CN115787128A - 一种抗菌涤纶短纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酯纤维领域技术领域，具体涉及一种抗菌涤纶短纤维。直接将石墨烯类抗菌材料添加到涤纶纤维体系中，由于石墨烯类抗菌材料与聚酯材料体系之间的相容性较差，使得石墨烯类抗菌材料不能很好的发挥其抗菌性能和机械性能。针对上述问题，本发明提供一种抗菌涤纶短纤维，其采用改性石墨烯材料作为涤纶材料体系的抗菌剂，所述改性石墨烯结构中含有与PET结构相似的对苯二甲酯结构，根据相似相容原理，改性石墨烯结构与PET分子结构之间发生了较好的相互作用，显著改善了改性石墨烯材料与PET聚酯之间的相容性，可显著改善涤纶纤维的抗菌性和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯纤维领域技术领域，具体涉及一种抗菌涤纶短纤维。
背景技术
涤纶纤维，其强度高、弹性好、耐热、耐光和耐酸碱性也非常优异，具有良好的加工性和易纺性，其面料耐洗耐磨、免烫抗皱，在服装、家纺、装饰等领域被广泛应用，在市场中占有巨大的份额。但是，涤纶纤维的抑菌性较差。
为了提高涤纶纤维的抗菌性，通常在涤纶纤维中加入不同类型的抗菌剂，比如胍盐、石墨烯等。石墨烯作为抗菌剂添加到涤纶纤维中，可以明显改善其抗菌性，并且石墨烯具有较好的耐光、热、耐候等性能以及机械性能，不仅可以改善涤纶纤维的抗菌性，还可以显著改善涤纶纤维的力学强度。
但研究表明，直接将石墨烯类抗菌材料添加到涤纶纤维体系中，由于石墨烯类抗菌材料与聚酯材料体系之间的相容性较差，使得石墨烯类抗菌材料不能很好的发挥其抗菌性能和机械性能。
发明内容
现有技术中存在的问题是：直接将石墨烯类抗菌材料添加到涤纶纤维体系中，由于石墨烯类抗菌材料与聚酯材料体系之间的相容性较差，使得石墨烯类抗菌材料不能很好的发挥其抗菌性能和机械性能。针对上述问题，本发明提供一种抗菌涤纶短纤维，以重量份数计，包括以下成分：
具体地，所述PET切片的特性粘度范围为为0.65-0.9dL/g，熔点为245-255℃。
具体地，所述抗菌剂由改性石墨烯与双胍类抗菌剂按照质量比1:2组成。
具体地，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯(GO)分散于丙酮中，形成质量浓度为10g/L的悬浮分散液，
(2)在步骤(1)得到的悬浮分散液中加入4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酸，然后再加入浓硫酸，所述浓硫酸的加入量为悬浮分散液质量的10％，搅拌均匀后，在80℃下，加热回流2h，反应结束后，静置分层，然后除去上清液，收集、洗涤、并干燥下层产物，即得到抗菌剂。
具体地，所述硅烷偶联剂包括KH570、KH550、KH560中的至少一种。
具体地，所述抗氧剂由受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1:1组成的复配物。
具体地，所述热稳定剂由3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、苯甲酸钠、纳米蒙脱土按质量比2:(1-2):(1-2)组成的复配物。
具体地，所述润滑剂由乙撑双硬脂酰胺和硅酮粉按质量比1:1组成。
具体地，所述的一种抗菌涤纶短纤维，制备方法包括如下步骤：
(1)按照各原料重量组分称取，进行混合干燥；
(2)干燥后的原料置于螺杆挤出机中，在温度为265-275℃熔融过滤后，经熔体泵送至液相调质调粘反应釜，熔体在反应釜停留时间在30min，最终聚酯熔体的特性粘度在0.61-0.70dL/g；
(3)液相增粘之后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道的静态混合器之后进入纺丝箱体，在三角形中空喷丝板的作用下经冷却获得高真空度的初生纤维；
(4)初生纤维经平衡之后进行后加工，依次进行牵伸、紧张热定型，其中一级油浴牵伸温度为60-70℃，二级蒸汽牵伸温度为100-120℃，紧张热定型温度为185-210℃，整体牵伸倍数在3.0-4.0倍；
(5)经拉伸后的纤维进入卷曲机内，在卷曲箱内形成高密度卷曲数的纤维，之后经往复小车送入J形箱内进行排列，排列好的纤维进入松弛热定型机内进行定型，其中卷曲机的温度为90-110℃，主压为160-180kPa，背压为180-210kPa，定型温度115℃-120℃，定型时间为0.5-1h；
(6)丝束切断、包装。
有益效果
(1)本发明采用改性石墨烯材料作为涤纶材料体系的抗菌剂，所述改性石墨烯结构中含有与PET结构相似的对苯二甲酯结构，根据相似相容原理，改性石墨烯结构与PET分子结构之间发生了较好的相互作用，显著改善了改性石墨烯材料与PET聚酯之间的相容性，对提高涤纶纤维的抗菌性和力学性能十分有利；
(2)石墨烯材料具有优异的广谱抗菌性和导电性，本发明改性石墨烯结构中，还含有可聚合的双键，可以在高温螺杆挤出过程中发生自聚或与材料体系中的硅烷偶联剂KH570发生交联反应，最终形成大分子长链结构，与PET分子形成相互缠绕、交错的复杂结构，与双胍类抗菌剂的共同作用下，所获涤纶纤维具有非常优异的抗菌性、抗静电性能以及力学性能。
具体实施方式
本发明所使用的PET切片购自无锡塑博仕塑化有限公司，牌号CH-610。
本发明以下实施例所使用的抗菌剂由改性石墨烯与1-(3-氯-4-庚氧苯基)双胍按照质量比1:2组成。
所述改性石墨烯的制备方法按照以下步骤制备：
(1)将GO(购自济南裕诺化工有限公司，型号YN，细度200目)分散于丙酮中，形成质量浓度为10g/L的悬浮分散液，
(2)在步骤(1)得到的悬浮分散液中加入4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酸，然后再加入浓硫酸(质量浓度为98％)，所述浓硫酸的加入量为悬浮分散液质量的10％，搅拌均匀后，在80℃下，加热回流2h，反应结束后，静置分层，然后除去上清液，收集、洗涤、并干燥下层产物，即得到抗菌剂。
本发明所使用的抗氧剂由受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1:1组成的复配物。
本发明所使用的热稳定剂由3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、苯甲酸钠、纳米蒙脱土按质量比2:1:1组成的复配物。
本发明所使用的润滑剂由乙撑双硬脂酰胺和硅酮粉按质量比1:1组成。
本发明所使用的色母粒为涤纶黑色母粒，购自无锡长虹化塑色粒有限公司。
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6同实施例5，不同之处在于，实施例5采用KH550替代KH570。
实施例7同实施例5，不同之处在于，实施例5采用KH560替代KH570。
对比例1同实施例5，不同之处在于，对比例1采用GO替代实施例5中的改性石墨烯。
对比例2同实施例5，不同之处在于，对比例2采用1-(3-氯-4-庚氧苯基)双胍替代实施例5中的改性石墨烯。
本发明实施例1-7以及对比例1-2的抗菌涤纶短纤维，均按照以下步骤制备：
(1)按照配方量，称取实施例1-7以及对比例1-2的各原料重量组分，进行混合干燥；
(2)将干燥后的原料置于螺杆挤出机中，在温度为270℃下熔融过滤后，经熔体泵送至液相调质调粘反应釜，熔体在反应釜停留时间在30min，最终聚酯熔体的特性粘度在0.70dL/g；
(3)液相增粘之后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道的静态混合器之后进入纺丝箱体，在三角形中空喷丝板的作用下经冷却获得高真空度的初生纤维；
(4)初生纤维经平衡之后进行后加工，依次进行牵伸、紧张热定型，其中一级油浴牵伸温度为60℃，二级蒸汽牵伸温度为120℃，紧张热定型温度为200℃，整体牵伸倍数在4.0倍；
(5)经拉伸后的纤维进入卷曲机内，在卷曲箱内形成高密度卷曲数的纤维，之后经往复小车送入J形箱内进行排列，排列好的纤维进入松弛热定型机内进行定型，其中卷曲机的温度为100℃，主压为80kPa，背压为180kPa，定型温度115℃，定型时间为1h；
(6)丝束切断、包装。
对本发明实施例1-7以及对比例1-2所获涤纶纤维进行相关性能测试，具体测试结果如表1所示。
纤维细度：按照GB/10685-2007进行测试。
拉伸强度：按照GB/T14337-2008进行测试。
断裂伸长率：按照GB 9997-88进行测试。
抗菌性：检测标准为GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》。
表1
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
2.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述PET切片的特性粘度范围为为0.65-0.9dL/g，熔点为245-255℃。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述抗菌剂由改性石墨烯与双胍类抗菌剂按照质量比1:2组成。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将GO分散于丙酮中，形成质量浓度为10g/L的悬浮分散液，
(2)在步骤(1)得到的悬浮分散液中加入4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酸，然后再加入浓硫酸，所述浓硫酸的加入量为悬浮分散液质量的10％，搅拌均匀后，在80℃下，加热回流2h，反应结束后，静置分层，然后除去上清液，收集、洗涤、并干燥下层产物，即得到抗菌剂。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括KH570。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述抗氧剂由受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1:1组成的复配物。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述热稳定剂由3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、苯甲酸钠、纳米蒙脱土按质量比2:(1-2):(1-2)组成的复配物。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，所述润滑剂由乙撑双硬脂酰胺和硅酮粉按质量比1:1组成。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种抗菌涤纶短纤维，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
(1)按照各原料重量组分称取，进行混合干燥；
(2)干燥后的原料置于螺杆挤出机中，在温度为265-275℃熔融过滤后，经熔体泵送至液相调质调粘反应釜，熔体在反应釜停留时间在30min，最终聚酯熔体的特性粘度在0.61-0.70dL/g；
(3)液相增粘之后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道的静态混合器之后进入纺丝箱体，在三角形中空喷丝板的作用下经冷却获得高真空度的初生纤维；
(4)初生纤维经平衡之后进行后加工，依次进行牵伸、紧张热定型，其中一级油浴牵伸温度为60-70℃，二级蒸汽牵伸温度为100-120℃，紧张热定型温度为185-210℃，整体牵伸倍数在3.0-4.0倍；
(5)经拉伸后的纤维进入卷曲机内，在卷曲箱内形成高密度卷曲数的纤维，之后经往复小车送入J形箱内进行排列，排列好的纤维进入松弛热定型机内进行定型，其中卷曲机的温度为90-110℃，主压为160-180kPa，背压为180-210kPa，定型温度115℃-120℃，定型时间为0.5-1h；
(6)丝束切断、包装。
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