一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法及腈纶纤维技术

本发明专利技术公开了一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法及腈纶纤维，制备方法包括：步骤1，丙烯腈、共聚单体共聚反应后形成纺丝原液；步骤2，将纺丝原液加热后从喷丝板中挤出形成初生纤维；步骤3，初生纤维进行水洗，牵伸、上油、烘干、定型形成腈纶纤维；在步骤1中的共聚反应过程中加入碳量子点溶液；或者，在步骤1或步骤2中的纺丝原液中加入碳量子点溶液；或者，在步骤3的水洗过程中加入碳量子点溶液。本发明专利技术通过在腈纶纤维的制备过程中加入碳量子点溶液，使得制备得到的腈纶纤维上分散有碳量子点，提高了腈纶纤维的远红外性能和力学性能，具有较好的保健、抗菌作用，能够广泛应用于医疗、卫生等领域。卫生等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法及腈纶纤维


[0001]本专利技术属于纤维
，具体的说，涉及一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法及腈纶纤维。

技术介绍

[0002]腈纶纤维具有优异的耐蛀性和良好的蓬松感、舒适感，有类似于羊毛的手感，而且穿着的舒适性和透气性更符合人们的需求。因此，在手套、垫子、毛衣、围巾、被子等纺织产品应用领域具有强大的发展优势。
[0003]随着人们生活质量的提高，对功能腈纶纤维制品的需求急速提升。其中，远红外腈纶纤维是一种具有吸收和发射远红外电磁波功能的新型功能纤维。该类复合有纳米无机远红外保健成分的腈纶纤维能够发射与人体辐射吸收相应波长的高远红外电磁波，是良好的人体保健用远红外辐射材料，具有抗紫外线、杀菌、消除异味等功能。远红外腈纶纤维能够有效地改善人体微循环，提高组织供氧，活化组织细胞、改善新陈代谢、防止老化，增强免疫系统等功效。
[0004]目前，远红外功能腈纶纤维的主要制备方式是：采用具有远红外辐射功能的陶瓷微粒与常规聚合物共混，并进行熔融纺丝制备得到远红外纤维。由于具有远红外辐射功能的陶瓷微粒与常规聚合物相容性不好，使得制备得到的腈纶纤维的远红外性能相对较差，同时制备过程单一，无法满足多元化的生产需求。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的腈纶纤维远红外性能差的问题，提供一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法及腈纶纤维，使得腈纶纤维的远红外性能好，得到的腈纶纤维还具有较好的保温、保健和抗菌性能。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0008]一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，包括：
[0009]步骤1，丙烯腈、共聚单体共聚反应后形成纺丝原液；
[0010]步骤2，将纺丝原液加热后从喷丝板中挤出形成初生纤维；
[0011]步骤3，初生纤维进行水洗，牵伸、上油、烘干、定型形成腈纶纤维；
[0012]在步骤1中的共聚反应过程中加入碳量子点溶液；
[0013]和/或，在步骤1或步骤2中的纺丝原液中加入碳量子点溶液；
[0014]和/或，在步骤3的水洗过程中加入碳量子点溶液。
[0015]其中，步骤1中和步骤2中加入碳量子点溶液为碳量子点有机溶液；步骤3中加入碳量子点溶液为碳量子点水溶液。
[0016]所述碳量子点有机溶液中的有机溶剂与纺丝原液中的有机溶剂相同；
[0017]优选的，所述有机溶剂为二甲基乙酰胺。
[0018]本专利技术中，碳量子点有机溶液中的有机溶剂与纺丝原液中的有机溶剂相同，增加了碳量子点溶液与纺丝原液的相容性，使得碳量子点能够均匀分散到纺丝原液中。
[0019]水洗过程中加入碳量子点水溶液，有利于碳量子点均匀分散到水洗槽内的水中，使得碳量子点能够在水洗后的纤维上均匀分布。
[0020]本专利技术中，步骤1包括：将丙烯腈与共聚单体混合，进行水相悬浮聚合反应，反应结束后处理得到聚丙烯腈粉状聚合物；
[0021]所述的共聚单体为各种可以与丙烯腈聚合的单体，包括但不限于醋酸乙烯。
[0022]在80～90℃的条件下，将聚丙烯腈粉状聚合物溶于溶剂如二甲基乙酰胺中，过滤，再加入缓凝剂，得到纺丝原液；
[0023]或者，先在溶剂如二甲基乙酰胺中加入缓凝剂混合，再在温度80～90℃的条件下加入聚丙烯腈粉状聚合物，得到纺丝原液。
[0024]其中，缓凝剂包括水、硼酸钠、硫酸锌、磷酸盐中的一种或两种以上混合物。
[0025]步骤2包括：纺丝原液在0.7～0.9MPa的压力、80～97℃的温度下从喷丝板中挤出，在凝固浴溶液中凝固成型，得到初生纤维；
[0026]所述的凝固浴溶液为二甲基乙酰胺水溶液。
[0027]步骤3包括：
[0028]a、将得到的初生纤维进行水洗和牵伸，牵伸温度控制在65～99℃，牵伸倍数控制在3.5～5.5倍；
[0029]c、上油：在水洗牵伸后的丝束上添加丝束油剂；
[0030]d、烘干；
[0031]e、卷曲：将烘干后的丝束经张力架引入汽蒸箱，温度达到一定值后，再进入卷曲机，形成丝束，装车准备定型；
[0032]f、定型：卷曲后的丝束用丝束小车装好，进入定型锅内，定型通过抽真空，通蒸汽、放空的过程，最后出锅得到腈纶纤维。
[0033]进一步地，步骤3中水洗的温度为30
‑
95℃；
[0034]进一步地，步骤3中水洗的温度为40
‑
90℃。
[0035]进一步地，步骤3中水洗压力为0
‑
1MPa(表压)，水洗时间为2
‑
30min。
[0036]进一步地，步骤3中，初生纤维经过多次水洗，至少在多次水洗中的一次水洗中加入碳量子点溶液；
[0037]优选的，初生纤维至少依次经过第一次水洗、第二次水洗、第三次水洗，在第一次水洗和第二次水洗过程中加入碳量子点溶液。
[0038]或者，初生纤维至少依次经过第一次水洗、第二次水洗、第三次水洗、第四次水洗，在第一次水洗和第三次水洗过程中加入碳量子点溶液。
[0039]或者，初生纤维至少依次经过第一次水洗、第二次水洗、第三次水洗、第四次水洗，在第一次水洗、第二次水洗、第三次水洗过程中加入碳量子点溶液。
[0040]进一步地，所述碳量子点溶液与初生纤维的质量比为0.1
‑
15:1。
[0041]进一步地，所述碳量子点溶液与初生纤维的质量比为1
‑
5:1。
[0042]碳量子点溶液中碳量子点的浓度为0.1
‑
10000*106个/ml；
[0043]优选的，碳量子点溶液中碳量子点的浓度为1
‑
100*106个/ml。
[0044]进一步地，碳量子点溶液中碳量子点的粒径为2
‑
10nm的碳量子点占碳量子点溶液中总碳量子点的60
‑
100％。
[0045]进一步地，碳量子点溶液中，碳量子点的粒径为2
‑
10nm的碳量子点占碳量子点溶液中总碳量子点的80
‑
100％。
[0046]本专利技术还提供一种腈纶纤维，腈纶纤维上具有碳量子点；
[0047]优选的，碳量子点在腈纶纤维上的密度为0.01
‑
1000*104个/cm2；
[0048]优选的，碳量子点在腈纶纤维上的密度为1
‑
100*104个/cm2；
[0049]优选的，腈纶纤维上粒径为2
‑
10nm的碳量子点占腈纶纤维上总碳量子点的80
‑
100％；
[0050]优选的，腈纶纤维上粒径为2
‑
10nm的碳量子点占腈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，包括：步骤1，丙烯腈、共聚单体共聚反应后形成纺丝原液；步骤2，将纺丝原液加热后从喷丝板中挤出形成初生纤维；步骤3，初生纤维进行水洗，牵伸、上油、烘干、定型形成腈纶纤维；其特征在于：在步骤1中的共聚反应过程中加入碳量子点溶液；和/或，在步骤1或步骤2中的纺丝原液中加入碳量子点溶液；和/或，在步骤3的水洗过程中加入碳量子点溶液。2.根据权利要求1所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述碳量子点溶液中碳量子点的浓度为0.1
‑
10000*106个/ml，优选1
‑
100*106个/ml。3.根据权利要求1或2所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述碳量子点溶液中，粒径为2
‑
10nm的碳量子点占总碳量子点的60
‑
100％，优选80
‑
100％。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤1中和步骤2中加入的碳量子点溶液为碳量子点有机溶液。5.根据权利要求4所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述碳量子点有机溶液中的有机溶剂与纺丝原液中的有机溶剂相同；优选的，所述有机溶剂为二甲基乙酰胺。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3中加入的碳量子点溶液为碳量子点水溶液。7.根据权利要求1
‑
6任一所述的一种具有远红外性能的碳量子点腈纶纤维的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳威，曾凡军，段志国，魏全东，马军峰，林宁，梁栋，申佳，马磊，李清海，
申请(专利权)人：中科量子广州新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：