一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，其特征是将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝液；纺丝液进入静电纺丝机上进行静电纺丝，得到纤维；纤维再经过水洗、上油和烘干等工艺制备得到抗菌聚氨酯纤维。本发明专利技术制备的抗菌聚氨酯纤维的主要强力性能与市场采购的聚氨酯纤维的强力性能接近，说明其是一种合格的聚氨酯纤维。本发明专利技术方法制备的聚氨酯纤维对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强的抗菌性能，经过20次的洗涤后，聚氨酯纤维分别对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率仍达89％、90％和93％以上。本发明专利技术全部生产工艺简单，生产过程对环境污染小，原料低廉易得，具有较强的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法
本专利技术属于聚氨酯纤维
，具体涉及一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法。
技术介绍
聚氨酯纤维又称为氨纶,它是由聚氨酯通过纺丝而制得的纤维。聚氨酯纤维具有断裂伸长率高、弹性回复率高和断裂强度高等优点,其被广泛应用于服装、家居用品等领域。聚氨酯主要是由二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚反应得到，其化学性质非常稳定，在其纤维表面接枝或改性难度较大。聚氨酯纤维的生产方法有：干法纺丝法、熔融纺丝法和静电纺丝法等，其中，静电纺丝技术可使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动并发生形变,然后固化形成纳米级或微米级的超细纤维，此方法为聚氨酯纤维的改性提供可能。随着聚氨酯纤维应用领域的扩大，人们对其各方面的性能提出了更高的要求，如：抗菌、抗紫外和高弹性等。随着社会的快速发展，对具有抗菌性能织物的需求越来越大。中国专利申请号201621356191.6公布了一种防霉的聚氨酯纤维运动内裤，该方法通过采用不同面料相结合和不同结构相衔接等方式增强透气和排汗功能，从而达到防霉的功能。该专利主要通过制作与设计着手提高防霉性能，而不是从聚氨酯面料本身着手提高防霉性能。中国专利申请号201410275418.3公布了一种抗菌织物的加工工艺，将织物浸入到抗菌剂中，实现了织物具有抗菌性能。该方法是将织物与抗菌剂结合，这种方式制备的抗菌织物经过多次洗涤后，其抗菌效果可能会逐渐削弱。聚氨酯纤维由于其分子结构的稳定性，如果在其纤维表面进行改性修饰，实现其具有抗菌性能，难度非常大。因此，要得到具有抗菌性能的聚氨酯纤维，且其抗菌性能随着多次洗涤，其抗菌性能仍保持不被削弱，需寻求其它方法来实现此目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服以往技术的不足，提供一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法。研究发现，二甲基二烯丙基氯化铵是一种含双键的季铵盐，N+具有很好的杀菌性能，且其与聚氨酯具有很好的相容性。本专利技术采用静电纺丝法将抗菌整理剂二甲基二烯丙基氯化铵与聚氨酯均匀的混合,从而，制备的聚氨酯纤维中含有抗菌整理剂，实现了聚氨酯纤维具有优良的抗菌性能。本专利技术所述的一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取一定质量的采购于河北河间市天海塑业有限公司的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，其中，二甲基二烯丙基氯化铵与聚氨酯的质量比为1︰20～25，配置成质量浓度为20～40％溶液；在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为30～60min，直至所配得的溶液呈稳定的液体；(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的纺丝液在静电纺丝机上进行静电纺丝，静电纺丝机装置示意图如图1所示，纺丝条件为：电压6～16KV，喷射速度3～5ml/h，喷射距离95～130mm；(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入75～85℃的热水中，时间为3～4小时，浴比1︰15～20；(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入2～3g/L的油浴溶液(型号：WD纺织油剂，吴江市北厍化学纤维油剂厂生产)，油浴温度为70～75℃，时间为2～3小时，浴比1︰10～15；(5)纤维的烘干：将步骤(4)处理后的纤维经过烘干处理后得到抗菌聚氨酯纤维。本专利技术具有如下显著特点：(1)本专利技术制备的抗菌聚氨酯纤维干断裂强度介于6.5～7.0cN/dtex之间，其干断裂伸长率介于21％～22％之间；聚氨酯纤维湿断裂强度介于4.5～5.0cN/dtex之间，其纤维湿断裂伸长率介于23％～24％之间，其主要强力性能与采购的聚氨酯纤维的强力性能接近。(2)本专利技术将具有抗菌性能的二甲基二烯丙基氯化铵成功地混入纺丝原液，并均匀地混入纺好的聚氨酯纤维中，此方法制备的聚氨酯纤维对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强的抗菌性能。经过20次的洗涤后，抗菌聚氨酯纤维仍对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现较强的抗菌性能，抑菌率分别达89％、90％和93％以上。(3)本专利技术制备聚氨酯纤维的生产工艺简单，生产过程对环境污染小，原料低廉易得，具有较强的推广价值。附图说明图1静电纺丝机装置示意图(1.电源；2.接收转轴；3.射流；4.针头；5.支架；6.导管；7.聚合物溶液；8.针筒；9.推进器)具体实施方式以下所述实施例详细说明了本专利技术。实施例1本实施例的一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，所述制备方法包含如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取300克采购于河北河间市天海塑业有限公司的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，其中，二甲基二烯丙基氯化铵与聚氨酯的质量比为1︰20，配置成质量浓度为20％溶液。在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为30min，直至所配得的溶液呈稳定的液体。(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的纺丝液在静电纺丝机上进行静电纺丝，静电纺丝机装置示意图如图1所示，纺丝条件为：电压6KV，喷射速度3ml/h，喷射距离95mm。(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入75℃的热水中，时间为3小时，浴比1︰15。(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入2g/L的油浴溶液(型号：WD纺织油剂，吴江市北厍化学纤维油剂厂生产)，油浴温度为70℃，时间为2小时，浴比1︰10。(5)纤维的烘干：将步骤(4)处理后的纤维经过烘干处理后得到抗菌聚氨酯纤维a。实施例2本实施例的一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，所述制备方法包含如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取300克采购于河北河间市天海塑业有限公司的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，其中，二甲基二烯丙基氯化铵与聚氨酯的质量比为1︰24，配置成质量浓度为30％溶液。在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为40min，直至所配得的溶液呈稳定的液体。(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的纺丝液在静电纺丝机上进行静电纺丝，静电纺丝机装置示意图如图1所示，纺丝条件为：电压8KV，喷射速度4ml/h，喷射距离100mm。(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入85℃的热水中，时间为4小时，浴比1︰20。(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入3g/L的油浴溶液(型号：WD纺织油剂，吴江市北厍化学纤维油剂厂生产)，油浴温度为75℃，时间为2小时，浴比1︰15。(5)纤维的烘干：将步骤(4)处理后的纤维经过烘干处理后得到抗菌聚氨酯纤维b。实施例3本实施例的一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，所述制备方法包含如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取300克采购于河北河间市天海塑业有限公司的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，其中，二甲基二烯丙基氯化铵与聚氨酯的质量比为1︰25，配置成质量浓度为40％溶液。在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为60min，直至所配得的溶液呈稳定的液体。(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的纺丝液在静电纺丝机上进行静电纺丝，静电纺丝机装置示意图如图1所示，纺丝条件为：电压16KV，喷射速度5ml/h，喷射距离130mm。(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入85℃的热水中，时间为4小时，浴比1︰20。(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入3g/L的油浴溶液(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取一定质量的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，配置成质量浓度为20～40％溶液；在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为30～60min，直至所配得的溶液呈稳定的液体；(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的混合物溶液分别在静电纺丝机上进行静电纺丝，纺丝条件为：合适的电压、喷射速度和喷射距离；(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入热水中，时间为3～4小时，浴比1︰15～20；(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入一定浓度的油浴溶液，油浴温度为70～75℃，时间为2～3小时，浴比1︰10～15；(5)纤维的烘干：将步骤(4)处理后的纤维经过烘干处理后得到抗菌聚氨酯纤维。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)纺丝液的制备：称取一定质量的聚氨酯，将二甲基二烯丙基氯化铵和聚氨酯同时溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，配置成质量浓度为20～40％溶液；在溶解过程中不断搅拌，溶解时间为30～60min，直至所配得的溶液呈稳定的液体；(2)聚氨酯纤维的纺丝：将步骤(1)配好的混合物溶液分别在静电纺丝机上进行静电纺丝，纺丝条件为：合适的电压、喷射速度和喷射距离；(3)纤维的水洗：将步骤(2)处理后的纤维浸入热水中，时间为3～4小时，浴比1︰15～20；(4)纤维的上油：将步骤(3)处理后的纤维浸入一定浓度的油浴溶液，油浴温度为70～75℃，时间为2～3小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雄义，梁永红，殷国益，王军，粟斯伟，王强，蔡映杰，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42