一种锦纶纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锦纶纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)锦纶切片熔融后经喷丝板喷丝，冷却后得到单丝；(2)用含有表面改性介孔纳米TiO

【技术实现步骤摘要】
一种锦纶纤维的制备方法
本专利技术涉及功能纤维加工
，尤其是涉及一种锦纶纤维的制备方法。
技术介绍
锦纶纤维在各种服用及产业用纺织品中被广泛使用，但锦纶纤维在使用及贮存过程中易发生老化，导致纤维强度降低，影响使用性能。光是影响锦纶老化的主要因素，光可以加速锦纶中C-C键的断裂，从而加速锦纶的老化降解，因此现有技术中通常通过在锦纶织物表面整理防紫外线涂层来提高锦纶织物的抗老化能力。但将涂层涂覆在织物表面，会降低织物的透气性，影响锦纶织物的服用舒适性；并且涂层中防紫外线的有效成分通常使用的是纳米二氧化钛，而纳米二氧化钛虽然可以起到吸收和反射紫外线的作用，但因其具有一定的光催化活性，同时也可以催化锦纶老化降解，不利于提高锦纶织物的抗老化能力。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中通过在锦纶织物表面整理防紫外线涂层来提高锦纶织物的抗老化能力时，涂层会降低锦纶织物的透气性，且涂层中的纳米二氧化钛具有光催化活性，同时也可以催化锦纶老化降解，不利于提高锦纶织物的抗老化能力的问题，提供一种锦纶纤维的制备方法，在锦纶纤维制备过程中使用含有表面改性的介孔纳米TiO2的浆料对纤维进行喷涂改性，使纳米TiO2均匀分布在锦纶纤维中，随纤维纺织成织物后可以使织物同时具有良好的抗老化性能和透气性，同时通过表面改性抑制了纳米TiO2的光催化活性，提高了锦纶纤维的抗老化性能。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种锦纶纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)锦纶切片熔融后经喷丝板喷丝，冷却后得到单丝；(2)用含有表面改性介孔纳米TiO2的改性浆料对单丝进行喷涂改性；(3)喷涂改性后的单丝集束上油后进入甬道纺丝；(4)拉伸、卷绕后得到所述锦纶纤维。本专利技术在集束纺丝前，先用含有表面改性介孔纳米TiO2的改性浆料对单丝进行喷涂改性，使表面改性介孔纳米TiO2附着在单丝上，然后再对喷涂后的单丝进行集束上油、纺丝、拉伸和卷绕最终得到锦纶纤维，使表面改性介孔纳米TiO2可以均匀分布在锦纶纤维中。表面改性介孔纳米TiO2可以有效吸收和反射紫外线，避免光加速锦纶纤维老化；纳米TiO2的光催化活性与表面的反应活性位点有关，本专利技术通过对介孔纳米TiO2进行表面改性，封闭了纳米TiO2的表面活性位点，抑制了纳米TiO2的光催化性能，避免纳米TiO2在反射和吸收紫外线的同时又光催化锦纶纤维老化降解，进一步提高了锦纶纤维的抗老化性能。同时，均匀分布在锦纶纤维内的表面改性介孔纳米TiO2随锦纶纤维纺织成锦纶纺织品后，不会影响纺织品的透气性，避免了传统的涂覆后整理方法对锦纶纺织品服用舒适性的影响；也避免了直接将纳米TiO2加入锦纶切片熔体中共同喷丝造成锦纶纤维可纺性差，易断裂的问题，制成的锦纶纺织品具有良好的抗老化性能和透气性，服用性能好。作为优选，步骤(2)中所述的改性浆料的成分包括表面改性介孔纳米TiO2和聚丙烯酸酯乳液，表面改性介孔纳米TiO2在改性浆料中的质量分数为10～30％。作为优选，步骤(2)中改性浆料的喷涂质量为步骤(1)中锦纶切片熔融物单位时间输送量的5～10％。作为优选，步骤(3)中甬道中的温度为80～100℃。作为优选，步骤(2)中所述表面改性介孔纳米TiO2的制备方法为：(a)25～30℃下将十六胺溶于无水乙醇中，并加入氯化钾溶液和去离子水，搅拌均匀后得到导向剂溶液；(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛，静置15～24h后离心，将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体，加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1：(0.1～0.5)；(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中，150～180℃反应12～24h后离心，将产物用乙醇洗涤后烘干，再500～510℃焙烧2～3h得到介孔TiO2；(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，80～120℃下搅拌反应20～30h，得到表面修饰的介孔TiO2，介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g：(20～30mL)：(20～30mL)：(400～600mL)；(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后加入表面修饰的介孔TiO2，50～60℃振荡反应20～30h，过滤后将产物用乙醇洗涤，真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2；(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在芳香抑菌剂中，室温下搅拌反应8～12h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2，所述丙氨酸修饰的介孔TiO2与芳香抑菌剂的质量体积比为1g：(20～50mL)；(g)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌30～40min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾，40～60℃搅拌反应24～36h，过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，真空干燥后得到所述表面改性介孔纳米TiO2。本专利技术在对纳米TiO2进行表面改性的过程中，先制备出介孔TiO2，使TiO2在具有防紫外线功能的同时还具有良好的吸附性能，从而在介孔TiO2孔道内负载芳香抑菌剂，使介孔TiO2同时作为防紫外线剂和芳香抑菌剂载体，在防止锦纶纤维老化的同时可以释放芳香抑菌剂，使锦纶纤维具有释香除臭功能。本专利技术还在介孔TiO2表面修饰了丙氨酸和长碳链季铵盐，利用基团间的反应对介孔纳米TiO2表面的活性位点进行了封闭，避免介孔纳米TiO2光催化锦纶纤维降解，影响锦纶纤维的抗老化性能。并且由于长碳链季铵盐中的季铵基团带正电，而丙氨酸的等电点为6.02，因此，在中性和碱性条件下丙氨酸带负电，与季铵盐基团相吸引，在吸引作用下长碳链覆盖在介孔TiO2的表面，孔道结构被封闭，孔道中负载的芳香抑菌剂无法释放；而在pH＜6.02的酸性条件下，丙氨酸带正电，与季铵盐基团相排斥，在排斥作用下长碳链离开介孔TiO2表面进行舒展，孔道结构打开，孔道中负载的芳香抑菌剂可以释放。由于介孔TiO2的孔道结构的封闭和打开可以随pH的变化而进行控制，因此其中负载的芳香抑菌剂的释放也可以通过外界pH进行控制。制备过程中，先通过步骤(a)～(c)，以十六胺为导向剂制得介孔TiO2，然后通过步骤(d)利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷在介孔TiO2表面修饰氯丙基和环氧基；再通过步骤(e)利用环氧基开环接枝丙氨酸，在介孔TiO2表面引入丙氨酸；然后通过步骤(f)将芳香抑菌剂负载在介孔TiO2的孔道内；最后通过步骤(g)，在中性条件反应条件下利用介孔TiO2表面的γ-氯丙基三甲氧基硅烷与十八烷基二甲基叔胺发生季铵化反应，将长碳链季铵盐引入介孔TiO2表面，对孔道进行封闭。人体的汗液一般呈弱酸性，pH在5.5左右，将本专利技术中制得的分布有表面改性介孔纳米TiO2的锦纶纤维纺织成锦纶织物并穿着在人体上时，当人体产生汗液时，由于锦纶纤维吸水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)锦纶切片熔融后经喷丝板喷丝，冷却后得到单丝；/n(2)用含有表面改性介孔纳米TiO

【技术特征摘要】
1.一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)锦纶切片熔融后经喷丝板喷丝，冷却后得到单丝；
(2)用含有表面改性介孔纳米TiO2的改性浆料对单丝进行喷涂改性；
(3)喷涂改性后的单丝集束上油后进入甬道纺丝；
(4)拉伸、卷绕后得到所述锦纶纤维。


2.根据权利要求1所述的一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的改性浆料的成分包括表面改性介孔纳米TiO2和聚丙烯酸酯乳液，表面改性介孔纳米TiO2在改性浆料中的质量分数为10～30％。


3.根据权利要求1或2所述的一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中改性浆料的喷涂质量为步骤(1)中锦纶切片熔融物单位时间输送量的5～10％。


4.根据权利要求1所述的一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中甬道中的温度为80～100℃。


5.根据权利要求1或2所述的一种锦纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述表面改性介孔纳米TiO2的制备方法为：
(a)25～30℃下将十六胺溶于无水乙醇中，并加入氯化钾溶液和去离子水，搅拌均匀后得到导向剂溶液；
(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛，静置15～24h后离心，将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体，加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1：(0.1～0.5)；
(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中，150～180℃反应12～24h后离心，将产物用乙醇洗涤后烘干，再500～510℃焙烧2～3h得到介孔TiO2；
(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，80～120℃下搅拌反应20～30h，得到表面修饰的介孔TiO2，介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g：(20～30mL)：(20～30mL)：(400～600mL)；
(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖国庆，
申请(专利权)人：长沙柔织新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43