CN1203219C - 一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子合成纤维技术领域，具体的说是一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，其特征在于将按一定比例称量的氧化锌晶须及分散剂混合均匀，再逐渐加入去离子水，使其充分润湿并稀释至一定浓度，最后用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成晶须浆料，在湿法纺丝化学纤维纺程上添加氧化锌晶须浆料，制成抗静电、抗菌、防紫外线改性腈纶、粘胶、维纶等化学纤维；本发明与现有技术相比具有工艺简单、成本低、效果持久，不改变现有的生产设备，适于大规模生产，可广泛用于抗静电工作服、无尘工作服、炼油及石油部门的防爆型特殊工作服，以及无菌工作服、户外工作服、军用防护服、商业用遮阳篷盖布、包装袋等，值得推广应用。
Description
[技术领域]
本发明涉及高分子合成纤维技术领域，具体的说是一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法。
[技术背景]
传统的纤维及其制品在生产和使用过程中，由于受到摩擦、牵伸、压缩、电场感应和热风干燥等因素的作用而产生静电。如果这些静电荷不能迅速散失，就会在材料和纺织机械上积累，达到一定程度时，就会引发各种危害，随着化学纤维在纺织上生产和应用的日益增加，以及化学纤维成形与加工速度的高速化，纤维及其制品的带电现象及由此出现的静电危害也日趋严重。静电不仅导致纺织加工困难，如加工时纤维缠绕机件、纱线集束困难；而且成品在使用过程中容易吸尘玷污，服装纠缠人体产生不适感，并对人体有害，如使血液的PH值升高、引起皮肤局部炎症、血糖升高、维生素含量下降等，静电严重者还可能引发火灾、爆炸。
由于臭氧层遭到破坏，使得波长为180-290nm短波紫外线有可能到达地面，大量资料表明，紫外线辐射会影响人们的身体健康，对人类的生活及生命造成各种危害，过量的紫外线辐射会使人体黑色素增多，使皮肤老化，严重的还会使皮肤起水泡、红斑，甚至还会引发皮肤癌。今天，消费者对服装等的要求趋于功能化，即要求服装兼有安全、舒适、健康等多方面功能。为进一步拓展化学纤维的应用领域，改善使用性能，人们进行了大量旨在提高化学纤维抗静电、抗菌、防紫外线性能的研制与开发。改善化学纤维的抗静电、抗菌、防紫外线性能的矛盾与关键问题是如何在改善纤维服用性能的同时，还保持纤维原有的优良的力学性能。为降低化学纤维的静电积聚效应，制取抗静电、抗菌、防紫外线纤维，常采用如下措施：
1、在共聚体中引入亲水化合物，提高吸湿性，制永久抗静电化学纤维。与化学改性的其他方法相比该方法简单易行，而且可以同时改善纤维的多种性能，因此在研制纤维新品种中得到了广泛的应用。实际生产中主要采用的方法有三种：无规共聚、嵌段共聚和接枝共聚。但是，这种改性方法的缺点是对环境湿度的依赖比较大，往往在干燥的气候下，抗静电性能不理想。
2、用少量导电物质，如碳黑或金属氧化物，与原液共混纺丝制成导电物纤维或纺丝成随机、海岛、皮芯复合导电纤维。碳黑是最优良的抗静电剂添加剂，缺点是制得的抗静电纤维颜色太深，只能用来染织深色布料，而其他普通白色金属氧化物的导电性能本身就比较低，因此在制备具有优良抗静电性能纤维时需添加大量白色金属氧化物，这往往又会降低纤维的力学性能，只有采用复合纺丝的方法才能制备出有较好力学性能的抗静电纤维，而且由于金属氧化物与原液的相容性差，搅拌时会消耗大量能量，因此成本较高，并且颗粒搅拌不好时易发生堵塞喷丝孔、断丝等问题。
3、用铜盐溶液处理纤维表面，使纤维表面附着金属涂层，或在干燥致密化前用三氯化铁、吡咯溶液处理，制得不受环境湿度影响的导电纤维，但是，用这种方法制备的抗静电纤维手感差，并且耐洗性不好。
[发明内容]
本发明的目的为解决上述问题，设计一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法。其步骤如下：
(1)晶须浆料的制备：
将按一定比例称量的氧化锌晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其充分润湿并稀释至一定浓度，用高速剪切乳化机将物料搅拌1小时，制成晶须浆料。
(2)改性纤维的制备：
用在湿法纺丝化学纤维纺程上添加氧化锌晶须的方法，即在凝固浴槽、预热浴槽、热拉伸槽中、或纤维干燥致密化之前任一位置添加晶须浆料，制成抗静电、抗菌、防紫外线改性腈纶、粘胶、维纶等化学纤维。
在本发明的方法中：抗静电添加剂为氧化锌晶须；晶须浆料中，氧化锌晶须含量为0.5-5％，最佳含量为3％左右；氧化锌晶须尺寸为0.05-1.0μm；所采用的分散剂为含酰胺基团的高聚合物，分子量为5000-50000，用量为1％；纺丝工艺为湿法、干湿法、冻胶法；化学纤维为腈纶、粘胶纤维、维纶等改性处理纺丝化学纤维。
本发明与现有技术相比具有工艺简单、成本低、效果持久的优点，而且不改变现有的生产设备，适于大规模生产，可广泛用于抗静电工作服、无尘工作服、炼油及石油部门的防爆型特殊工作服，以及无菌工作服、户外工作服、军用防护服、商业用遮阳蓬盖布、包装袋等，值得推广应用。
[实施例]
下面结合实例做详细说明：
实例1.将按一定比例称量的氧化锌晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至一定浓度后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加氧化锌晶须，即在凝固浴槽中加入分散好的晶须浆料，使在凝固浴中氧化锌晶须浓度达5％，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为1。
实例2.将按一定比例称量的氧化锌晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至一定浓度后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加氧化锌晶须，即在凝固浴槽中加入分散好的晶须浆料，使在凝固浴中氧化锌晶须浓度达3％，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为2。
实例3.将按一定比例称量的氧化锌晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至浓度为5％后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加晶须，即在预热浴槽中加入分散好的晶须浆料，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为3。
实例4.将按一定比例称量的晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至浓度为3％后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加晶须，即在预热浴槽中加入分散好的晶须浆料，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为4。
实例5.将按一定比例称量的晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至浓度为5％后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加晶须，即在纤维出热拉伸浴后、水洗和拉伸前经过加入晶须浆料的加料槽，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为5。
实例6.将按一定比例称量的晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其完全润湿，并稀释至浓度3％后，用高速剪切乳化机搅拌1小时，形成分散良好、流动性好的晶须浆料。在湿法腈纶纺程上添加晶须，即在纤维出热拉伸浴后、水洗和拉伸前经过加入晶须浆料的加料槽，在浴槽中晶须扩散进入初生纤维，其它纺丝工艺不变，制得抗静电腈纶，样品编号为6。
实例7.常规腈纶纤维，样品编号为7。
样品有关性能测试比较
样品编号 腈纶纺丝中ZnOw加入量 电阻率Ω·cm(27.5□RH65％) 强 度
cN/dex
1 5％ZnOw(凝固浴) 5.67*109 2.62
2 3％ZnOw(凝固浴) 8.56*109 2.65
3 5％ZnOw(预热浴) 7.45*108 2.56
4 3％ZnOw(预热浴) 5.45*108 2.45
5 5％ZnOw(拉伸前) 2.66*109 2.61
6 3％ZnOw(拉伸前) 1.25*109 2.60
7 常规腈纶纤维 1014 2.65-3.53
Claims (4)
1、一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
(1)晶须浆料的制备：
将按一定比例称量的氧化锌晶须和分散剂混合均匀，逐渐加入去离子水，使其充分润湿并稀释至一定浓度，用高速剪切乳化机将物料搅拌1小时，制成晶须浆料；
(2)改性纤维的制备：
采用在湿法纺丝化学纤维纺程上添加氧化锌晶须的方法，即在凝固浴槽、预热浴槽、热拉伸槽中、或水洗和拉伸前的加料槽中添加晶须浆料，制成抗静电、抗菌、防紫外线改性腈纶、粘胶、维纶化学纤维。
2、根据权利要求1所述的一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，其特征在于其中所述的化学纤维采用腈纶、粘胶纤维、维纶改性处理纺丝化学纤维。
3、根据权利要求1所述的一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，其特征在于其中所述的纺丝工艺为湿法、干湿法、冻胶法。
4、根据权利要求1所述的一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，其特征在于其中所述的分散剂为含酰胺基团的高分子化合物，其分子量在5000-50000之间。
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