CN116905112A - 一种凉感吸湿快干涤纶纤维及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种凉感吸湿快干涤纶纤维及其制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭混合，得到混合物；S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；S3、将步骤S2所得母粒和涤纶废片混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。本发明制备所得的涤纶纤维具有良好的吸湿排汗效果和机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及纤维领域，具体涉及一种凉感吸湿快干涤纶纤维及其制备工艺。
背景技术
聚酯纤维，俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，属于高分子化合物。是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力，其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。
聚酯纤维的强度高、模量高、吸水性低，人们在防护自身免受紫外线侵袭的同时，又迫切需要穿着凉爽、舒适的服装。所谓凉是指织物能对人体起到快速降温的作用，该性能主要由纤维的导热性能决定；爽即干爽，是指织物经芯吸、扩散、传输等方式将人体产生的气态汗、液态汗迅速排放到织物的外层进而蒸发，从而在人体皮肤表面与服装内侧形成干燥的微气候区。这也就是通常所指的织物吸湿排汗及散湿性能。然而传统涤纶纤维并不具备功能性，随着社会发展，传统涤纶已不能满足人们对功能性纺织品的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种凉感吸湿快干涤纶纤维及其制备工艺，制得的涤纶纤维具有良好的吸湿排汗效果和机械性能。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭混合，得到混合物；
S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；
S3、将步骤S2所得母粒和涤纶废片混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。
优选的，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒的制备工艺为：
将十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和体积分数为75％的乙醇溶液混合，于45-55℃下搅拌反应6-8h，过滤，干燥，即得多孔二氧化硅颗粒。
优选的，所述十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和乙醇溶液的重量份比为1:1:1:1:3。
优选的，步骤S1中，所述改性活性炭的制备工艺为：将质量分数为75％的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液、乙二胺和活性炭颗粒按照重量份比为3:4:1的比例混合，搅拌12-24h，过滤，干燥，即得所述改性活性炭。
优选的，步骤S2中，所述改性涤纶的制备工艺为：将涤纶切片浸泡至聚乙二醇溶液中，反复搅拌48-72h，得改性涤纶。
优选的，所述聚乙二醇溶液包括甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水。
优选的，所述甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水的重量份比为1:20:50。
优选的，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭的重量份比为1:(1-3)；步骤S2中，所述混合物与改性涤纶的重量份比为1:(3-6)；步骤S3中，所述母粒和涤纶废片混合的重量份比为1:(10-20)。
优选的，步骤S2中，所述双螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃。
本发明还提供一种采用上述的制备工艺制备的凉感吸湿快干涤纶纤维。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：聚乙二醇嵌在涤纶切片表面，提高了与水分子的结合能力，增加了亲水性，甲基三氯硅烷负载于聚乙二醇表面，并在涤纶切片表面形成一层纳米凸起结构，形成具有亲水性能“触手”结构，同时改性后的活性炭表面含有大量活性官能团和比表面积，在涤纶切片内部微孔结构以及“触手”结构的影响下，对涤纶切片进行搅拌浸泡的过程中，活性炭能够实现内部渗透，结合壳聚糖季铵盐的高亲水性进而通过氢键作用吸收水分子，以提高涤纶纤维的吸湿性。本发明通过多孔二氧化硅颗粒、改性活性炭和改性涤纶的有机结合，提高了涤纶纤维的接触凉感系数、吸湿性、速干性，其中多孔二氧化硅颗粒和改性活性炭能够有效地提高涤纶纤维的吸湿性和速干性，改性活性炭和改性涤纶能够有效地提高涤纶纤维的接触凉感系数和吸湿性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。另，特别说明，本发明原料和设备均可从市售所得，不再一一列举，其中，本发明原材料均可从市售获得，为本领域技术人员所熟知的，不再赘述。
实施例1：
一种凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭按照重量份比为1:1的比例混合，得到混合物；
S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶按照重量份比为1:3的比例混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；所述双螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃；
S3、将步骤S2所得母粒和涤纶废片按照重量份比为1:10的比例混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。
其中，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒的制备工艺为：
将十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和体积分数为75％的乙醇溶液按照重量份比为1:1:1:1:3的比例混合，加入盐酸调节PH为4-5，于55℃下搅拌反应8h，过滤，干燥，即得多孔二氧化硅颗粒。
其中，步骤S1中，所述改性活性炭的制备工艺为：将质量分数为75％的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液、乙二胺和活性炭颗粒按照重量份比为3:4:1的比例混合，搅拌24h，过滤，干燥，即得所述改性活性炭。
其中，步骤S2中，所述改性涤纶的制备工艺为：将涤纶切片浸泡至聚乙二醇溶液中，聚乙二醇溶液包括重量份比为1:20:50的比例混合的甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水，反复搅拌72h，得改性涤纶。
实施例2：
一种凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭按照重量份比为1:3的比例混合，得到混合物；
S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶按照重量份比为1:6的比例混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；所述螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃；
S3、将步骤S2所得母粒和涤纶废片按照重量份比为1:20的比例混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。
其中，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒的制备工艺为：
将十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和体积分数为75％的乙醇溶液按照重量份比为1:1:1:1:3的比例混合，加入盐酸调节PH为4-5，于45℃下搅拌反应6h，过滤，干燥，即得多孔二氧化硅颗粒。
其中，步骤S1中，所述改性活性炭的制备工艺为：将质量分数为75％的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液、乙二胺和活性炭颗粒按照重量份比为3:4:1的比例混合，搅拌12h，过滤，干燥，即得所述改性活性炭。
其中，步骤S2中，所述改性涤纶的制备工艺为：将涤纶切片浸泡至聚乙二醇溶液中，聚乙二醇溶液包括重量份比为1:20:50的比例混合的甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水，反复搅拌48h，得改性涤纶。
实施例3：
一种凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭按照重量份比为1:2的比例混合，得到混合物；
S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶按照重量份比为1:4的比例混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；所述螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃；
S3、将步骤S2所得母粒和涤纶废片按照重量份比为1:15的比例混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。
其中，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒的制备工艺为：
将十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和体积分数为75％的乙醇溶液按照重量份比为1:1:1:1:3的比例混合，加入盐酸调节PH为4-5，于50℃下搅拌反应7h，过滤，干燥，即得多孔二氧化硅颗粒。
其中，步骤S1中，所述改性活性炭的制备工艺为：将质量分数为75％的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液、乙二胺和活性炭颗粒按照重量份比为3:4:1的比例混合，搅拌18h，过滤，干燥，即得所述改性活性炭。
其中，步骤S2中，所述改性涤纶的制备工艺为：将涤纶切片浸泡至聚乙二醇溶液中，聚乙二醇溶液包括重量份比为1:20:50的比例混合的甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水，反复搅拌60h，得改性涤纶。
对比例1：
对比例1与实施例1的制备工艺基本相同，不同的是，不用多孔二氧化硅颗粒，不对涤纶和活性炭进行改性，具体为：
一种涤纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将二氧化硅颗粒、活性炭与涤纶混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；所述螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃；
S2、将步骤S1所得母粒和涤纶废片按照重量份比为1:10的比例混合后熔融纺丝，得涤纶纤维。
下面分别对实施例1-3、对比例1所得涤纶纤维制成的涤纶织物和东莞市云山纺织品有限公司的市售涤纶织物进行接触凉感系数、吸湿性和速干性的测试，取5块10×10cm的涤纶织物为样品(测试数据取算术平均数)，接触凉感系数(洗后)：按照GB/T 35263-2017标准进行测试，吸湿性(洗后)：按照GB/T 21655.1-2008标准进行测试，速干性(洗后)：按照GB/T 21655.1-2008标准进行测试，测试结果如表1所示。
表1：实施例1-3、市售涤纶织物和对比例1的涤纶织物的测试数据
从上表可以看出，实施例1-3的涤纶织物较对比例1和市售涤纶织物具有良好的凉感、吸湿行和快干效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭混合，得到混合物；
S2、将步骤S1所得的混合物与改性涤纶混合熔融，在双螺杆挤出机中混合造粒，得到母粒；
S3、将步骤S2所得的母粒和涤纶废片混合后熔融纺丝，得到凉感吸湿快干涤纶纤维。
2.如权利要求1所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于，步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒的制备工艺为：
将十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和体积分数为75%的乙醇溶液混合，于45-55℃下搅拌反应6-8h，过滤，干燥，即得多孔二氧化硅颗粒。
3.如权利要求2所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化铵、环己烷、正硅酸甲酯、尿素和乙醇溶液的重量份比为1:1:1:1:3。
4.如权利要求3所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于：步骤S1中，所述改性活性炭的制备工艺为：将质量分数为75%的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液、乙二胺和活性炭颗粒按照重量份比为3:4:1的比例混合，搅拌12-24h，过滤，干燥，即得所述改性活性炭。
5.如权利要求4所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，所述改性涤纶的制备工艺为：将涤纶切片浸泡至聚乙二醇溶液中，反复搅拌48-72h，得改性涤纶。
6.如权利要求5所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于，所述聚乙二醇溶液包括甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水。
7.如权利要求6所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于，所述甲基三氯硅烷、聚乙二醇和水的重量份比为1:20:50。
8.如权利要求1所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于：步骤S1中，所述多孔二氧化硅颗粒与改性活性炭的重量份比为1:(1-3)；步骤S2中，所述混合物与改性涤纶的重量份比为1:(3-6)；步骤S3中，所述母粒和涤纶废片混合的重量份比为1:(10-20)。
9.如权利要求1所述的凉感吸湿快干涤纶纤维的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，所述双螺杆挤出机分为四个加热区，各区的温度依次为260℃、265℃、265℃、270℃。
10.一种采用如权利要求1-9中任意一项所述的制备工艺制得的凉感吸湿快干涤纶纤维。
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