一种多孔吸附纤维及其制备方法技术

本发明专利技术一种多孔吸附纤维，多孔吸附纤维是由聚酯，金属‑有机框架材料，醋酸丁酸纤维素制备而成，其中聚酯80～99.85％、金属‑有机框架材料0.05～19.9％、醋酸丁酸纤维素0.1～5％；制备多孔吸附纤维的方法是首先将金属‑有机框架材料，醋酸丁酸纤维素混合均匀得到多孔载体材料，然后将聚酯与多孔载体材料混合均匀用纺丝机进行熔融纺丝处理，得到多孔复合纤维，将多孔复合纤维依次浸渍于丙酮溶剂与吸附溶剂中，然后漂洗、干燥，即制备得到多孔吸附纤维。该种方法制备多孔吸附纤维生产工艺简单，成本低廉，具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能纺能材料领域，尤其涉及一种多孔吸附纤维及其制备方法。
技术介绍
多孔吸附纤维材料指纤维表面存在大量的孔洞结构，而具有的吸附功能型药物的纤维材料。目前制备多孔吸附纤维的主要方法有两相分离法、熔融法。金属-有机框架材料，是指金属离子与有机配体通过自组装形成周期性网络的多孔材料，具有孔隙率高、比表面积大、孔道规则、粒径可控等优点，广泛应用于医疗、吸附、催化、储能等领域。中国专利技术专利(公开号105199739A，公开日为2015年12月30日)，公开了一种自修复多孔纤维的制备方法，首先利用废旧棉布以及枯黄植物制备改性纤维素，其次进行发泡处理得到内部多孔的纤维体，最后利用内部多孔的纤维体制备自修复多孔纤维。该专利技术先在废旧棉布、枯黄植物中提取改性纤维素，然后利用气体发泡技术，将纤维素制备成多孔纤维。该制备方法存在着工艺复杂、制备出的纤维机械性能差，应用范围有限等缺点。中国专利技术专利(公开号104275165A，公开日为2015年1月14日)公开了一种介孔离子式吸附无纺布的制备方法，该制备方法经过多孔硅酸钙粉体的离子改性、离子改性多孔硅酸钙粉体分散溶液的制备、聚烯烃无纺布的浸轧、浸轧无纺布的离子式吸附活化后制备出介孔离子式吸附无纺布。该制备方法工艺复杂、影响无纺布的手感、且改性硅酸钙粉体容易脱落，应用范围难以推广等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种工艺简单，成本低廉，制备得到多孔吸附纤维及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多孔吸附纤维是由聚酯，金属-有机框架材料，醋酸丁酸纤维素制备而成；其中金属-有机框架材料是一种新型的有机材料，具有孔隙率高、比表面积大、孔道规则、粒径可控等优点，将金属-有机框架材料引入吸附纤维的制作中，制得的功能化载体纤维具有孔隙率大，吸附能力强的特点。本专利技术采用聚酯、醋酸丁酸纤维素(CAB)、金属-有机框架材料进行熔融共混纺丝的方法，制备一种多孔吸附纤维。由于CAB易溶于丙酮，当CAB与聚酯、金属-有机框架材料制备成纤维后，经过丙酮浸渍后，CAB易被丙酮提取掉，如此在纤维表面、内部就形成微米尺寸的孔，增大了纤维的比表面积；另外由于金属有机框架材料尺寸小，孔洞在微纳尺寸，对聚酯纤维的纺丝性能及力学性能不会有较大的影响。所述多孔吸附纤维由聚酯80～99.85％、金属-有机框架材料0.05～19.9％、醋酸丁酸纤维素0.1～5％制备而成。由于选用了以上比例，聚酯含量80～99.85％，可以保证聚酯纤维的力学性能，金属-有机框架材料0.05～19.9％，醋酸丁酸纤维素0.1～5％可以保证制备出的聚酯纤维有较大的孔隙率。所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述金属-有机框架材料为粉末状，粒径目数为2000～10000目，该粒径的金属-有机框架材料符合纺丝要求；所述金属-有机框架材料的结构为类沸石咪唑骨架型(ZIFs)，莱瓦希尔骨架型(MILs)，孔、通道式骨架型(PCNs)中的一种。一种多孔吸附纤维的制备方法，包括以下步骤：a)多孔复合纤维的制备按重量百分比计，将金属-有机框架材料0.05～19.9％，醋酸丁酸纤维素0.1～5％混合均匀得到多孔载体材料，将聚酯80～99.85％与多孔载体材料混合均匀投入纺丝机中进行熔融纺丝处理，得到多孔复合纤维。b)多孔吸附纤维的制备将多孔复合纤维依次浸渍于丙酮与功能型吸附溶剂中，然后置于清水中，漂洗、干燥，即制备得到多孔吸附纤维；本专利技术优选的多孔吸附纤维的制备方法，包括以下步骤：a)多孔复合纤维的制备按重量百分比计，称量原料金属-有机框架材料0.05～19.9％，醋酸丁酸纤维素(CAB)0.1～5％，混合均匀得到多孔载体材料，称量聚酯80～99.85％，聚酯与多孔载体材料混合均匀投入纺丝机中进行熔融纺丝处理，得到多孔复合纤维，所述的熔融纺丝的喷丝板为中空性、单组份圆形、三角形、六角形中的一种；b)多孔吸附纤维的制备将多孔复合纤维浸渍于丙酮溶剂，浸渍时间为30～60min，浸渍温度为20～50℃，洗净丙酮，干燥后，再将纤维置于功能型吸附溶剂中进行吸附，吸附时间为20～60min，吸附温度为20～50℃，然后置于清水中，漂洗、干燥，即制备得到多孔吸附纤维；所述功能型吸附溶剂为：银离子溶剂，卤胺类溶液，超疏水整理剂，超亲水整理剂，阻燃整理剂中的一种。所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PTT)中的一种；所述金属-有机框架材料为粉末状，粒径目数为2000～10000目；所述金属-有机框架材料的结构为类沸石咪唑骨架型(ZIFs)，莱瓦希尔骨架型(MILs)，孔、通道式骨架型(PCNs)中的一种。本专利技术的有益效果：本专利技术采用聚酯、金属-有机框架材料、醋酸丁酸纤维素(CAB)，共混纺丝，然后进过浸渍处理，制备得到多孔吸附纤维。用该方法制备出来的多孔吸附纤维具有孔洞呈现微纳尺寸结构特点，孔隙率大、吸附能力强；根据对这种较好的吸附效果，可制备得到抗菌纤维、抗静电纤维、超疏水纤维等功能化纤维；且生产工艺简单、机械性能优异，适合大规模应用。具体实施方式实施例1制备多孔吸附纤维Aa)多孔复合纤维的制备按重量百分比计，称量粒径为2000目的MILs型的金属-有机框架材料0.05％，醋酸丁酸纤维素(CAB)0.1％，混合均匀得到多孔载体材料，称量聚酯99.85％，聚酯PET与多孔载体材料混合均匀，在纺丝机上进行熔融纺丝，纺丝组件为单组份圆形，纺丝温度为280℃，进行卷绕收集，得到多孔复合纤维；b)多孔吸附纤维的制备将多孔复合纤维浸渍于丙酮溶剂中浸渍60min，浸渍温度为20℃，然后置于清水中，漂洗、干燥，即制备得到多孔吸附纤维A。实施例2制备抗菌型多孔吸附纤维Ba)多孔复合纤维的制备按重量百分比计，称量粒径为4000目的ZIFs型的金属-有机框架材料0.6％，醋酸丁酸纤维素(CAB)0.4％，混合均匀得到多孔载体材料，称量聚酯PBT99％，聚酯PBT与多孔载体材料混合均匀，在纺丝机上进行熔融纺丝，纺丝组件为中空型，纺丝温度为280℃，进行卷绕收集，得到多孔复合纤维；b)抗菌型多孔吸附纤维的制备将多孔复合纤维先浸渍于丙酮溶剂，浸渍时间为30min，浸渍温度为50℃，洗净丙酮，干燥后，再将纤维置于质量百分浓度为5％的银离子溶剂中分别浸渍20min，浸渍温度为30℃，然后置于清水中，漂洗、干燥，即制备得到抗菌型多孔吸附纤维B。实施例3制备抗菌型多孔吸附纤维Ca)多孔复合纤维的制备按重量百分比计，称量粒径为6000目的PCNs型的金属-有机框架材料3.5％，醋酸丁酸纤维素(CAB)1.5％，混合均匀得到多孔载体材料，称量聚酯PTT95％，聚酯PTT与多孔载体材料混合均匀，在纺丝机上进行熔融纺丝，纺丝组件为三角形，纺丝温度为280℃，进行卷绕收集，得到多孔复合纤维；b)抗菌型多孔吸附纤维的制备将多孔复合纤维先浸渍于丙酮溶剂，浸渍时间为40min，浸渍温度为40℃，洗净丙酮，干燥后，再将纤维置于活性氯的含量为10000ppm氯胺类溶液中分别浸渍30min，浸渍温度为40℃，然后置于清水中，漂洗、干燥，即制备得到抗菌型多孔吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔吸附纤维，其特征在于：按重量百分比计，多孔吸附纤维由聚酯80～99.85％、金属‑有机框架材料0.05～19.9％、醋酸丁酸纤维素0.1～5％制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种多孔吸附纤维，其特征在于：按重量百分比计，多孔吸附纤维由聚酯80～99.85％、金属-有机框架材料0.05～19.9％、醋酸丁酸纤维素0.1～5％制备而成。2.根据权利要求1所述一种多孔吸附纤维，其特征在于：所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述金属-有机框架材料的粒径目数为2000～10000目；所述金属-有机框架材料的结构为类沸石咪唑骨架型，莱瓦希尔骨架型，孔、通道式骨架型中的一种。3.一种多孔吸附纤维的制备方法，包括以下步骤：a)多孔复合纤维的制备：按重量百分比计，将金属-有机框架材料0.05～19.9％、醋酸丁酸纤维素0.1～5％混合均匀得到多孔载体材料，将聚酯80～99.85％与多孔载体材料混合均匀放入纺丝机中进行熔融纺丝处理，得到多孔复合纤维；b)多孔吸附纤维的制备：将多孔复合纤维依次浸渍于丙酮与功能型吸附溶剂中，然后进行漂洗、干燥，即制备得到多功能载体纤维。4.根据权利要求3所述的一种多孔吸附纤维的制备方法，具体包括以下步骤：a)多孔复合纤维的制备：按重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，赵青华，梅涛，郭启浩，牛应买，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42