一种抗菌弹性纤维材料的制备方法技术

一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，属于高分子聚合物材料改性技术。本发明专利技术以废弃牡蛎壳、弹性体相容剂、SiO2气凝胶、PET材料为原料，首先通过对牡蛎壳进行预处理、煅烧、粉碎及研磨制备纳米级牡蛎壳粉末；其次将粉末与PET、弹性体相容剂、SiO2气凝胶以一定比例熔融共混，再次将均匀熔融共混物挤出造粒、冷却干燥、切片；最后将切片再次熔融、挤出拉丝成纤用于纺织领域。本发明专利技术将废弃牡蛎壳进行深加工，变废为宝，应用于高聚物改性，经改性后的纤维材料，能够展示出良好的抗菌性能、弹性性能和除臭吸附效果，且能够降低生产成本、节省石油资源，由于该产品具有抗菌性，也积极推动了新型功能材料的研究。料的研究。料的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌弹性纤维材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子聚合物改性
，尤其是一种牡蛎壳改性高聚物纤维材料及其制备工艺，特别是用于纺织的纤维，具有一定的抗菌及弹性性能。

技术介绍

[0002]牡蛎素有“海中牛奶”之美誉，因肉质鲜美而受到人们的广泛喜欢。牡蛎中牡蛎壳的质量约占其总质量70％～90％，壳中碳酸钙含量高达88.59％～99.20％，并含有少量微量元素和有机质，是一种宝贵的无机盐资源。然而，大部分牡蛎壳作为海产品废弃物中的一类被丢弃，一方面占用了宝贵的土地和滩涂资源，另一方面废弃牡蛎壳中有机质在空气中被氧化、腐败滋生大量病原微生物，造成了相当严重的环境污染和固体废弃物资源浪费问题。因此，固体废弃物资源化利用成为当前社会的热点研究。
[0003]高分子聚合物材料作为20世纪发展起来的新材料，具有优异的性能且应用领域广阔，但仍存在诸多需要克服的困难，譬如热稳定性差、蠕变、耐老化性能差、强度局限性等。所以需要对聚合物材料进行改性使产品具有新性能或降低成本，而不降低造成最小的性能牺牲，显著提高预期性能，进一步拓宽聚合物材料应用领域，提高其应用价值。
[0004]目前，现有工艺还未能达到纳米级牡蛎壳粉末，并且尚未开拓牡蛎壳“变废为宝”应用于抗菌弹性纤维领域的研究。
[0005]本专利技术将废弃牡蛎壳通过煅烧、粉碎等工艺将其转化为纳米级牡蛎壳粉末，引入改性后的纳米级牡蛎壳粉末、弹性体相容剂、二氧化硅与聚合物共混、挤出、造粒、成纤，可应用于纺织领域，且面料具有良好的抗菌性能，随着人们对环境的卫生要求日益提高，抗菌材料的应用也受到更加广泛的关注，在医疗领域、日用品、军用服装等领域有极其广阔的应用前景，极大程度推动了新型功能材料的发展。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，具有优异的抗菌和弹性性能，可用于纺织领域。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)牡蛎壳预处理：风干、陈化、清洗、除杂；
[0010]2)制备纳米级牡蛎壳粉末：高温煅烧、粗研磨、精细研磨；
[0011]3)高分子聚合物改性：将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料和弹性体相容剂真空烘干，然后将纳米级牡蛎壳粉末、SiO2气凝胶、PET材料和弹性体相容剂熔融共混；按质量比计，纳米级牡蛎壳粉末占比为0.1wt％～1.0wt％，弹性体相容剂占比为1wt％～20wt％，SiO2气凝胶占比为0.1wt％～1.0wt％，其余为PET材料；
[0012]4)造粒：熔融挤出、冷却、切粒；
[0013]5)成纤：干燥切片、二次熔融、拉丝成纤；
[0014]6)后处理：染色、纺织，得到成品面料。
[0015]步骤1)中，所述牡蛎壳预处理方法为：牡蛎壳自然风干，陈化4～9月后，用清水或海水清洗干净，去除表面杂质，再陈化1～2月。
[0016]步骤2)中，高温煅烧采用分段煅烧，先升温至500～700℃煅烧1～2h，再将温度下降至300～500℃煅烧2～4h，最后升温至800～1100℃煅烧2～4h。
[0017]步骤2)中，所述精细研磨是采用行星球磨机对牡蛎壳粗粉末进行精细研磨，使牡蛎壳粉末粒径达到1μm以下。
[0018]步骤3)中，按质量比计，纳米级牡蛎壳粉末占比为0.1wt％～0.4wt％；弹性体相容剂占比为5wt％～15wt％；SiO2气凝胶占比为优选0.2wt％～0.4wt％，其余为PET材料。
[0019]步骤3)中，熔融共混的温度为255～270℃，共混时间为3～5min，共混转速为40～70rpm。
[0020]步骤3)中，所述弹性体相容剂包括由马来酸酐接枝改性聚烯烃弹性体(POE)制得、或者由马来酸酐接枝改性SEBS(三嵌共聚物：以聚苯乙烯作为末端，中间加入乙烯
‑
丁烯共聚物)制得、或者由甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)改性聚烯烃弹性体制得。
[0021]步骤5)中，二次熔融的温度为255～270℃。
[0022]相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
[0023]1、本专利技术制备的材料具有优异的抗菌性能、弹性性能和除臭吸附效果，积极推动新型功能材料的研究。
[0024]2、本专利技术可缓解牡蛎壳弃置导致的诸多环境问题。譬如：环境废物的累积；非法填埋和微生物活动造成的水和海洋污染；由于对廉价处置的关注减少而产生的异味问题；昂贵的废物管理成本；不适当的循环利用。
[0025]3、本专利技术采用牡蛎壳作为填料，大大降低了聚合物工业成本；由于合成树脂是石油化工产品，故降低了使用量，可节约不可再生能源。
附图说明
[0026]图1为实施例1制备的纳米级牡蛎壳粉末的电子显微镜影像之一；
[0027]图2为实施例1制备的纳米级牡蛎壳粉末的电子显微镜影像之二。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不仅是全部的实施例。
[0029]实施例1
[0030]一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]1)牡蛎壳预处理：牡蛎壳自然风干，陈化6个月后，用清水或海水清洗干净，去除表面杂质，再陈化2个月；
[0032]2)制备纳米级牡蛎壳粉末：高温煅烧、粗研磨、精细研磨；高温煅烧采用分段煅烧，先升温至600℃煅烧2h，再将温度下降至400℃煅烧4h，最后升温至900℃煅烧4h；所述粗研磨是通过物理粉体技术初步将牡蛎壳研磨至微粉，过600目筛；所述精细研磨采用球磨技
术，用行星球磨机对牡蛎壳粗粉末进行精细研磨，使牡蛎壳粉末粒径达到1μm以下；参见图1～2，为本实施例制备的纳米级牡蛎壳粉末；
[0033]3)高分子聚合物改性：将PET切片在120℃条件下真空烘干过夜，弹性体相容剂在60℃温度下真空烘干，烘干时间为16h；然后将纳米级牡蛎壳粉末、SiO2气凝胶、PET材料和弹性体相容剂熔融共混，熔融温度为260℃，共混时间为3min；共混转速为60rpm；按质量比计，纳米级牡蛎壳粉末占比为0.4wt％，弹性体相容剂占比为5wt％，SiO2气凝胶占比为0.2wt％，其余为PET材料；本实施例中，PET材料采用回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(r
‑
PET)材料；
[0034]其中，所述弹性体相容剂包括由马来酸酐接枝改性聚烯烃弹性体(POE)制得，可赋予材料一定的弹性形变，减缓高分子材料的蠕变作用；该工艺中加入的牡蛎壳粉末略多，高温煅烧后的牡蛎壳粉末主要成分为氧化钙，其中氧化钙释放用于抑菌的含氧自由基，可以提升其抑菌效果；一定量的SiO2气凝胶起到润滑材料作用；
[0035]4)造粒：共混结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)牡蛎壳预处理：风干、陈化、清洗、除杂；2)制备纳米级牡蛎壳粉末：高温煅烧、粗研磨、精细研磨；3)高分子聚合物改性：将PET材料和弹性体相容剂真空烘干，然后将纳米级牡蛎壳粉末、SiO2气凝胶、PET材料和弹性体相容剂熔融共混；按质量比计，纳米级牡蛎壳粉末占比为0.1wt％～1.0wt％，弹性体相容剂占比为1wt％～20wt％，SiO2气凝胶占比为0.1wt％～1.0wt％，其余为PET材料；4)造粒：熔融挤出、冷却、切粒；5)成纤：干燥切片、二次熔融、拉丝成纤；6)后处理：染色、纺织，得到成品面料。2.如权利要求1所述的一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述牡蛎壳预处理方法为：牡蛎壳自然风干，陈化4～9月后，用清水或海水清洗干净，去除表面杂质，再陈化1～2月。3.如权利要求1所述的一种抗菌弹性纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，高温煅烧采用分段煅烧，先升温至500～700℃煅烧1～2h，再将温度下降至300～500℃煅烧2～4h，最后升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东志，
申请(专利权)人：福建道化海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：