一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及PET皮芯复合纤维制备的技术领域，公开了一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）制备改性MoS2单层纳米片；所述改性MoS2单层纳米片所用的改性剂为十六烷基三甲基溴化铵；（2）将改性MoS2单层纳米片加入PET聚酯原料中，得到混合浆料，再采用原位聚合方式制备MoS2改性PET切片；（3）将MoS2改性PET切片和PET切片分别作为皮层和芯层的原料，通过双组份复合纺丝，得到皮芯复合纤维。本发明专利技术通过改性和原位聚合的方式提升MoS2的分散性，使得皮芯复合纤维能够具有涤纶高弹性、及抗菌、远红外、阻燃性能等多功能性，并且制备工艺简单，节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及PET皮芯复合纤维制备的
，尤其是涉及一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]涤纶(PET)是世界产量最大、应用最广泛的合成纤维品种，占世界合成纤维产量的60％以上。PET具有高强度、优秀的物理机械性能、稳定性好等优点，是一种综合性能优异的热塑性树脂，在如纤维、包装、容器、塑料等各个领域中应用广泛。为了充分发挥PET的各项优势，开发改性PET聚酯纤维具有十分重要的意义。
[0003]通过聚合物更高层次结构如多相多组分结构的调控，可在不改变现有聚合工艺和单体来源的前提下，实现产品的高值化。在聚合物生产或加工过程中引入纳米增强相，可制备得到性能提升和功能特殊的纳米复合材料，例如，可制备具有抑菌、阻燃、远红外或光热转换等功能的差别化功能纤维，大幅提高其附加值。
[0004]新型纳米材料二维材料的出现和发展为实现大宗聚合物的高性能化和多功能化提供了新的可能。以石墨烯、二硫化钼(MoS2)等为代表的二维材料，是一类只有单层或少层原子/分子厚度的超薄纳米材料，原料廉价易得。相比于传统纳米材料，其综合性能优异，具有更为出色的力、电、光、热、阻隔等性能。同时，由于二维材料其厚度达到原子或分子级别，具有极高的面积/体积比及纵横比，引入聚合物基体后可形成分子复合材料，其增强效应远超于传统纳米材料，在极低用量条件下即可取得很好的增强效果。因此，利用二维材料作为功能纳米相，有望实现大宗聚合物的高值化精准制造，代表了先进聚合物材料和纤维产品发展的技术前沿。

技术实现思路

[0005]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，将MoS2单层纳米片以原位聚合的方式和PET复合，通过皮芯复合纺丝，制得皮芯结构的复合纤维，同时具有强度高、弹性好、抗菌、远红外效果优异等的多功能性。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)制备改性MoS2单层纳米片；所述改性MoS2单层纳米片所用的改性剂为十六烷基三甲基溴化铵；(2)将改性MoS2单层纳米片加入PET聚酯原料中，得到混合浆料，再采用原位聚合方式制备MoS2改性PET切片；(3)将MoS2改性PET切片和PET切片分别作为皮层和芯层的原料，通过双组份复合纺丝，得到皮芯复合纤维。
[0007]本专利技术通过采用原位聚合的方法，在不改变现有聚合工艺的条件下，实现了MoS2纳米片在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的均匀分散，制得MoS2改性PET切片。MoS2改性PET切
片具有良好的抗菌、远红外性、阻燃等性能，PET切片保持有较高的高弹性、高复性、高吸油性及高耐冲击性，以MoS2改性PET切片和PET切片作为两种组分通过皮芯复合纺丝，从而制得皮芯结构的复合纤维。涤纶组分作为芯层有着强度高、弹性好的特点，且其与MoS2改性PET切片的相容性较好，MoS2改性PET切片组分作为皮层，使得纤维有着优异的抗菌、远红外效果。复合纤维在同时具有涤纶组分与MoS2组分的性能优势，且制备成本较低。
[0008]该MoS2改性PET皮芯复合纤维的性能已超过市面上大部分的功能纤维制品，研究还发现该皮芯复合纤维具有一定的紫外屏蔽和阻燃效果，具有多功能性且性能优良，具备良好的应用前景。
[0009]作为优选，步骤(1)中，所述改性MoS2单层纳米片的制备方法包括如下步骤：(a)将十六烷基三甲基溴化铵溶于水中得到第一溶液，将钼酸钠和硫脲溶于水中得到第二溶液，再在超声波辅助的同时将第二溶液滴加至第一溶液中，滴加完成后，调节pH小于1，得到混合溶液；(b)将混合溶液进行加热反应，反应完成后，再进行后处理，得到改性MoS2单层纳米片。
[0010]十六烷基三甲基溴化铵具有良好的表面活性、稳定性、与非离子及两性离子表面活性剂有良好的配位性。在MoS2的制备过程中即加入十六烷基三甲基溴化铵进行改性，十六烷基三甲基溴化铵在钼酸钠和硫脲间的亲和性较好，超声波辅助滴加的同时，十六烷基三甲基溴化铵能在MoS2的制备原料间形成均匀分散，阳离子基团在二硫化钼表面上也能够均匀分布，进而能够有助于形成MoS2的单层纳米片结构，且在纳米片形成之后也不容易造成团聚，使得MoS2在聚对苯二甲酸乙二酯中的分散均匀性也能更好，可以防止改性二硫化钼在聚合、纺丝中产生二次团聚。
[0011]本专利技术以空间限域法制备高单层率、尺寸可调、分散性能好、含羟基官能团的单层MoS2纳米片，通过表面修饰和化学改性，调控溶剂极性，实现MoS2在聚合基质中的稳定分散。
[0012]作为优选，所述第一溶液中十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为0.1～0.5％；所述第二溶液中钼酸钠和硫脲的质量浓度分别为0.4～0.6％、0.80～0.9％；所述第一溶液和第二溶液的质量比为1：1。
[0013]作为优选，所述加热反应为在160～200℃下处理22～26h。
[0014]作为优选，步骤(2)中，所述混合浆料中MoS2的添加量为0.1～1wt％。
[0015]作为优选，步骤(2)中，将改性MoS2单层纳米片加入PET聚酯原料中，具体为：将改性MoS2单层纳米片加入乙二醇中配置得到质量浓度为2～3％的溶液后，再与对苯二甲酸、乙二醇和催化剂混合，得到混合浆料。使得混合浆料中的醇酸比(对苯二甲酸和乙二醇之比)为1:1.1～1.3、催化剂的添加量为230～250ppm。
[0016]作为优选，步骤(2)中，所述原位聚合为：在氮气气氛下，压力为0.3～0.35Mpa，温度为235～255℃，酯化反应2～3h并持续排除副产物水；酯化结束后，在
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0.09～
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0.1Mpa真空、260～270℃下，预缩聚反应0.5～1h；然后在小于70pa真空、273～278℃下，缩聚反应2～3h。
[0017]作为优选，步骤(3)中，所述皮层的质量占皮层和芯层总质量的30～50％。
[0018]皮芯型纤维截面，极大增加了两种材料成分之间的接触面积，使得混纺纤维在保证优异的抗菌能力同时具有良好的力学性能，且可以降低改性MoS2在纤维中比例，有效降
低生产成本。
[0019]作为优选，步骤(3)中，所述复合纺丝的纺丝箱体温度为275～295℃。
[0020]箱体温度较低，则纺丝状况较差，易断头；箱体温度较高，则纤维强度强度较低，性能降低。
[0021]作为优选，步骤(3)中，所述复合纺丝得到的丝条经冷却、上油、拉伸定型和卷绕后，得到皮芯复合纤维；冷却采用侧吹风冷却，侧吹风风速0.7
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1.0m/s；拉伸定型过程中，第一热辊温度为70
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90℃，第二热辊温度为130
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180℃，拉伸倍数为3.0
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4.0。
[0022]热辊温度及拉伸倍数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备改性MoS2单层纳米片；所述改性MoS2单层纳米片所用的改性剂为十六烷基三甲基溴化铵；（2）将改性MoS2单层纳米片加入PET聚酯原料中，得到混合浆料，再采用原位聚合方式制备MoS2改性PET切片；（3）将MoS2改性PET切片和PET切片分别作为皮层和芯层的原料，通过双组份复合纺丝，得到皮芯复合纤维。2.如权利要求1所述多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述改性MoS2单层纳米片的制备方法包括如下步骤：（a）将十六烷基三甲基溴化铵溶于水中得到第一溶液，将钼酸钠、硫脲按溶于水中得到第二溶液，再在超声波辅助的同时将第二溶液滴加至第一溶液中，滴加完成后，调节pH小于1，得到混合溶液；（b）将混合溶液进行加热反应，反应完成后，再进行后处理，得到改性MoS2单层纳米片。3.如权利要求2所述多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为0.1~0.5%；所述第二溶液中钼酸钠和硫脲的质量浓度分别为0.4~0.6%、0.8~0.9%；所述第一溶液和第二溶液的质量比为1：1。4.如权利要求2或3所述多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述加热反应为在160～200℃下处理22~26h。5.如权利要求1或2所述多功能MoS2改性PET皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合浆料中MoS2的添加量为0.1~1wt%。6.如权利要求1或2所述多功能MoS2改性P...

【专利技术属性】
技术研发人员：李皓岩，杨新华，刘园园，徐伟成，钱昱烨，周施恩，
申请(专利权)人：浙江恒逸石化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：