CN115595789A - 一种耐磨高弹面料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨高弹面料的制备方法，包括以下步骤：第一步，改性涤纶纤维：将涤纶纤维依次经过碱减量处理、丁香酚活化处理以及巯基化壳聚糖改性处理，得到改性涤纶纤维；第二步，纺制纱线：将改性涤纶纤维与锦纶纤维依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，最终混纺形成纱线；第三步，织造面料：将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，得到了耐磨高弹面料。本发明在面料的制备过程中使用了改性后的涤纶纤维与锦纶纤维结合的纱线进行织造得到。其中，改性后的涤纶纤维作为主要的弹性和抗菌性来源，锦纶纤维能够增加耐磨性能，最终制备得到的面料不仅具有高弹性，还具有耐磨性好以及抗菌效果好的优点。

Description

一种耐磨高弹面料及制备方法
技术领域
本发明涉及纤维面料领域，具体涉及一种耐磨高弹面料及制备方法。
背景技术
混纺是用化学纤维与真丝、棉、麻等等混合之后纺织出来的面料，比如涤棉混纺、羊兔毛混纺、锦纶棉砂混纺等等都属于混纺面料的一种。这种面料在夏天穿热不热要看它的原料，如果是用天然纤维的混纺面料是不热的，如果用涤棉混纺就会热。混纺面料的优点会比较杂，因为化学纤维与不同的材质混纺之后，它的特点是不一样的，比如毛粘混纺有耐磨、抗皱、强度高、蓬松等等优点；而羊兔毛混纺有色泽好、花色多等等优点；涤棉混纺有尺寸稳定不宜缩水，且容易洗容易干的优点。同时，混纺面料还具有一些缺陷，它的缺点也是因材料而异，比如涤棉混纺的缺点是不透气、不吸湿；羊兔毛混纺的缺点是强度低，抱合差；涤粘混纺织物的缺点是免烫性不强；TC布的缺点是耐热和耐光性一般，不能够暴晒也不能拧干。
因此，目前市场上虽然存在多种混纺面料，但是在弹性和抗菌方面的表现不足，因此需要一种能够同时具有高弹且具有很好抑菌性的面料。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种耐磨高弹面料及制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种耐磨高弹面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，改性涤纶纤维：
将涤纶纤维依次经过碱减量处理、丁香酚活化处理以及巯基化壳聚糖改性处理，得到改性涤纶纤维；
第二步，纺制纱线：
将改性涤纶纤维与锦纶纤维依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，最终混纺形成纱线；
第三步，织造面料：
将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，得到了耐磨高弹面料。
优选地，所述改性涤纶纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)碱减量处理涤纶纤维：
将涤纶纤维在强碱高温水溶液内处理，得到碱减量处理后的涤纶纤维；
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚
将丁香酚干燥并除氧后，在保护气的作用下，与甲基丙烯酸酐结合并升温反应，得到活化后的丁香酚；
S2.活化涤纶纤维
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡一段时间，得到丁香酚活化涤纶纤维；
S3.制备改性涤纶纤维：
将丁香酚活化涤纶纤维与巯基化壳聚糖溶液混合，在紫外光的照射下进行反应结合，得到改性涤纶纤维。
优选地，所述碱减量处理涤纶纤维的过程为：
将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，加入碱减量渗透剂TF-107，搅拌均匀后，升温至75-85℃，保温处理0.5-1h，然后除去液体，将余下的纤维使用热水洗涤至中性，减压干燥，得到碱减量处理后的涤纶纤维；
其中，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的质量比值是1∶8-12，氢氧化钠溶液的浓度是10-20g/L，碱减量渗透剂的浓度是0.2-0.5g/L。
优选地，所述S1过程中活化丁香酚的过程为：
将丁香酚在100℃烘箱内干燥除水，然后倒入反应瓶内，减压除去空气并通入氮气保护气，将反应瓶置于水浴装置内，并向反应瓶内滴加甲基丙烯酸酐，混合搅拌的同时升温至45-55℃，搅拌反应24-36h，反应结束后降温至室温，使用二氯甲烷稀释，并使用饱和的小苏打溶液洗涤至少三次，除杂后，减压干燥，得到活化后的丁香酚；
其中，丁香酚与甲基丙烯酸酐的质量比值是1∶0.4-0.6。
优选地，所述S2过程中活化涤纶纤维的过程为：
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡8-12h后，减压干燥除去乙醇，得到丁香酚活化涤纶纤维；
其中，活化后的丁香酚、碱减量处理后的涤纶纤维与无水乙醇的质量比值是0.27-0.38∶1∶15-20。
优选地，所述S3过程中制备改性涤纶纤维的过程为：
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理2-4h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；
其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1∶0.3-0.5∶10-20；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的1％-3％；紫外光的照射波长是365nm。
优选地，所述S3过程中巯基化壳聚糖的制备过程为：
将壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑与去离子水混合在反应容器内，搅拌混合均匀后，再依次加入N-乙酰-L-半胱氨酸和1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液，然后使用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，在室温条件下搅拌反应3-5h，反应结束后将反应液倒入无水乙醇内，有絮状沉淀析出，过滤收集沉淀，然后使用水洗至中性，真空干燥，得到巯基化壳聚糖；
其中，壳聚糖的脱乙酰度为90％，壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸与去离子水的质量比是1∶1.8-2.2∶20-40；1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液的浓度为20％，1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑与去离子水的质量比是0.3-0.5∶0.7-0.9∶20-40。
优选地，所述第二步中，改性涤纶纤维与锦纶纤维的重量比值是5-7∶3-5。
优选地，所述第二步中，改性涤纶纤维的直径为16-20μm，锦纶纤维的直径为12-15μm。
优选地，所述第二步中，清花是将不同的纤维按照重量份数混合过机成卷；梳棉是将成卷后的纤维形成连续的条状半成品；并条是将条状半成品并合，改善条干的均匀度和纤维状态；粗纱是将并条后的熟条加工成目标支数和捻度的粗纱；细纱是将粗纱纺成具有确定特数、符合目标要求的细纱；络筒是将细纱在络筒机上加工成符合要求的筒子。
优选地，所述第三步中，浆纱是将编制成的纱线经过浆料处理，浆料为表面活性剂、柔软剂和去离子水的混合物，表面活性剂、柔软剂和去离子水的质量比是0.3-0.5∶0.2-0.4∶10；表面活性剂为酯基季铵盐(型号为EQ400或EQ200)，柔软剂为十六烷基三甲基氯化铵。
优选地，所述第三步中，退浆是以氢氧化钠溶液作为退浆剂对浆纱后的纱线进行处理，退浆剂中氢氧化钠溶液的浓度是2-3g/L。
优选地，所述第三步中，编织是将混纺纱线分为经线和纬线，采取经线在上纬线在下的排列方式，进行一上一下的循环编织方式进行平纹编织。
优选地，所述第三步中，所述经线的密度为164.1-168.5根/10cm，所述纬线的密度为80.2-85.4根/10cm。
优选地，所述第三步中，染整包括染色和整理，染色是采用浴染法，将编织后的面料放置在染液内，升温至120-140℃处理0.3-0.5h；其中，染液中分散染料浓度是10g/L，渗透剂JFC的浓度是1g/L，防泳移剂的浓度是10g/L，染色浴比是1∶10；
整理是将染色处理后的面料使用柔软整理剂进出处理定型，整理剂的浓度是30-50g/L，有效成分是硅油JV-6305，处理的温度是165-185℃，定型车速是15-25m/min。
第二方面，本发明还提供一种使用上述制备方法制备得到的耐磨高弹面料。
本发明的有益效果为：
1.本发明制备了一种耐磨高弹面料及制备方法，本发明在面料的制备过程中使用了改性后的涤纶纤维与锦纶纤维结合的纱线进行织造得到。其中，改性后的涤纶纤维作为主要的弹性和抗菌性来源，锦纶纤维能够增加耐磨性能，最终制备得到的面料不仅具有高弹性，还具有耐磨性好以及抗菌效果好的优点。
2.传统对涤纶纤维改性的过程中会进行碱减量处理，但是碱减量处理后的纤维一般断裂强力会下降，从而使得使用该纤维制备的面料强度会有不足。本发明中对纤维碱减量处理后，在进行的后续处理的过程中，由于壳聚糖本身具有较好的成膜性，会对纤维表面形成的凹坑进行填充和强化，能够起到缓冲作用，减少纤维的断裂强力的下降幅度，从而保证纤维具有足够的强度，这也是本发明所起到的额外效果。
3.在本发明中，对碱减量处理后的纤维使用丁香酚进行处理，丁香酚在处理前还进行了活化处理，原因在于丁香酚虽然含有双键，但是双键活性受到酚羟基的影响而变弱，本发明对其使用丙烯酸苷活化，使酚羟基转化成丙烯基酯化基团，从而使得丁香酚上的双键活性更强。活化后的丁香酚能够与巯基化壳聚糖的巯基发生点击反应，从而能够固定在纤维的表面。
4.壳聚糖具有优良的生物相容性和成膜性，而且是一种天然的抗菌产品，被广泛用于食品以及生活用品的各个方面，但是由于壳聚糖分子内存在较大的氢键作用，因此无法通过与其他材料的反应复合接枝实现应用扩大化。本发明选择了对壳聚糖进行巯基化处理，使壳聚糖的表面衍生出巯基基团，此外还提升了壳聚糖的亲水性。之后利用巯基与活化后的丁香酚中的双键发生巯基-烯点击反应，使得壳聚糖逐渐接枝在纤维的表面，不仅提升了纤维的抑菌性能，还对纤维表面的坑洞进行了填充，保证了纤维的一定强度，此外还提升了纤维的亲水性。
5.本发明通过两步改性法解决了涤纶纤维所存在的多种问题，比如解决了碱减量处理后强度大幅度下降问题，解决了涤纶纤维的抑菌性不足且不持久的问题，还解决了涤纶纤维一直存在的吸湿排汗性能不足的问题，等等。这些都能够实在的解决目前市场上希望能够集合高弹、吸湿、抗菌和耐磨性能的面料于一体的问题，为人们的生活带来更好的体验。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种耐磨高弹面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：
将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，加入碱减量渗透剂TF-107，搅拌均匀后，升温至80℃，保温处理1h，然后除去液体，将余下的纤维使用热水洗涤至中性，减压干燥，得到碱减量处理后的涤纶纤维；其中，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的质量比值是1∶10，氢氧化钠溶液的浓度是15g/L，碱减量渗透剂的浓度是0.3g/L。
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚：
将丁香酚在100℃烘箱内干燥除水，然后倒入反应瓶内，减压除去空气并通入氮气保护气，将反应瓶置于水浴装置内，并向反应瓶内滴加甲基丙烯酸酐，混合搅拌的同时升温至50℃，搅拌反应28h，反应结束后降温至室温，使用二氯甲烷稀释，并使用饱和的小苏打溶液洗涤至少三次，除杂后，减压干燥，得到活化后的丁香酚；其中，丁香酚与甲基丙烯酸酐的质量比值是1∶0.5。
S2.活化涤纶纤维：
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡10h后，减压干燥除去乙醇，得到丁香酚活化涤纶纤维；其中，活化后的丁香酚、碱减量处理后的涤纶纤维与无水乙醇的质量比值是0.32∶1∶18。
S3.制备巯基化壳聚糖：
将壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑与去离子水混合在反应容器内，搅拌混合均匀后，再依次加入N-乙酰-L-半胱氨酸和浓度为20％的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液，然后使用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，在室温条件下搅拌反应4h，反应结束后将反应液倒入无水乙醇内，有絮状沉淀析出，过滤收集沉淀，然后使用水洗至中性，真空干燥，得到巯基化壳聚糖；其中，壳聚糖的脱乙酰度为90％，壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸与去离子水的质量比是1∶2∶30；1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑与去离子水的质量比是0.4∶0.8∶30。
S4.制备改性涤纶纤维：
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理3h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1∶0.4∶15；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的2％；紫外光的照射波长是365nm。
第二步，纺制纱线：
将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值是6∶4依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，具体地，将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值混合过机成卷，将成卷后的纤维形成连续的条状半成品，将条状半成品并合，改善条干的均匀度和纤维状态，将并条后的熟条加工成目标支数和捻度的粗纱，将粗纱纺成具有确定特数、符合目标要求的细纱，将细纱在络筒机上加工成符合要求的筒子，最终混纺形成纱线；其中，改性涤纶纤维与锦纶纤维的重量比值是6∶4，改性涤纶纤维的直径为16-20μm，锦纶纤维的直径为12-15μm。
第三步，织造面料：
将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，具体地，浆纱是将编制成的纱线经过浆料处理，浆料为表面活性剂、柔软剂和去离子水的混合物，表面活性剂、柔软剂和去离子水的质量比是0.4∶0.3∶10；表面活性剂为酯基季铵盐(型号为EQ400)，柔软剂为十六烷基三甲基氯化铵；退浆是以氢氧化钠溶液作为退浆剂对浆纱后的纱线进行处理，退浆剂中氢氧化钠溶液的浓度是3g/L；编织是将混纺纱线分为经线和纬线，采取经线在上纬线在下的排列方式，进行一上一下的循环编织方式进行平纹编织；所述经线的密度为166.8根/10cm，所述纬线的密度为82.8根/10cm；染整包括染色和整理，染色是采用浴染法，将编织后的面料放置在染液内，升温至130℃处理0.4h；其中，染液中分散染料浓度是10g/L，渗透剂JFC的浓度是1g/L，防泳移剂的浓度是10g/L，染色浴比是1∶10；整理是将染色处理后的面料使用柔软整理剂进出处理定型，整理剂的浓度是40g/L，有效成分是硅油JV-6305，处理的温度是175℃，定型车速是20m/min；最终得到了耐磨高弹面料。
实施例2
一种耐磨高弹面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：
将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，加入碱减量渗透剂TF-107，搅拌均匀后，升温至75℃，保温处理0.5h，然后除去液体，将余下的纤维使用热水洗涤至中性，减压干燥，得到碱减量处理后的涤纶纤维；其中，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的质量比值是1∶8，氢氧化钠溶液的浓度是10g/L，碱减量渗透剂的浓度是0.2g/L。
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚：
将丁香酚在100℃烘箱内干燥除水，然后倒入反应瓶内，减压除去空气并通入氮气保护气，将反应瓶置于水浴装置内，并向反应瓶内滴加甲基丙烯酸酐，混合搅拌的同时升温至45℃，搅拌反应24h，反应结束后降温至室温，使用二氯甲烷稀释，并使用饱和的小苏打溶液洗涤至少三次，除杂后，减压干燥，得到活化后的丁香酚；其中，丁香酚与甲基丙烯酸酐的质量比值是1∶0.4。
S2.活化涤纶纤维：
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡8h后，减压干燥除去乙醇，得到丁香酚活化涤纶纤维；其中，活化后的丁香酚、碱减量处理后的涤纶纤维与无水乙醇的质量比值是0.27∶1∶15。
S3.制备巯基化壳聚糖：
将壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑与去离子水混合在反应容器内，搅拌混合均匀后，再依次加入N-乙酰-L-半胱氨酸和1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液，然后使用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，在室温条件下搅拌反应3h，反应结束后将反应液倒入无水乙醇内，有絮状沉淀析出，过滤收集沉淀，然后使用水洗至中性，真空干燥，得到巯基化壳聚糖；其中，壳聚糖的脱乙酰度为90％，壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸与去离子水的质量比是1∶1.8∶20；1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液的浓度为20％，1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑与去离子水的质量比是0.3∶0.7∶20。
S4.制备改性涤纶纤维：
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理2h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1∶0.3∶10；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的1％；紫外光的照射波长是365nm。
第二步，纺制纱线：
将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值是5∶5依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，具体地，将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值混合过机成卷，将成卷后的纤维形成连续的条状半成品，将条状半成品并合，改善条干的均匀度和纤维状态，将并条后的熟条加工成目标支数和捻度的粗纱，将粗纱纺成具有确定特数、符合目标要求的细纱，将细纱在络筒机上加工成符合要求的筒子，最终混纺形成纱线；其中，改性涤纶纤维与锦纶纤维的重量比值是5∶5，改性涤纶纤维的直径为16-20μm，锦纶纤维的直径为12-15μm。
第三步，织造面料：
将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，具体地，浆纱是将编制成的纱线经过浆料处理，浆料为表面活性剂、柔软剂和去离子水的混合物，表面活性剂、柔软剂和去离子水的质量比是0.3∶0.2∶10；表面活性剂为酯基季铵盐(型号为EQ200)，柔软剂为十六烷基三甲基氯化铵；退浆是以氢氧化钠溶液作为退浆剂对浆纱后的纱线进行处理，退浆剂中氢氧化钠溶液的浓度是2g/L；编织是将混纺纱线分为经线和纬线，采取经线在上纬线在下的排列方式，进行一上一下的循环编织方式进行平纹编织；所述经线的密度为164.1根/10cm，所述纬线的密度为80.2根/10cm；染整包括染色和整理，染色是采用浴染法，将编织后的面料放置在染液内，升温至120℃处理0.3h；其中，染液中分散染料浓度是10g/L，渗透剂JFC的浓度是1g/L，防泳移剂的浓度是10g/L，染色浴比是1∶10；整理是将染色处理后的面料使用柔软整理剂进出处理定型，整理剂的浓度是30g/L，有效成分是硅油JV-6305，处理的温度是165℃，定型车速是15m/min；最终得到了耐磨高弹面料。
实施例3
一种耐磨高弹面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：
将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，加入碱减量渗透剂TF-107，搅拌均匀后，升温至85℃，保温处理1h，然后除去液体，将余下的纤维使用热水洗涤至中性，减压干燥，得到碱减量处理后的涤纶纤维；其中，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的质量比值是1∶12，氢氧化钠溶液的浓度是20g/L，碱减量渗透剂的浓度是0.5g/L。
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚：
将丁香酚在100℃烘箱内干燥除水，然后倒入反应瓶内，减压除去空气并通入氮气保护气，将反应瓶置于水浴装置内，并向反应瓶内滴加甲基丙烯酸酐，混合搅拌的同时升温至55℃，搅拌反应36h，反应结束后降温至室温，使用二氯甲烷稀释，并使用饱和的小苏打溶液洗涤至少三次，除杂后，减压干燥，得到活化后的丁香酚；其中，丁香酚与甲基丙烯酸酐的质量比值是1∶0.6。
S2.活化涤纶纤维：
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡12h后，减压干燥除去乙醇，得到丁香酚活化涤纶纤维；其中，活化后的丁香酚、碱减量处理后的涤纶纤维与无水乙醇的质量比值是0.38∶1∶20。
S3.制备巯基化壳聚糖：
将壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑与去离子水混合在反应容器内，搅拌混合均匀后，再依次加入N-乙酰-L-半胱氨酸和1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液，然后使用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，在室温条件下搅拌反应5h，反应结束后将反应液倒入无水乙醇内，有絮状沉淀析出，过滤收集沉淀，然后使用水洗至中性，真空干燥，得到巯基化壳聚糖；其中，壳聚糖的脱乙酰度为90％，壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸与去离子水的质量比是1∶2.2∶40；1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液的浓度为20％，1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑与去离子水的质量比是0.5∶0.9∶40。
S4.制备改性涤纶纤维：
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理4h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1∶0.5∶20；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的3％；紫外光的照射波长是365nm。
第二步，纺制纱线：
将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值是7∶3依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，具体地，将改性涤纶纤维与锦纶纤维按照重量比值混合过机成卷，将成卷后的纤维形成连续的条状半成品，将条状半成品并合，改善条干的均匀度和纤维状态，将并条后的熟条加工成目标支数和捻度的粗纱，将粗纱纺成具有确定特数、符合目标要求的细纱，将细纱在络筒机上加工成符合要求的筒子，最终混纺形成纱线；其中，改性涤纶纤维与锦纶纤维的重量比值是7∶3，改性涤纶纤维的直径为16-20μm，锦纶纤维的直径为12-15μm。
第三步，织造面料：
将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，具体地，浆纱是将编制成的纱线经过浆料处理，浆料为表面活性剂、柔软剂和去离子水的混合物，表面活性剂、柔软剂和去离子水的质量比是0.5∶0.4∶10；表面活性剂为酯基季铵盐(型号为EQ400)，柔软剂为十六烷基三甲基氯化铵；退浆是以氢氧化钠溶液作为退浆剂对浆纱后的纱线进行处理，退浆剂中氢氧化钠溶液的浓度是3g/L；编织是将混纺纱线分为经线和纬线，采取经线在上纬线在下的排列方式，进行一上一下的循环编织方式进行平纹编织；所述经线的密度为168.5根/10cm，所述纬线的密度为85.4根/10cm；染整包括染色和整理，染色是采用浴染法，将编织后的面料放置在染液内，升温至140℃处理0.5h；其中，染液中分散染料浓度是10g/L，渗透剂JFC的浓度是1g/L，防泳移剂的浓度是10g/L，染色浴比是1∶10；整理是将染色处理后的面料使用柔软整理剂进出处理定型，整理剂的浓度是50g/L，有效成分是硅油JV-6305，处理的温度是185℃，定型车速是25m/min；最终得到了耐磨高弹面料。
对比例1
一种耐磨高弹面料，制备过程如实施例1，区别在于，“第一步，改性涤纶纤维”的过程不同，在该过程中未进行丁香酚的添加以及改性，具体如下：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：(与实施例1步骤相同)
(2)活化涤纶纤维：
S1.制备巯基化壳聚糖：(与实施例1步骤相同)
S2.制备改性涤纶纤维：(为了避免额外因素的影响，除了加入的涤纶纤维，其他反应条件未更改)
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入碱减量处理后的涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理3h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，碱减量处理后的涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1∶0.4∶15；引发剂的加入质量是碱减量处理后的涤纶纤维质量的2％；紫外光的照射波长是365nm。
其余的面料制备步骤与实施例1相同。
对比例2
一种耐磨高弹面料，制备过程如实施例1，区别在于，“第一步，改性涤纶纤维”的过程不同，在该过程中未加入巯基化壳聚糖改性，具体如下：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：(与实施例1步骤相同)
(2)活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚：(与实施例1步骤相同)
S2.活化涤纶纤维：(与实施例1步骤相同)
最终得到的丁香酚活化涤纶纤维即为改性涤纶纤维。
其余的面料制备步骤与实施例1相同。
对比例3
一种耐磨高弹面料，制备过程如实施例1，区别在于，“第一步，改性涤纶纤维”的过程不同，在该过程中使用正十二硫醇(烷基硫醇)替换掉巯基化壳聚糖，具体如下：
第一步，改性涤纶纤维：
(1)碱减量处理涤纶纤维：(与实施例1步骤相同)
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚：(与实施例1步骤相同)
S2.活化涤纶纤维：(与实施例1步骤相同)
S4.制备改性涤纶纤维：
将正十二硫醇溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理3h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、正十二硫醇与乙酸溶液的质量比值是1∶0.4∶15；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的2％；紫外光的照射波长是365nm。
针对实施例1、对比例1-3制备的面料的性能测试：
分别选取实施例1、对比例1-3制备的面料作为试样，分别对其进行强度、耐磨性、弹性、吸湿透气性和抑菌性方面的检测。
1.断裂强力：
在标准大气条件下(20±2℃、65±5％RH)，裁取6.5cm×6.5cm大小的试样，每种试样各三个，参照GB/T 3923.1-1997的标准，采用等速拉伸试验仪的断裂强力，取平均值。
2.弹性：
参考ASTMD 3107-75标准的弹性织物测试法检测弹性伸长率与弹性回复率：
准备重锤1.816kg(4磅)，56cm×5cm的试样，
(1)夹住布条上端固定住50cm的0线处，布条下端50cm线处挂重锤(连夹子)1.816kg，记号线间距50cm为A。
(2)缓慢上下运动重锤，使布条受到从0-1.816kg力的作用，三个周期，每个周期5s，第四周期承受1.816kg历时10s，测定标记间距为B，用作计算弹性伸长率：
弹性伸长率＝(B-A)/A*100％；
(3)30min后再测布条记号线间长度为D，用于计算弹性回复率：
弹性回复率＝(B-D)/(B-A)*100％。
3.耐磨性：
参考GB/T 21196.2-2007的标准，在标准大气条件下(20+2℃、65+5％RH)，裁取6.5cm×6.5cm大小的试样，每种试样各三个，使用马丁代尔耐磨试验机对其进行耐磨性的检测，不断摩擦直至试样磨损。其中，摩擦负荷质量为797±7g。
4.透气性能：
依据GB/T 4218.15-2018，在标准大气条件下(20+2℃、65+5％RH)，采用YG461E数字式透气量仪测试试样透气性，压降为50Pa，测试面积为20cm2，不同部位测试三次，取平均值。
5.吸湿性能：
依据GB/T 24218.6-2010测定试样的液体吸收量。由于试样尺寸结构的限制，基于标准，对试验方案进行修改：在18±2℃、45±3％RH条件下，裁取6.5cm×6.5cm大小的试样，每种试样各三个。首先对带瓶塞的称量瓶称重，为m0，调湿后，用带瓶塞的称量瓶称重，为m1，将试样浸没在去离子水中，1min后取出，垂直悬挂静置2min后放入称量瓶中称重为m2。吸水率计算公式如下：
吸水率＝(m2-m1)/(m1-m0)*100％。
6.抑菌性：
依据GB/T 20944.3-2007的标准，将实施例与对比例中的面膜布干燥后，裁取5cm×5cm大小的试样各三个，分别装入一定浓度的试验菌液的三角烧瓶中，在规定的温度下振荡一定时间，测定三角烧瓶内菌液在振荡前及振荡一定时间后的活菌浓度，计算抑菌率，以此评价试样的抗菌效果。
结果表达：以抑菌率的计算值作为结果。当抑菌率计算值为负数时，表示为“0”；当抑菌率计算值≥0时，表示为“≥0”。
评价结果如下表所示：
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
经向断裂强力(N) 445.9 419.3 386.7 424.6
纬向断裂强力(N) 448.2 417.5 387.4 426.3
经向弹性伸长率(％) 32 24 15 28
经向弹性回复率(％) 95 92 83 95
耐磨性(次) ＞20000 ＜20000 ＜15000 ＜15000
透气率(mm/s) 134.3 124.9 110.5 119.4
吸水率(％) 227.8 198.7 157.6 176.5
大肠杆菌抑菌率(％) ＞99.9 92.1 88.3 92.2
金黄色葡萄球菌抑菌率(％) ＞99.9 90.8 89.5 91.4
上表中能够看出实施例1在断裂强力方面具有更高的表现，在弹性(弹力伸长率和回复率)方面表现更优，耐磨性、吸水透气性以及抑菌性方面均高于常规的其他面料。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，改性涤纶纤维：
将涤纶纤维依次经过碱减量处理、丁香酚活化处理以及巯基化壳聚糖改性处理，得到改性涤纶纤维；
第二步，纺制纱线：
将改性涤纶纤维与锦纶纤维依次经过清花、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒的工艺，最终混纺形成纱线；
第三步，织造面料：
将得到的纱线依次经过浆纱、退浆、编织和染整工艺，得到了耐磨高弹面料。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述改性涤纶纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)碱减量处理涤纶纤维：
将涤纶纤维在强碱高温水溶液内处理，得到碱减量处理后的涤纶纤维；
(2)丁香酚活化涤纶纤维：
S1.活化丁香酚
将丁香酚干燥并除氧后，在保护气的作用下，与甲基丙烯酸酐结合并升温反应，得到活化后的丁香酚；
S2.活化涤纶纤维
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡一段时间，得到丁香酚活化涤纶纤维；
S3.制备改性涤纶纤维：
将丁香酚活化涤纶纤维与巯基化壳聚糖溶液混合，在紫外光的照射下进行反应结合，得到改性涤纶纤维。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述S1过程中活化丁香酚的过程为：
将丁香酚在100℃烘箱内干燥除水，然后倒入反应瓶内，减压除去空气并通入氮气保护气，将反应瓶置于水浴装置内，并向反应瓶内滴加甲基丙烯酸酐，混合搅拌的同时升温至45-55℃，搅拌反应24-36h，反应结束后降温至室温，使用二氯甲烷稀释，并使用饱和的小苏打溶液洗涤至少三次，除杂后，减压干燥，得到活化后的丁香酚；
其中，丁香酚与甲基丙烯酸酐的质量比值是1:0.4-0.6。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述S2过程中活化涤纶纤维的过程为：
将碱减量处理后的涤纶纤维与活化后的丁香酚混合至无水乙醇中，混合搅拌均匀后，浸泡8-12h后，减压干燥除去乙醇，得到丁香酚活化涤纶纤维；
其中，活化后的丁香酚、碱减量处理后的涤纶纤维与无水乙醇的质量比值是0.27-0.38:1:15-20。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述S3过程中制备改性涤纶纤维的过程为：
将巯基化壳聚糖溶于乙酸溶液中，然后加入丁香酚活化涤纶纤维，超声混合均匀后，加入引发剂苯偶酰双甲醚(DMPA)，放置在紫外光照条件下，搅拌处理2-4h，过滤出纤维后，依次使用乙醇和去离子水洗涤三次，真空干燥后，得到改性涤纶纤维；
其中，乙酸溶液的质量浓度是10％，丁香酚活化涤纶纤维、巯基化壳聚糖与乙酸溶液的质量比值是1:0.3-0.5:10-20；引发剂的加入质量是丁香酚活化涤纶纤维质量的1％-3％；紫外光的照射波长是365nm。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述S3过程中巯基化壳聚糖的制备过程为：
将壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑与去离子水混合在反应容器内，搅拌混合均匀后，再依次加入N-乙酰-L-半胱氨酸和1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液，然后使用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，在室温条件下搅拌反应3-5h，反应结束后将反应液倒入无水乙醇内，有絮状沉淀析出，过滤收集沉淀，然后使用水洗至中性，真空干燥，得到巯基化壳聚糖；
其中，壳聚糖的脱乙酰度为90％，壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸与去离子水的质量比是1:1.8-2.2:20-40；1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液的浓度为20％，1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑与去离子水的质量比是0.3-0.5:0.7-0.9:20-40。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述第二步中，改性涤纶纤维与锦纶纤维的重量比值是5-7:3-5；改性涤纶纤维的直径为16-20μm，锦纶纤维的直径为12-15μm。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述第三步中，浆纱是将编制成的纱线经过浆料处理，浆料为表面活性剂、柔软剂和去离子水的混合物，表面活性剂、柔软剂和去离子水的质量比是0.3-0.5:0.2-0.4:10；表面活性剂为酯基季铵盐，柔软剂为十六烷基三甲基氯化铵；
退浆是以氢氧化钠溶液作为退浆剂对浆纱后的纱线进行处理，退浆剂中氢氧化钠溶液的浓度是2-3g/L；
编织是将混纺纱线分为经线和纬线，采取经线在上纬线在下的排列方式，进行一上一下的循环编织方式进行平纹编织；所述经线的密度为164.1-168.5根/10cm，所述纬线的密度为80.2-85.4根/10cm。
9.根据权利要求1所述的一种耐磨高弹面料的制备方法，其特征在于，所述第三步中，染整包括染色和整理，染色是采用浴染法，将编织后的面料放置在染液内，升温至120-140℃处理0.3-0.5h；其中，染液中分散染料浓度是10g/L，渗透剂JFC的浓度是1g/L，防泳移剂的浓度是10g/L，染色浴比是1:10；整理是将染色处理后的面料使用柔软整理剂进出处理定型，整理剂的浓度是30-50g/L，有效成分是硅油JV-6305，处理的温度是165-185℃，定型车速是15-25m/min。
10.一种使用权利要求1-9任一所述的制备方法制备得到的耐磨高弹面料。
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