一种负载纳米TiO制造技术

本发明专利技术提供了一种负载纳米TiO

A kind of nano TiO

【技术实现步骤摘要】
一种负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法
本专利技术涉及纺织
，具体为一种负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法。
技术介绍
涤纶，是以对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物-聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET，经纺丝和后处理制成的纤维，它的合成工艺简单，价格便宜，不易变形，易洗快干，为人们所喜爱，在服饰、鞋类、床上用品等领域得到了广泛应用。因其具有优异的性能和低廉的价格，成为我国三大合成纤维中最具代表性、产量最大的纤维品种。二氧化钛（化学式：TiO2）具有良好的光催化性、无毒、便宜易得、制备简便、性能稳定、不发生光腐蚀等优点，因此被认为是性能最佳、最有发展前途的光催化剂之一，纳米TiO2受到紫外光激发后，电子和空穴得以分离，产生的强烈的氧化还原能力甚至可以打断C-H键，因此用它可以来分解绝大多数的有机物，随着研究的深入，纳米TiO2以其良好的化学稳定性，较高的光催化活性，低毒性等诸多优点已被广泛应用于环保、新能源和生物医学等领域。近年来，纳米TiO2广泛用于表面涂层负载在纺织材料表面，以得到具有抗菌、紫外防护和自清洁等多种功能的纺织材料，对环境起到极大的改善作用，具备这些附加功能的织物品在家纺、服用领域的应用也得到了人们广泛的关注，作为市场需求巨大的PET的功能性，对其进行纳米TiO2负载进行功能附加，成为极具前景的研究方向。目前，普遍采用首先经纳米TiO2溶胶浸染PET后，经压辊去除多余浸液，放入烘箱中干燥即得到负载纳米TiO2的功能性PET，但是PET表面光滑且抱合力差，纤维末端在织物表面易形成绒毛，经摩擦后成球状，结合纤维强度高、弹性好等特性，使得纤维球难以脱落，因而PET织物起毛起球现象明显，而且其表面能较低，在加工过程中易产生掉粉，导致浸润时不能与纳米TiO2形成良好的界面层，导致负载率较低，影响功能性PET的市场推广，因此，亟待对现有的PET中负载纳米TiO2的方法进行改进。聚乳酸（PLA）是一种具有良好生物降解性能和生物相容性能的材料，PLA纤维的原料可再生，密度小，折射率低，手感、悬垂感较好，吸湿性好，阻燃效果好，抗菌性能高，耐光、耐气候，弹性好，具有良好的卷曲保持性和弹性回复性，因而被认为具有取代传统的石油依赖型合成纤维的潜能，在微生物、酸等条件下可完全降解为二氧化碳和水，就PLA纤维本身而言，PLA为热敏性材料，其对热十分敏感，处理温度敏感，耐热性差，当温度超过250℃时会明显的热分解。目前还没有通过PLA对PET进行改性，以增大功能性PET纳米TiO2负载率的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种简便可行、负载纳米TiO2的功能性PET的制备方法，通过PLA对PET表面进行改性提高纳米TiO2负载率，以获得具有光催化性能的功能性PET产物。本专利技术所采用的技术方案，提供一种负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法，包括如下步骤：（1）将直径为0.15~0.3mm的PET母粒与直径为10~50μm的PLA微粒混合，在200~230℃温度下进行熔融纺丝，经冷却、牵伸，卷曲后得到PET/PLA混合纤维；（2）将步骤（1）得到的PET/PLA混合纤维置于加热机中，在250~280℃下高温处理0.5~2h，得到具有多孔结构的改性PET；（3）将纳米TiO2按重量百分数0.2~2wt%与步骤（2）得到的改性PET均匀混合，进行冷轧处理或热轧处理，得到负载纳米TiO2的改性PET。本专利技术提供的方法利用PLA的热敏性特点，先通过共熔融纺丝获得PET/PLA混合纤维，再对PET/PLA混合纤维进行高温处理以使得PLA发生热分解，其主要是PLA当温度高于250℃，PLA酯键中的烷基氧键和酰氧键可以均裂产生自由基，主要降解机理为烷基氧断裂生成氧自由基中心和碳自由基中心，随后酰氧键断裂，烷基氧断裂生成的碳自由基与酰氧键断裂生成的碳自由基终止生成小分子物质，造成降解，而没有终止的自由基会互相结合生成带有环状结构的聚合物链段，随着反应的进行，酯键不断的断裂，最终降解成小分子物质，如丙交脂，乙醛等，发生大分子骨架的断裂分解，然后在空气中氧化后，随载气流出，造成失重，使PET/PLA混合纤维中PLA的位置留下空隙或毛细管的多孔结构，增大了PET的表面积。本专利技术提供的方法中选用直径为0.15~0.3mm的PET母粒与直径为10~50μm的PLA微粒混合，其主要是防止加热过程中不会出现纤维断裂的情况。进一步地，所述步骤（1）中PLA微粒的分子量为7600~100000，分子量在7600~100000的PLA微粒的热分解点能够能好的控制在250~280℃。进一步地，所述步骤（1）中PLA微粒在PET/PLA混合纤维的重量百分数为0.05~0.1wt%，聚乳酸过高会导致热分解后聚乳酸失重后空隙过大造成PET纤维断裂，而如果添加量过少难以形成空隙，热分解后难以形成多孔结构。进一步地，所述步骤（1）中熔融纺丝的纺丝速度为600～1200m/min，冷却吹风温度为15～25℃，冷却风速为0.1～5m/s，牵伸速度为1500～2000m/min。进一步地，所述步骤（3）中纳米TiO2粒径为50~100nm，此粒径范围内纳米TiO2的不仅光催化性能较好，同时便于TiO2进入多孔结构的空隙，以增大负载率。进一步地，所述步骤（3）中进行冷轧处理时采用室温处理，轧车车速为5~20m/min，轧辊频率为20~60Hz。进一步地，所述步骤（3）中进行热轧处理时的热轧温度为50~130℃，热轧压力为2~8MPa，轧车车速为5~20m/min，轧辊频率为20~60Hz。本专利技术的有益效果为：1）本专利技术提供的方法主要利用PLA的热敏感性能，对PET进行表面改性，增大PET的比表面积，有利于吸附纳米TiO2，显著提高纳米TiO2负载率，赋予传统PET良好的光催化性能。2）本专利技术提供的方法工艺简单易行，条件可控，可操作性强，得到的负载纳米TiO2的改性PET具有优异的防紫外能力，以及很好的去除TVOC和甲醛的作用，具备空气净化能力，可以广泛应用于在服饰、鞋类、床上用品、家居用品等领域，应用前景广阔。具体实施方式下面将结合本专利技术的具体实施例对本专利技术技术方案做进一步的说明。实施例1提供一种负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法，包括如下步骤：（1）将直径为0.15mm的PET母粒与直径为10μm的PLA微粒混合，在200℃温度下熔融后用带式搅拌机充分混合，均匀扩散，在纺丝速度为600～1200m/min下进行熔融纺丝，经冷却、牵伸，卷曲后得到PET/PLA混合纤维，其中冷却吹风温度为15～25℃，冷却风速为0.1～5m/s，牵伸速度为1500～2000m/min；（2）将步骤（1）得到的PET/PLA混合纤维置于加热机中，在250℃下高温处理2h，得到具有多孔结构的改性PET；（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载纳米TiO

【技术特征摘要】
1.一种负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将直径为0.15~0.3mm的PET母粒与直径为10~50μm的PLA微粒混合，在200~230℃温度下进行熔融纺丝，经冷却、牵伸，卷曲后得到PET/PLA混合纤维；
（2）将步骤（1）得到的PET/PLA混合纤维置于加热机中，在250~280℃下高温处理0.5~2h，得到具有多孔结构的改性PET；
（3）将纳米TiO2按重量百分数0.2~2wt%与步骤（2）得到的改性PET均匀混合，进行冷轧处理或热轧处理，得到负载纳米TiO2的改性PET。


2.如权利要求1所述的负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中PLA微粒的分子量为7600~100000。


3.如权利要求1所述的负载纳米TiO2的改性涤纶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中PLA微粒在PET/PLA混合纤维的重量百分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晟尧，孔洋波，林路云，张捷，
申请(专利权)人：浙江迈实科技有限公司，嘉兴迈之新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33