CN116288812A - 一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用，涉及纺织材料技术领域。本发明在制备生物基氨纶纤维面料时，先将D4H环四硅氧烷和5‑己烯‑1‑醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得改性有机硅聚氨酯；将纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得改性纤维素；将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得生物基氨纶纤维面料。本发明制备的生物基氨纶纤维面料具有优良的抗断裂性能和阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及纺织材料技术领域，具体为一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用。
背景技术
氨纶是聚氨酯纤维的简称，是一种弹性纤维。氨纶面料具有许多的优点，例如：弹性好，是泳衣、运动服、紧身衣、弹力裤等制作的主要材料，制成衣服后不会有强烈的压迫束缚感；不容易变形，不管氨纶衣服怎么穿，怎么拉伸，过后它都能较好的恢复原样，不容易变形；上色率高，容易染色，染色后不容易褪色；化学稳定性好，耐磨、耐老化，长期穿着也不易显老旧。
但是氨纶面料也有许多的缺点，例如：吸湿性比较差、舒适性差、耐热性差、阻燃性差等。随着现在社会的发展，人们越来越青睐绿色健康、亲肤舒适的面料，因此生物基纤维面料受到了市场的欢迎，可以较好的解决氨纶面料的绿色健康、亲肤舒适的问题，但是氨纶面料的阻燃性能仍然有待提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种生物基氨纶纤维面料，所述生物基氨纶纤维面料是由改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得。
作为优化，所述改性有机硅聚氨酯是由D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得。
作为优化，所述改性纤维素是由纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得。
作为优化，包括以下制备步骤：
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇添加到D4H环四硅氧烷质量10~12倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.03~0.05倍的氯铂酸，在70~80℃，500~800r/min搅拌回流6~8h，在20~30℃，1~2kPa静置3~4h，制得有机硅多元醇；用叔丁基二甲基氯硅烷对有机硅多元醇进行半封闭处理，制得半封闭有机硅多元醇；
（2）在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至60~70℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以300~500r/min转速搅拌下反应50~60min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至130~140℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.1~0.3%时停止反应，降温至50~60℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量6~8倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量30~40倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以300~500r/min转速搅拌10~15min，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，制得有机硅聚氨酯；对有机硅聚氨酯进行解封闭处理，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：（1~1.2）混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数60~70%的乙醇水溶液按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，在40~50℃，300~500r/min搅拌条件下，在10~12min内匀速滴加水解淀粉质量1.2~1.6倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5~6h，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：（2~3）：（0.1~0.2）：（20~30）混合均匀，在氮气氛围中，在75~85℃，300~400r/min搅拌反应3~5h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥6~8h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：（0.6~0.8）：（0.03~0.05）混合均匀，在100~110℃，50~100Pa静置6~8h，再送入螺杆挤压机中，升温至180~190℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1000~2000m/min，喷丝头口径0.2~0.4 mm，并在30~40℃的甬道中凝固定型，再浸没在70~80℃，pH为4~5的盐酸水溶液中静置8~10min，取出并用纯水清洗3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥6~8h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
作为优化，步骤（1）所述D4H环四硅氧烷、5-己烯-1-醇、叔丁基二甲基氯硅烷的摩尔比为1：4：2。
作为优化，步骤（1）所述半封闭处理的方法为：将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：（8~10）混合均匀，在0~2℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.6~0.8倍的咪唑，在20~30℃，6~8min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌20~30min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量4~5倍的纯水并继续搅拌2~3min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量20~25倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥20~24h。
作为优化，步骤（2）所述半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1：5；所述监测反应进行程度的方法为丙酮-二正丁胺滴定法。
作为优化，步骤（2）所述解封闭处理的方法为：在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.4~0.5倍的四丁基氟化铵，在10~30℃，300~500r/min搅拌10~12h，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h。
作为优化，步骤（3）所述氧化纤维素的制备方法为：将纤维素、纯水按质量比1：（25~30）混合均匀，在避光条件下，45~55℃，加入预处理后的纤维素质量1~2倍的高碘酸钠，并以300~500r/min搅拌反应3~4h，离心分离并用纯水洗涤3~5次，在60~70℃，50~100Pa干燥4~6h，制备而成；所述纤维素为粉状微晶纤维素，纯度大于99.9%。
作为优化，所述生物基氨纶纤维面料应用于服装。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在制备生物基氨纶纤维面料时，将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得生物基氨纶纤维面料。
首先，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得改性有机硅聚氨酯，用叔丁基二甲基氯硅烷进行封闭保护部分羟基，在后续可以解封闭，并与植酸钠反应，使植酸钠通过化学键结合在解封闭有机硅聚氨酯，接枝的植酸钠能解离成植酸负离子，与改性纤维素上的氨基正离子通过静电结合，形成了交联网络结构，从而提高了抗断裂性能，增强了面料的拉伸性，即使面料在经过高强度的拉伸过后也能很快恢复原样，具有很好的稳定性；在高温时，有机硅链段可以形成二氧化硅熔融层，植酸钠可以使有机组分形成碳层，隔绝热量和氧气，从而提高了阻燃性能。
其次，将纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得改性纤维素，纤维素氧化后产生的醛基和三聚氰胺上的氨基反应形成席夫碱结构，提高了抗菌效果，同时改性纤维素可降解产生氮气起到散热和稀释氧浓度的作用，还可以起到稀释可燃物及阻隔其与空气接触的作用，从而提高了阻燃性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇按摩尔比1：4添加到D4H环四硅氧烷质量10倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.03倍的氯铂酸，在70℃，500r/min搅拌回流8h，在20℃，1kPa静置4h，有机硅多元醇；取D4H环四硅氧烷摩尔量2倍的叔丁基二甲基氯硅烷，将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：8混合均匀，在0℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.6倍的咪唑，在20℃，6min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌30min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量4倍的纯水并继续搅拌3min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量20倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤3次，在30℃，50Pa干燥24h，制得半封闭有机硅多元醇；
（2）将半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比4：1：5进行称取；在氮气氛围中，将聚己内酯二醇加热至60℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以300r/min转速搅拌下反应60min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至130℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.1%时停止反应，降温至50℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量6倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量30倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以300r/min转速搅拌15min，在70℃，50Pa干燥8h，制得有机硅聚氨酯；在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：6：6混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.4倍的四丁基氟化铵，在10℃，300r/min搅拌12h，在70℃，50Pa干燥8h，用纯水洗涤3次，过滤并在70℃干燥8h，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数65%的乙醇水溶液按质量比1：6：6混合均匀，在40℃，300r/min搅拌条件下，在12min内匀速滴加水解淀粉质量1.2倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌6h，在70℃，50Pa干燥8h，用纯水洗涤3次，过滤并在70℃干燥8h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将纤维素、纯水按质量比1：25混合均匀，在避光条件下，45℃，加入预处理后的纤维素质量1倍的高碘酸钠，并以300r/min搅拌反应4h，离心分离并用纯水洗涤3次，在60℃，50Pa干燥6h，制得氧化纤维素；将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：2：0.1：20混合均匀，在氮气氛围中，在75℃，300r/min搅拌反应5h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤3次，在30℃，50Pa干燥8h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：0.6：0.03混合均匀，在100℃，50Pa静置8h，再送入螺杆挤压机中，升温至190℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度2000m/min，喷丝头口径0.2 mm，并在40℃的甬道中凝固定型，再浸没在80℃，pH为4的盐酸水溶液中静置8min，取出并用纯水清洗3次，在30℃，50a干燥8h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
实施例2
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇按摩尔比1：4添加到D4H环四硅氧烷质量11倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.04倍的氯铂酸，在75℃，650r/min搅拌回流7h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，有机硅多元醇；取D4H环四硅氧烷摩尔量2倍的叔丁基二甲基氯硅烷，将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：9混合均匀，在1℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.7倍的咪唑，在25℃，7min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌25min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量4.5倍的纯水并继续搅拌2.5min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量22倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤4次，在35℃，80Pa干燥22h，制得半封闭有机硅多元醇；
（2）将半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比4：1：5进行称取；在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至65℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以400r/min转速搅拌下反应55min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至135℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.2%时停止反应，降温至55℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量7倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量35倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以400r/min转速搅拌12min，在75℃，80Pa干燥7h，制得有机硅聚氨酯；在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：7：7混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.45倍的四丁基氟化铵，在20℃，400r/min搅拌11h，在75℃，80Pa干燥7h，用纯水洗涤4次，过滤并在75℃干燥7h，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1.1混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数65%的乙醇水溶液按质量比1：7：7混合均匀，在45℃，400r/min搅拌条件下，在11min内匀速滴加水解淀粉质量1.4倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5.5h，在75℃，80Pa干燥7h，用纯水洗涤4次，过滤并在75℃干燥7h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将纤维素、纯水按质量比1：28混合均匀，在避光条件下，50℃，加入预处理后的纤维素质量1.5倍的高碘酸钠，并以400r/min搅拌反应3.5h，离心分离并用纯水洗涤4次，在65℃，70Pa干燥5h，制得氧化纤维素；将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：2.5：0.15：25混合均匀，在氮气氛围中，在80℃，350r/min搅拌反应4h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥7h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：0.7：0.04混合均匀，在105℃，70Pa静置7h，再送入螺杆挤压机中，升温至185℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1500m/min，喷丝头口径0.3 mm，并在35℃的甬道中凝固定型，再浸没在75℃，pH为4.5的盐酸水溶液中静置9min，取出并用纯水清洗4次，在35℃，80Pa干燥7h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
实施例3
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇按摩尔比1：4添加到D4H环四硅氧烷质量12倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.05倍的氯铂酸，在80℃，800r/min搅拌回流6h，在30℃，2kPa静置3h，有机硅多元醇；取D4H环四硅氧烷摩尔量2倍的叔丁基二甲基氯硅烷，将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：10混合均匀，在2℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.8倍的咪唑，在30℃，8min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌30min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量5倍的纯水并继续搅拌2min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量25倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤5次，在40℃，100Pa干燥20h，制得半封闭有机硅多元醇；
（2）将半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比4：1：5进行称取；在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至70℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以500r/min转速搅拌下反应50min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至140℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.3%时停止反应，降温至60℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量6倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量40倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以500r/min转速搅拌15min，在80℃，100Pa干燥6h，制得有机硅聚氨酯；在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：8：8混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.5倍的四丁基氟化铵，在30℃，500r/min搅拌10h，在80℃，100Pa干燥6h，用纯水洗涤5次，过滤并在80℃干燥6h，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1.2混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数70%的乙醇水溶液按质量比1：8：8混合均匀，在50℃，500r/min搅拌条件下，在12min内匀速滴加水解淀粉质量1.6倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5h，在80℃，100Pa干燥6h，用纯水洗涤5次，过滤并在80℃干燥6h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将纤维素、纯水按质量比1：30混合均匀，在避光条件下，55℃，加入预处理后的纤维素质量2倍的高碘酸钠，并以500r/min搅拌反应3h，离心分离并用纯水洗涤5次，在70℃，100Pa干燥4h，制得氧化纤维素；将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：3：0.2：30混合均匀，在氮气氛围中，在85℃，400r/min搅拌反应3h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤5次，在40℃，100Pa干燥6h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：0.8：0.05混合均匀，在110℃，100Pa静置6h，再送入螺杆挤压机中，升温至190℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1500m/min，喷丝头口径0.3 mm，并在40℃的甬道中凝固定型，再浸没在80℃，pH为5的盐酸水溶液中静置8min，取出并用纯水清洗5次，在40℃，100Pa干燥6h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
对比例1
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇按摩尔比1：2添加到D4H环四硅氧烷质量11倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.04倍的氯铂酸，在75℃，650r/min搅拌回流7h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，有机硅多元醇；
（2）将有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比4：1：5进行称取；在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至65℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以400r/min转速搅拌下反应55min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至135℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.2%时停止反应，降温至55℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量7倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量35倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以400r/min转速搅拌12min，在75℃，80Pa干燥7h，制得有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1.1混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数65%的乙醇水溶液按质量比1：7：7混合均匀，在45℃，400r/min搅拌条件下，在11min内匀速滴加水解淀粉质量1.4倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5.5h，在75℃，80Pa干燥7h，用纯水洗涤4次，过滤并在75℃干燥7h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将纤维素、纯水按质量比1：28混合均匀，在避光条件下，50℃，加入预处理后的纤维素质量1.5倍的高碘酸钠，并以400r/min搅拌反应3.5h，离心分离并用纯水洗涤4次，在65℃，70Pa干燥5h，制得氧化纤维素；将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：2.5：0.15：25混合均匀，在氮气氛围中，在80℃，350r/min搅拌反应4h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥7h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：0.7：0.04混合均匀，在105℃，70Pa静置7h，再送入螺杆挤压机中，升温至185℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1500m/min，喷丝头口径0.3 mm，并在35℃的甬道中凝固定型，再浸没在75℃，pH为4.5的盐酸水溶液中静置9min，取出并用纯水清洗4次，在35℃，80Pa干燥7h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
对比例2
（1）将分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比1：1进行称取；在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至65℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以400r/min转速搅拌下反应55min，升温至135℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.2%时停止反应，降温至55℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量7倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量35倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以400r/min转速搅拌12min，在75℃，80Pa干燥7h，制得有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1.1混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数65%的乙醇水溶液按质量比1：7：7混合均匀，在45℃，400r/min搅拌条件下，在11min内匀速滴加水解淀粉质量1.4倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5.5h，在75℃，80Pa干燥7h，用纯水洗涤4次，过滤并在75℃干燥7h，制得改性有机硅聚氨酯；
（2）将纤维素、纯水按质量比1：28混合均匀，在避光条件下，50℃，加入预处理后的纤维素质量1.5倍的高碘酸钠，并以400r/min搅拌反应3.5h，离心分离并用纯水洗涤4次，在65℃，70Pa干燥5h，制得氧化纤维素；将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：2.5：0.15：25混合均匀，在氮气氛围中，在80℃，350r/min搅拌反应4h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥7h，制得改性纤维素；
（3）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：0.7：0.04混合均匀，在105℃，70Pa静置7h，再送入螺杆挤压机中，升温至185℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1500m/min，喷丝头口径0.3 mm，并在35℃的甬道中凝固定型，再浸没在75℃，pH为4.5的盐酸水溶液中静置9min，取出并用纯水清洗4次，在35℃，80Pa干燥7h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
对比例3
对比例3的生物基氨纶纤维面料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤（2），将步骤（2）修改为：将半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯按摩尔比4：1：5进行称取；在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至65℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以400r/min转速搅拌下反应55min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至135℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.2%时停止反应，降温至55℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量7倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量35倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以400r/min转速搅拌12min，在75℃，80Pa干燥7h，制得有机硅聚氨酯；在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：7：7混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.45倍的四丁基氟化铵，在20℃，400r/min搅拌11h，在75℃，80Pa干燥7h，用纯水洗涤4次，过滤并在75℃干燥7h，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：1.1混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液。并将步骤（4）中“改性有机硅聚氨酯”改为使用“解封闭有机硅聚氨酯”，其余步骤同实施例2。
对比例4
对比例4的生物基氨纶纤维面料的制备方法与实施例2的区别仅在于不对纤维素进行改性，在步骤（4）直接使用纤维素。
实验例1
抗断裂性能的测试：将各实施例与对比例所得的生物基氨纶纤维取长度为一米的样丝，在电子天平上称取它的质量，计算出线密度，取50mm的样丝，夹在强力仪的上下夹持器中。根据设定好线密度与拉伸速度进行拉伸，直至样丝断裂。电子单纱强力仪自动打印出断裂强度。结果见表1：
从表1中实施例1~3和对比例1~4的实验数据比较可发现，本发明制得的生物基氨纶纤维面料具有良好的抗断裂性能。
通过比较可发现，对比例1、2、3、4的断裂强度较低，说明了用叔丁基二甲基氯硅烷进行封闭保护部分羟基，在后续可以解封闭，并与植酸钠反应，使植酸钠通过化学键结合在解封闭有机硅聚氨酯，接枝的植酸钠能解离成植酸负离子，与改性纤维素上的氨基正离子通过静电结合，从而提高了抗断裂性能；对比例1、2未对羟基进行封闭保护；对比例3未和植酸钠反应进行改性；对比例4未对纤维素进行改性。
实验例2
阻燃性能的测试：按照GB/T5454标准，将各实施例与对比例所得的生物基氨纶纤维编织成面料并制成试样，测极限氧指数。结果见表2：
从表2中实施例1~3和对比例1~4的实验数据比较可发现，本发明制得的生物基氨纶纤维面料具有良好的阻燃性。
通过比较可发现，对比例1、2、3、4的极限氧指数低，说明了用叔丁基二甲基氯硅烷进行封闭保护部分羟基，在后续可以解封闭，并与植酸钠反应，使植酸钠通过化学键结合在解封闭有机硅聚氨酯，在高温时，有机硅可以形成二氧化硅熔融层，植酸钠可以使有机组分形成碳层，用三聚氰胺进行改性的改性纤维素，可降解产生氮气起到散热和稀释氧浓度的作用，还可以起到稀释可燃物及阻隔其与空气接触的作用，从而提高了阻燃性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述生物基氨纶纤维面料是由改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得。
2.根据权利要求1所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述改性有机硅聚氨酯是由D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述改性纤维素是由纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）在氮气氛围中，将D4H环四硅氧烷和5-己烯-1-醇添加到D4H环四硅氧烷质量10~12倍的正己烷中，再加入D4H环四硅氧烷质量0.03~0.05倍的氯铂酸，在70~80℃，500~800r/min搅拌回流6~8h，在20~30℃，1~2kPa静置3~4h，制得有机硅多元醇；用叔丁基二甲基氯硅烷对有机硅多元醇进行半封闭处理，制得半封闭有机硅多元醇；
（2）在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至60~70℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以300~500r/min转速搅拌下反应50~60min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至130~140℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.1~0.3%时停止反应，降温至50~60℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量6~8倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量30~40倍的N,N-二甲基甲酰胺，并以300~500r/min转速搅拌10~15min，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，制得有机硅聚氨酯；对有机硅聚氨酯进行解封闭处理，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：（1~1.2）混合均匀，并加入碳酸钠粉末将pH调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数60~70%的乙醇水溶液按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，在40~50℃，300~500r/min搅拌条件下，在10~12min内匀速滴加水解淀粉质量1.2~1.6倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5~6h，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h，制得改性有机硅聚氨酯；
（3）将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：（2~3）：（0.1~0.2）：（20~30）混合均匀，在氮气氛围中，在75~85℃，300~400r/min搅拌反应3~5h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥6~8h，制得改性纤维素；
（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：（0.6~0.8）：（0.03~0.05）混合均匀，在100~110℃，50~100Pa静置6~8h，再送入螺杆挤压机中，升温至180~190℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1000~2000m/min，喷丝头口径0.2~0.4 mm，并在30~40℃的甬道中凝固定型，再浸没在70~80℃，pH为4~5的盐酸水溶液中静置8~10min，取出并用纯水清洗3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥6~8h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。
5.根据权利要求4所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述D4H环四硅氧烷、5-己烯-1-醇、叔丁基二甲基氯硅烷的摩尔比为1：4：2。
6.根据权利要求4所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述半封闭处理的方法为：将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：（8~10）混合均匀，在0~2℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.6~0.8倍的咪唑，在20~30℃，6~8min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌20~30min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量4~5倍的纯水并继续搅拌2~3min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量20~25倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤3~5次，在30~40℃，50~100Pa干燥20~24h。
7.根据权利要求4所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1：5；所述监测反应进行程度的方法为丙酮-二正丁胺滴定法。
8.根据权利要求4所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述解封闭处理的方法为：在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.4~0.5倍的四丁基氟化铵，在10~30℃，300~500r/min搅拌10~12h，在70~80℃，50~100Pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h。
9.根据权利要求4所述的一种生物基氨纶纤维面料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述氧化纤维素的制备方法为：将纤维素、纯水按质量比1：（25~30）混合均匀，在避光条件下，45~55℃，加入预处理后的纤维素质量1~2倍的高碘酸钠，并以300~500r/min搅拌反应3~4h，离心分离并用纯水洗涤3~5次，在60~70℃，50~100Pa干燥4~6h，制备而成；所述纤维素为粉状微晶纤维素，纯度大于99.9%。
10.一种采用权利要求1~9任一项所述的生物基氨纶纤维面料的制备方法制备得到的生物基氨纶纤维面料在服装中的应用。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117845355A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-04-09 | 江苏欣鑫纺织科技有限公司 | 一种天然植物基纤维及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55137103A (en) * | 1979-04-13 | 1980-10-25 | Noguchi Kenkyusho | Production of 2,3-dialdehydoholocellulose by using wastepaper as raw material |
| CN101381445A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-03-11 | 北京理工大学 | 一种环保无卤反应型阻燃水性聚氨酯及其制备方法 |
| CN102532460A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 浙江华峰新材料股份有限公司 | 生物基聚氨酯微孔弹性体及其制备方法和应用 |
| CN102877287A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-16 | 常州大学 | 一种含卤胺的抗菌纤维素织物的制备方法 |
| CN106947051A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-14 | 青岛科技大学 | 一种聚氨酯接枝的纤维素纳米晶及其制备方法 |
| CN108485299A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-04 | 何治伟 | 一种植物纤维餐具的制备方法 |
| CN113354680A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 河北科技大学 | 一种生物基反应型阻燃剂、阻燃水性聚氨酯乳液及制备方法 |
| CN114974679A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 江苏泰利新能源科技有限公司 | 一种防火阻燃型断点自修复线缆及其制备方法 |
| CN115716882A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-28 | 浙江理工大学 | 一种改性纤维素纳米晶及其制备方法和应用 |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55137103A (en) * | 1979-04-13 | 1980-10-25 | Noguchi Kenkyusho | Production of 2,3-dialdehydoholocellulose by using wastepaper as raw material |
| CN101381445A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-03-11 | 北京理工大学 | 一种环保无卤反应型阻燃水性聚氨酯及其制备方法 |
| CN102532460A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 浙江华峰新材料股份有限公司 | 生物基聚氨酯微孔弹性体及其制备方法和应用 |
| CN102877287A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-16 | 常州大学 | 一种含卤胺的抗菌纤维素织物的制备方法 |
| CN106947051A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-14 | 青岛科技大学 | 一种聚氨酯接枝的纤维素纳米晶及其制备方法 |
| CN108485299A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-04 | 何治伟 | 一种植物纤维餐具的制备方法 |
| CN113354680A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 河北科技大学 | 一种生物基反应型阻燃剂、阻燃水性聚氨酯乳液及制备方法 |
| CN114974679A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 江苏泰利新能源科技有限公司 | 一种防火阻燃型断点自修复线缆及其制备方法 |
| CN115716882A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-28 | 浙江理工大学 | 一种改性纤维素纳米晶及其制备方法和应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117845355A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-04-09 | 江苏欣鑫纺织科技有限公司 | 一种天然植物基纤维及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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