一种弹性纤维及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种弹性纤维，含有甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯PS

【技术实现步骤摘要】
一种弹性纤维及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于纺织品
，具体涉及一种弹性纤维及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着近些年来经济社会的快速发展和生活水平的不断提高，人们对于自身健康和环境保护的意识也不断增强。对于日用纺织品的要求也不仅仅停留于美观大方，更对其强度、弹性等机械性能，以及健康和保健功能提出了更高的要求，制造出自身具有良好弹性，且具有抗菌性能的纺织品是延长使用寿命，并减少细菌侵害的最有效途径之一，因此具有抗菌功能的纺织品也越来越受到人们的青睐。
[0003]聚氨酯纤维的高回弹性是目前所有弹性纤维都无法比拟的，它的断裂伸长率可大于500％，具有优异的抗张强度、抗撕裂强度；同时与染料染色时的亲和性极好，易于服饰等纺织品的后期加工，是性能优异的纺织纤维原料。但传统的聚氨酯弹性纤维抗菌性能较差，且极易被微生物定植污染，长期使用后会在纺织品表面积累大量的细菌，严重威胁人类的身体健康。
[0004]聚合胍类抗菌剂，例如聚六亚甲基双胍盐酸盐(PHMB)和聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)在抗菌领域已得到广泛应用，PHMB是一种广谱、高效的杀菌剂，常用于配制消毒剂和清洁剂，适用医用、隐形眼镜护理液、个人护理用品、食品、饮料和家用消毒、杀菌、防腐。两者均为无色液体、水溶性好、无腐蚀性、无臭、对哺乳动物和人类毒性较小。目前大多通过涂层、共混添加、化学交联或嵌段共聚的方式将这类抗菌剂引入高分子材料，但是这类聚合物的分子量都较低，并且与基材的结合主要依靠静电吸附、氢键、范德华力及疏水作用等非共价键作用力，因此通过涂层和共混的处理方法将其与材料结合并不牢靠，存在抗菌剂溶出的问题，对人体健康与环境产生潜在风险，如细胞毒性，水体污染等。同时也是造成制得的功能化纤维或织物的抗菌性能难以持久。而通过化学交联的方式则需引入多余的交联剂，这样不仅增加材料制备的成本同时还会加剧对环境的污染。
[0005]因此，如何将抗菌剂与高弹性的纤维进行复合，在保证纤维优异的机械性能的同时，赋予其良好且持久的抗菌性能，并且降低抗菌剂溶出所造成的安全风险，仍是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]为了提高聚合胍类抗菌剂与纤维结合的稳定性，提升纤维织物作为卫生防护用产品，如手术用止血棉布，手术缝合线，防疫用口罩过滤层，医护人员用纺织布料等的耐洗性和抗菌的长效性，同时减少反应过程中复杂反应和多余化学试剂的引入，本专利技术通过聚氨酯和聚合物进行混合纺丝，然后在温和条件下将聚合胍接枝在纤维表面，获得一种聚合胍接枝的耐久安全的抗菌弹性纤维，无抗菌剂溶出且对人体安全无生物毒性，遵循了目前倡导的绿色化学的理念。
[0007]本专利技术提供了一种弹性纤维，它包含如下组分：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚
苯乙烯PS
‑
GMA、聚氨酯TPU；所述PS
‑
GMA和TPU的质量比为1：(3～7)。
[0008]进一步地，上述PS
‑
GMA和TPU的质量比为1：5。
[0009]更进一步地，上述PS
‑
GMA由苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油醚聚合而成，所述苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油醚的摩尔比为(1～5)：1，优选为2:1。
[0010]进一步地，上述PS
‑
GMA与TPU通过纺丝复合；优选地，所述纺丝为湿法纺丝、干法纺丝或熔融纺丝。
[0011]进一步地，上述弹性纤维还含有抗菌剂，所述抗菌剂为聚合胍类抗菌剂、季铵盐类抗菌剂、酰基苯胺类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、噻唑类抗菌剂、异噻唑酮衍生物、酚类中的至少一种，优选为聚合胍类抗菌剂。
[0012]更进一步地，上述聚合胍类抗菌剂为聚合物胍或其盐酸盐、磷酸盐、葡萄糖酸盐中的至少一种，优选为聚合物胍盐酸盐，更优选为聚六亚甲基双胍盐酸盐PHMB和/或聚六亚甲基胍盐酸盐PHMG。
[0013]更进一步地，上述PS
‑
GMA与TPU纺丝复合后再与抗菌剂接枝复合；优选地，所述接枝复合的方法为：将纺丝复合后的PS
‑
GMA与TPU浸泡在聚合胍类抗菌剂和无机碱的混合溶液中接枝反应；所述无机碱为碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠，优选为碳酸钠。
[0014]本专利技术还提供了上述弹性纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)PS
‑
GMA的制备：苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油醚按照比例加入反应溶液中，在引发剂的作用下聚合反应，制得PS
‑
GMA；
[0016](2)将干燥的TPU与步骤(2)得到的PS
‑
GMA按照比例混合进行纺丝，即得；
[0017]优选地，步骤(1)所述反应溶液为0.15％～0.25％wt的分散剂溶液，所述分散剂为PVA、明胶、海藻胶或羧甲基纤维素，优选为PVA，所述引发剂为AIBN，步骤(2)所述的纺丝为湿法纺丝、干法纺丝或熔融纺丝；
[0018]更优选地，步骤(1)所述的分散剂为PVA，所述聚合反应条件为：先在85℃下反应1～3h，再在90℃下反应2～5h。
[0019]进一步地，上述制备方法还包括如下步骤：
[0020](a)配制聚合胍类抗菌剂和无机碱的混合溶液；
[0021](b)将步骤(2)得到的产品浸泡在步骤(a)的溶液中反应；
[0022]优选地，步骤(a)所述混合溶液中聚合胍类抗菌剂的浓度为25g/L～35g/L，无机碱的用量为步骤(b)所述弹性纤维的5％；步骤(b)所述反应的条件为：在55～65℃下反应6～24h。
[0023]本专利技术还提供了一种纺织品，它含有上述的弹性纤维；所述纺织品包括服用纺织品与医用纺织品；优选地，所述医用纺织品包括缝线、绷带或压力袜。
[0024]本专利技术术语：AIBN是指偶氮二异丁腈。
[0025]本专利技术与现有技术相比具有以下优点和突出的效果：
[0026]1、本专利技术通过接枝方法将抗菌剂聚合胍(PHMB或PHMG)及其衍生物接枝到PS
‑
GMA/TPU纤维上，使得聚合胍与纤维两者具有很好的结合力，制得的抗菌弹性纤维弹性良好，能够提供持续稳定的抗菌效力，在水洗条件下无抗菌剂的溶出，赋予抗菌产品高效、安全环保的特性。
[0027]2、本专利技术纤维制备方法简单，反应中不需要引入交联剂或其他各种多余的反应试
剂，通过DMF等常见溶剂即可实现溶液纺丝(湿法或干法)，或不需要溶剂直接进行熔融纺丝获得纤维，降低了材料制备过程中所用化学试剂以及溶剂的毒性。
[0028]3、本专利技术抗菌弹性纤维具有优异的耐水洗性能，在多次水洗的情况下依然保持良好的抗菌性，。
[0029]4、本专利技术PS
‑
GMA
‑
PHMB/TPU抗菌弹性纤维具有优异的耐紫外线性能，在强烈的紫外环境下照射24h、48h、和7d的情况下，仍然保持很好的抗菌效果，杀菌率接近100％。
[0030]5、本专利技术PS...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性纤维，其特征在于，它包含如下组分：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚苯乙烯PS
‑
GMA、聚氨酯TPU；所述PS
‑
GMA和TPU的质量比为1：(3～7)。2.如权利要求1所述的弹性纤维，其特征在于，所述PS
‑
GMA和TPU的质量比为1：5。3.如权利要求1或2所述的弹性纤维，其特征在于，所述PS
‑
GMA由苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油醚聚合而成，所述苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油醚的摩尔比为(1～5)：1，优选为2:1。4.如权利要求1～3任一项所述的弹性纤维，其特征在于，所述PS
‑
GMA与TPU通过纺丝复合；优选地，所述纺丝为湿法纺丝、干法纺丝或熔融纺丝。5.如权利要求4所述的弹性纤维，其特征在于，它还含有抗菌剂，所述抗菌剂为聚合胍类抗菌剂、季铵盐类抗菌剂、酰基苯胺类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、噻唑类抗菌剂、异噻唑酮衍生物、酚类中的至少一种，优选为聚合胍类抗菌剂。6.如权利要求5所述的弹性纤维，其特征在于，所述聚合胍类抗菌剂为聚合物胍或其盐酸盐、磷酸盐、葡萄糖酸盐中的至少一种，优选为聚合物胍盐酸盐，更优选为聚六亚甲基双胍盐酸盐PHMB和/或聚六亚甲基胍盐酸盐PHMG。7.如权利要求5或6所述弹性纤维，其特征在于，所述PS
‑
GMA与TPU纺丝复合后再与抗菌剂接枝复合；优选地，所述接枝复合的方法为：将纺丝复合后的PS
‑
GM...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭淋，龚达开，施亦东，谭鹏飞，张勇，杨峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：