苯甲酸钠按质量比98:0.7:0.3混合均匀,经双螺杆挤出机熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒;
抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:6:100:0.12:0.18;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4.6,搅拌反应2h后将溶液转移至水热釜中,92℃下水热反应24h,将产物过滤、洗涤、干燥后450℃下煅烧2h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,多孔纳米氧化锌与甲苯的质量体积比为1g:100mL,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:12;105℃下回流反应20h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到所述抗菌剂;
其余均与实施例1中相同。
对比例3(不用季铵盐对多孔纳米氧化锌进行修饰):
对比例3中抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,加入的醋酸锌、尿素、水、P123和均三甲苯的质量比为1:6:100:0.12:0.18;搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4.6,搅拌反应2h后将溶液转移至水热釜中,92℃下水热反应24h,将产物过滤、洗涤、干燥后450℃下煅烧2h,得到多孔纳米氧化锌;
B)将多孔纳米氧化锌加入质量浓度为10%的苯甲酸钠溶液中,多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:40;搅拌反应7h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂;
其余均与实施例1中相同。
对上述实施例和对比例中制得的PBAT短纤的性能进行测试,结果如表1中所示。
其中,抑菌率的测试方法参照GB/T 20944.3-2008;断裂强度和断裂伸长率的测试方法参照GB/T 14344-2008。
表1:PBAT短纤性能测试结果。
从表1中可以看出,实施例1~3中采用本发明中的方法制得的PBAT短纤具有良好的拉伸及抗菌性能,产品的AA率高。对比例1的抗菌剂中不负载苯甲酸钠,纤维的断裂强度和断裂伸长率与实施例1中相比显著降低;纺丝过程中稳定性下降,产品AA率下降,说明苯甲酸钠的添加可提升纤维的拉伸性能并改善纺丝稳定性。而对比例2中不将苯甲酸钠负载在多孔纳米氧化锌上,直接将二者共混,纤维的拉伸性能及纺丝稳定性与实施例1中相比也有所下降,可能是由于将苯甲酸钠负载在多孔纳米氧化锌的孔道内,二者协同作用可提升成核性能,并有助于PBAT在多孔纳米氧化锌的孔道内结晶,从而提升无机粒子与PBAT基体之间的相容性,提升了纤维的拉伸性能。对比例3中在负载苯甲酸钠前不用季铵盐对多孔纳米氧化锌进行修饰,多孔纳米氧化锌孔道表面正电荷减少,对苯甲酸钠的负载能力下降,导致纤维的断裂强度和断裂伸长率与实施例1中相比也有所下降。
Claims (9)
1.一种PBAT短纤的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)制备抗菌PBAT母粒:将PBAT母粒与抗菌剂混合均匀,熔融挤出、水冷、切粒后得到抗菌PBAT母粒;所述的抗菌剂为负载了苯甲酸钠的多孔纳米氧化锌;所述的抗菌剂的制备方法为:
A)将醋酸锌和尿素溶于水中,并加入P123和均三甲苯,搅拌均匀后用冰醋酸调节溶液pH至4~5,搅拌反应1~3h后将溶液转移至水热釜中,90~95℃下水热反应20~30h,将产物过滤、洗涤、干燥后400~500℃下煅烧1~3h,得到多孔纳米氧化锌;其中,醋酸锌、尿素、P123和均三甲苯的质量比为1:5.8~6.2:0.1~0.15:0.15~0.2;
B)将所得的多孔纳米氧化锌分散在甲苯中,搅拌均匀后加入N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,多孔纳米氧化锌和N-三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的质量比为100:10~15;100~110℃下回流反应18~24h,将产物过滤、洗涤、干燥后得到季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌;
C)将季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌加入苯甲酸钠溶液中,季铵盐修饰的多孔纳米氧化锌与溶液中苯甲酸钠的质量比为100:30~50;搅拌反应6~8h后将产物过滤并干燥,得到所述抗菌剂;
(2)原料干燥:将PBAT母粒及抗菌PBAT母粒干燥后,分别作为芯层材料和皮层材料;
(3)前纺:将芯层材料和皮层材料分别熔融挤出后,通过皮芯型复合纺丝组件挤出成型、环吹风冷却、卷绕处理;
(4)后纺:将卷绕处理后的纤维上油、牵伸、切断后得到所述PBAT短纤。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(1)中所述的PBAT母粒与抗菌剂的质量比为97~100:0.3~3。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征是,步骤(1)中的挤出温度为180~240℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(2)中的干燥温度65~75℃,干燥时间3~5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(3)中芯层材料和皮层材料的熔融挤出温度为220~270℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(3)中挤出成型时芯层材料和皮层材料的质量比为20:80~80:20,纺丝箱体温度为220~280℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(3)中环吹风的温度为15~25℃,环吹速度2~10m/s;卷绕处理时的卷绕辊速度500~1200m/min,喂入轮速度为卷绕辊速度的1.02~1.10倍。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(4)中上油时的油槽温度40~60℃,牵伸时的水浴温度40~80℃,总牵伸倍率1.0~3.0倍,烘箱温度50~60℃,车速30~250m/min。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤(4)中切断后的PBAT短纤的长度为3~190mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210161750.1A CN114717685B (zh) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | 一种pbat短纤的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210161750.1A CN114717685B (zh) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | 一种pbat短纤的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114717685A CN114717685A (zh) | 2022-07-08 |
CN114717685B true CN114717685B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=82235150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210161750.1A Active CN114717685B (zh) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | 一种pbat短纤的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114717685B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115895117B (zh) * | 2022-12-07 | 2023-11-21 | 重庆会通轻质材料有限公司 | 一种抗菌发泡聚丙烯珠粒及其制备方法 |
CN116371084A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-07-04 | 苏州大学 | 一种可降解的纺黏过滤材料及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8252337B2 (en) * | 2008-10-23 | 2012-08-28 | National Health Research Institutes | Charged mesoporous silica nanoparticle-based drug delivery system for controlled release and enhanced bioavailability |
CN102492248B (zh) * | 2011-12-09 | 2014-04-16 | 北京工商大学 | 用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核剂及应用方法 |
CN103668540B (zh) * | 2012-09-18 | 2017-05-10 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种pbat纤维及其制备方法 |
CN103160133B (zh) * | 2013-03-28 | 2015-02-18 | 南京工业大学 | 一种全降解生物质复合材料及其制备方法 |
CN104762695A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-08 | 上海小绵羊实业有限公司 | 一种可生物降解聚酯/再生聚酯皮芯型纤维及其制备方法 |
CN105199347B (zh) * | 2015-10-09 | 2017-10-13 | 湖北工业大学 | Pla/mmt降解增强母料共混改性pla/pbat复合材料及其制备方法 |
CN108752884A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-06 | 广东轻工职业技术学院 | 一种高抗菌性pla/pbat材料及其制备方法与应用 |
CN110105666A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-09 | 合肥市丽红塑胶材料有限公司 | 一种用于增韧改性pp树脂的成核剂母粒及其制备方法 |
CN112812424B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-29 | 上海日之升科技有限公司 | 一种持久抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法 |
CN112941652B (zh) * | 2021-02-03 | 2021-10-08 | 广州市中诚新型材料科技有限公司 | 一种中药复方可降解多功能纤维 |
CN113601933B (zh) * | 2021-08-27 | 2022-09-13 | 江南大学 | 一种pH响应型智能控释抗菌可降解包装膜及其制备方法与应用 |
-
2022
- 2022-02-22 CN CN202210161750.1A patent/CN114717685B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114717685A (zh) | 2022-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114717685B (zh) | 一种pbat短纤的制备方法 | |
CN111560663B (zh) | 一种十字异形皮芯吸湿排湿纤维的制备方法 | |
CN103789868B (zh) | 一种功能聚酯纤维的制备方法 | |
CN105200550B (zh) | 一种低熔点抗菌异形涤纶单丝及其加工方法 | |
CN111749017B (zh) | 一种高强度抑菌熔喷空气过滤材料及其制备方法 | |
CN110699857B (zh) | 吸水熔喷无纺布及其制备方法 | |
CN107313128A (zh) | 一种pbt纤维制造工艺 | |
CN110257947B (zh) | 一种抗菌聚酯工业丝及其制备方法 | |
CN109735926B (zh) | 易染多孔改性聚酯纤维及其制备方法 | |
CN107460559A (zh) | 一种石墨烯涤纶纤维的制备方法 | |
CN110714236A (zh) | 一种吸湿排汗抗菌涤纶长丝的制备方法 | |
CN1789502A (zh) | 纳米复合抗菌涤纶poy共混高速纺丝法 | |
CN110714238A (zh) | 一种皮芯结构抗菌涤纶的制备方法 | |
CN113293512A (zh) | 一种抗菌亲肤无纺布及其制备方法 | |
CN110359101B (zh) | 一种制造壳聚糖纤维的凝胶纺丝方法 | |
CN110699777A (zh) | 一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法 | |
CN114717679B (zh) | 一种抗菌型pbat短纤及其应用 | |
KR100650885B1 (ko) | 신축성 및 항균성이 우수한 폴리에스테르계 복합섬유 및이의 제조방법 | |
CN110846730B (zh) | 一种超细phbv纤维及其制备方法 | |
CN111235676B (zh) | 基于石墨烯的肺炎病菌防护用织物及其制备方法 | |
CN113122980A (zh) | 一种抗撕拉羊毛舒弹丝混纺纱线及其制备方法 | |
CN107586373A (zh) | 一种结晶性能可调节的纺丝用聚氧亚甲基树脂及其纺丝方法 | |
CN113584672A (zh) | 一种防水高强涤纶篷布及其制备方法 | |
CN112176453B (zh) | 一种四叶形皮芯结构负氧离子涤纶纤维及其制备方法 | |
CN117364291B (zh) | 超爽滑复合短纤维及其制备方法及应用 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |