一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺。聚乙烯复合面料主要由超高分子量聚乙烯、铝基有机金属骨架、硫酸铜、巯基乙酸、柠檬酸、硼氢化钠制得。本发明专利技术通过制备了铝基有机金属骨架，作为面料的电磁吸波材料，增加了电磁辐射在面料中的折射途径，增大了电磁能的损耗，增强了面料的防辐射性能，又在铝基有机金属骨架上接枝了纳米铜，用巯基乙酸作为接枝剂，增加了面料的抗菌寿命，并且用铜和铝形成金属网络，进一步增强面料的防辐射性能。本发明专利技术制备的聚乙烯复合面料具有良好的抗菌性能，较长的抗菌寿命，还可以大幅度降低电磁辐射，使电磁辐射透过面料时达到人体可接受的程度，具有良好的实用性和工业生产价值。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺
本专利技术涉及面料
，具体为一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺。
技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维的黏均分子量可达150～1000万以上，是20世纪70年代发展起来的一种高性能纤维，与碳纤维、芳纶纤维并称为世界三大纤维。超高分子量聚乙烯纤维是目前已经工业化的纤维中强度最高的纤维，而且密度小于碳纤维和芳纶纤维，由于其优异的力学性能和其他特种纤维无法比拟的特点，无论是在国家战略领域还是民用工业领域，都有着巨大的应用潜力。超高分子量聚乙烯纤维同样也是被广泛用来做面料的原料之一。随着人们日常生活的飞速发展，科技的迅速进步，同样对聚乙烯面料做出了更高的要求。生活中的灰尘满天飞，随处都是肉眼看不到的细菌，人们在不经意间就已经被细菌包围；同样，在这个科技满天飞，身边到处都是电磁辐射的世界，人们的身体无时无刻不在受到电磁辐射的影响，因此本申请公开了一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料，主要由超高分子量聚乙烯、铝基有机金属骨架、硫酸铜、巯基乙酸、柠檬酸、硼氢化钠制得。进一步的，所述铝基有机金属骨架主要由六水合氯化铝、对苯二甲酸制得。进一步的，所述超高分子量聚乙烯的分子量为1×106～4×106。一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料制备工艺，包括以下步骤：S1：将对苯二甲酸置于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，水浴加热，搅拌均匀，加入六水合氯化铝，升温，搅拌均匀，移至油浴锅中，油浴加热，温度恒定，回流反应一段时间，冷却，洗涤，干燥，制得铝基有机金属骨架；步骤S1中制备的铝基有机金属骨架比表面积大，孔隙率高，孔径大，是理想的吸波材料，将铝基有机金属骨架均匀地分散在面料中，可以增强面料的防辐射能力，电磁辐射在透过面料时，增加了电磁辐射在面料中的折射途径，使得损耗的电磁能大幅增加，透过的电磁辐射达到人体可接受的程度。S2：(1)将铝基有机金属骨架置于巯基乙酸溶液中，水浴加热，搅拌均匀，超声分散，置于油浴锅中，油浴加热，恒温反应一段时间，冲洗，干燥；(2)将硫酸铜置于去离子水中，加入柠檬酸，水浴加热，搅拌均匀，超声分散，将(1)处理后的铝基有机金属骨架置于溶液中，升温，搅拌均匀，静置一段时间，加入硼氢化钠溶液，搅拌均匀，加入铜盐，降温，静置一段时间，冲洗，干燥，制得混合物A；步骤S2中用硼氢化钠做还原剂，还原铜单质，将纳米铜接枝到铝基有机金属骨架上，用巯基乙酸做接枝剂，巯基乙酸中的羧基与铝基有机金属骨架中的羟基进行酯化反应，而且巯基乙酸中的巯基与纳米铜进行配位，将纳米铜接枝在铝基有机金属骨架上，纳米铜可以作为杀菌剂，提高面料的抗菌性能，纳米铜释放的带正电的铜离子与带负电的细菌的细胞壁和细胞膜接触，改变了细菌的生长环境，抑制了细菌的生长，还可以进入到细菌中，与细菌蛋白质的巯基反应，使蛋白质凝固，酶失活，进而失去繁殖能力，从而杀菌；同时用巯基乙酸作为接枝剂，纳米铜的释放速率大幅减慢，增加了面料的抗菌寿命，使得面料的抗菌性能增强；将纳米铜接枝到铝基有机金属骨架上，还可以通过铜与铝形成金属网络，进而屏蔽电磁辐射，提高面料的防辐射性能；S3：将混合物A、超高分子量聚乙烯、十氢萘置于双螺杆挤出机中，熔融共混，纺丝挤出，冷却，经过热拉伸工艺，冷却，卷绕成型，制得超高分子量聚乙烯纤维；S4:将超高分子量聚乙烯纤维铺平，加热一段时间，卷曲，分级加热，切割，制得超高分子量聚乙烯短纤维；S5：将超高分子量聚乙烯短纤维捻成纺纱，进行纺织，制得聚乙烯复合面料。进一步的，所述S1：将对苯二甲酸置于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，水浴加热至40℃～60℃，搅拌20～30min，加入六水合氯化铝，水浴加热升温至80℃～90℃，搅拌15～20min，移至油浴锅中，油浴加热至130℃，温度保持恒定，回流反应18h，冷却至室温，用N，N-二甲基甲酰胺和甲醇分别洗涤三次，置于80℃烘箱中真空干燥12h，制得铝基有机金属骨架；进一步的，所述S2：(1)将铝基有机金属骨架置于巯基乙酸溶液中，水浴加热至60℃～70℃，搅拌10～15min，超声分散20～40min，置于油浴锅中，油浴加热至130℃，恒温反应20min，用去离子水冲洗3～4次，置于烘箱中，在100℃下干燥2～3h；(2)将硫酸铜置于去离子水中，加入柠檬酸，水浴加热至40℃～60℃，搅拌10～20min，超声分散30～50min，将(1)处理后的铝基有机金属骨架置于溶液中，水浴加热升温至60℃～80℃，搅拌20～40min，静置1h，加入硼氢化钠溶液，搅拌40～60min，搅拌同时加入铜盐，水浴降温至40℃，静置1～2h，用去离子水冲洗3～4次，置于烘箱中，在60℃下干燥2～3h，制得混合物A；进一步的，所述S3：将混合物A、超高分子量聚乙烯、十氢萘置于双螺杆挤出机中，在螺杆转速为100～150r/min，温度为160℃～180℃下进行熔融共混，将共混后的混合物从喷丝板中挤出，空冷冷却至室温，经过热拉伸工艺，冷却至室温，卷绕成型，制得超高分子量聚乙烯纤维；进一步的，所述S4:将超高分子量聚乙烯纤维铺平，在40℃～60℃下进行加热，加热20～30min，将加热后的超高分子量聚乙烯纤维进行卷曲，将卷曲后的超高分子量聚乙烯纤维用热风进行分级加热，将加热后的超高分子量聚乙烯纤维切割为60～100mm的短纤维，制得超高分子量聚乙烯短纤维；进一步的，所述S5：将超高分子量聚乙烯短纤维按照30捻/cm的捻度捻成纺纱，将纺纱按照经向间距0.9cm，纬向间距1.1cm进行纺织，制得聚乙烯复合面料。进一步的，所述热拉伸工艺中超高分子量聚乙烯长纤维依次在温度为50℃～90℃下进行加热、拉伸，温度为85℃～145℃下进行加热、拉伸，温度为25℃～35℃下进行降温。进一步的，所述分级加热为依次用温度为120℃～140℃的热风从上往下吹，加热1～2h；温度为80℃～110℃的热风从左往右吹，加热2～3h；温度为50℃～70℃的热风从下往上吹，加热3～4h，对超高分子量聚乙烯纤维进行加热干燥。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术公开了一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料及其制备工艺。本专利技术通过制备了铝基有机金属骨架，作为面料的电磁吸波材料，增加了电磁辐射在面料中的折射途径，增大了电磁能的损耗，增强了面料的防辐射性能，又在铝基有机金属骨架上接枝了纳米铜，用巯基乙酸作为接枝剂，增加了面料的抗菌寿命，并且用铜和铝形成金属网络，进一步增强面料的防辐射性能。本专利技术制备的聚乙烯复合面料具有良好的抗菌性能，较长的抗菌寿命，还可以大幅度降低电磁辐射，使电磁辐射透过面料时达到人体可接受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料，其特征在于：所述聚乙烯复合面料主要由超高分子量聚乙烯、铝基有机金属骨架、硫酸铜、巯基乙酸、柠檬酸、硼氢化钠制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料，其特征在于：所述聚乙烯复合面料主要由超高分子量聚乙烯、铝基有机金属骨架、硫酸铜、巯基乙酸、柠檬酸、硼氢化钠制得。


2.根据权利要求1所述的一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料，其特征在于：所述铝基有机金属骨架主要由六水合氯化铝、对苯二甲酸制得。


3.根据权利要求1所述的一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯的分子量为1×106～4×106。


4.一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料制备工艺，其特征在于：
包括以下步骤：
S1：
将对苯二甲酸置于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，水浴加热，搅拌均匀，加入六水合氯化铝，升温，搅拌均匀，移至油浴锅中，油浴加热，温度恒定，回流反应一段时间，冷却，洗涤，干燥，制得铝基有机金属骨架；
S2：
(1)将铝基有机金属骨架置于巯基乙酸溶液中，水浴加热，搅拌均匀，超声分散，置于油浴锅中，油浴加热，恒温反应一段时间，冲洗，干燥；
(2)将硫酸铜置于去离子水中，加入柠檬酸，水浴加热，搅拌均匀，超声分散，将(1)处理后的铝基有机金属骨架置于溶液中，升温，搅拌均匀，静置一段时间，加入硼氢化钠溶液，搅拌均匀，加入铜盐，降温，静置一段时间，冲洗，干燥，制得混合物A；
S3：
将混合物A、超高分子量聚乙烯、十氢萘置于双螺杆挤出机中，熔融共混，纺丝挤出，冷却，经过热拉伸工艺，冷却，卷绕成型，制得超高分子量聚乙烯纤维；
S4:
将超高分子量聚乙烯纤维铺平，加热一段时间，卷曲，分级加热，切割，制得超高分子量聚乙烯短纤维；
S5：
将超高分子量聚乙烯短纤维捻成纺纱，进行纺织，制得聚乙烯复合面料。


5.根据权利要求4所述的一种抗菌防辐射聚乙烯复合面料制备工艺，其特征在于：
所述S1：
将对苯二甲酸置于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，水浴加热至40℃～60℃，搅拌20～30min，加入六水合氯化铝，水浴加热升温至80℃～90℃，搅拌15～20min，移至油浴锅中，油浴加热至130℃，温度保持恒定，回流反应18h，冷却至室温，用N，N-二甲基甲酰胺和甲醇分别洗涤三次，置于80℃烘箱中真空干燥12h，制得铝基有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁星星，刘涛涛，陈朝晖，盛夏，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32