[發明專利]一種抗菌導電高聚物復合纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 201110427749.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102534860A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 來侃;張華;張建春;陳美玉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所
• 主分類號: D01F8/12
• 分類號: D01F8/12;D01F8/14;D01F8/06;D01F8/18;D01F1/09;D01F1/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;徐寧

技術領域

本發明涉及一種抗菌導電高聚物復合纖維及其制備方法。

背景技術

功能性服裝面料成為紡織品開發的重點，其中抗菌和抗靜電功能性服裝面料已廣泛應用到軍用服裝、警用服裝、醫用紡織品、體育用紡織品、油田工裝等領域，并且民用紡織品也要求抗菌和抗靜電功能，具有廣闊的前景。目前抗菌和抗靜電功能性服裝面料開發的主要途徑兩種：一是采用功能整理的方式，通常采用抗菌整理劑或者抗靜電整理劑，對已經染整的織物進行軋液-焙烘交聯的方式，使織物獲得相應的功能性，目前已有多種商業化的各種抗菌和抗靜電整理劑；二是采用功能性纖維的方式，通常采用純紡或混紡，使織物獲得相應的功能性。抗靜電導電纖維包括：金屬纖維(金、銀、不銹鋼等)、本質有機導電纖維(聚吡硌、聚苯胺、聚乙炔纖維等)、有機復合導電纖維。有機復合導電纖維通常是采用導電炭黑粉體、納米碳管、金屬微粒、金屬氧化物微粒等與聚合物共混，并通過采用復合紡絲的方式制備而成。抗菌纖維包括：金屬纖維、生物質纖維(如甲殼素)、金屬離子負載化學纖維等，金屬離子負載化學纖維目前采用金屬銀真空或磁控濺射鍍層纖維、銀/無機分子篩復合微粒與高聚物共混纖維、銀離子吸附還原纖維等。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗菌導電高聚物復合纖維及其制備方法。

本發明所提供的抗菌導電高聚物復合纖維，是按照包括下述步驟的方法制備得到的：以導電炭黑微粉粉體為模板，通過導電炭黑微粉粉體吸附銀離子，再采用還原劑將吸附在導電炭黑微粉粉體中的銀離子進行原位負載還原，制備得到導電炭黑/銀復合微粉粉體；將銀/導電炭黑復合微粉粉體與高聚物粉體混合均勻，制備銀/導電炭黑復合抗菌導電母粒；將銀/導電炭黑復合抗菌導電母粒與高聚物切片進行復合紡絲，得到抗菌導電高聚物復合纖維。

具體制備方法包括下述步驟：

(1)將導電炭黑微粉粉體浸于硝酸銀溶液中進行吸附，過濾，得到表面吸附銀離子的導電炭黑微粉粉體；

(2)將所述表面吸附銀離子的導電炭黑微粉粉體浸于還原劑水溶液中進行反應，反應結束后將所得產物用去離子水中清洗、干燥，得到銀/導電炭黑復合微粉粉體；

(3)將所述銀/導電炭黑復合微粉粉體與高聚物粉體混合均勻，并置于螺桿擠出機中加熱塑化、擠出、冷卻、切割造粒，得到銀/導電炭黑復合抗菌導電母粒；

(4)將步驟(3)得到的銀/導電炭黑復合抗菌導電母粒和高聚物切片干燥后，分別置入復合紡絲設備中進行加熱塑化，然后經熔體過濾、計量擠出、復合紡絲、冷卻成纖、超喂松弛定形、分絲卷繞成型，得到銀/導電炭黑抗菌導電高聚物復合纖維。

其中，步驟(1)中所述導電炭黑微粉粉體的粒徑可為100納米-1000納米；所述硝酸銀水溶液的摩爾濃度可為1-100mmol/L，導電炭黑與硝酸銀水溶液的料液比(即浴比)可為1kg∶(2-5)L；所述吸附的時間可為10-30min。

步驟(2)中所述還原劑水溶液中的還原劑為硼氫化鈉(NaBH₄)、水合肼、乙二醇和檸檬酸鈉中的任意一種。所述還原劑水溶液的摩爾濃度可為100-800mmol/L。導電炭黑微粉粉體與還原劑水溶液的料液比(即浴比)可為1kg∶(2-5)L。還原反應的反應時間為10-30分鐘。在反應過程中，反應體系處于靜置狀態。

步驟(3)中所述銀/導電炭黑復合微粉粉體與高聚物粉體的質量比可為20∶80-35∶65。銀/導電炭黑復合微粉粉體與高聚物粉體混合時，采用高速攪拌機進行混勻，攪拌轉速為200×g-300×g。

步驟(4)所述銀/導電炭黑復合抗菌導電母粒與高聚物切片的質量比可為10∶90-50∶50。所述超喂松弛定形過程中的超喂率為30％-60％，溫度范圍140-180℃。

步驟(4)中所述復合紡絲是指分別將銀/導電炭黑復合抗菌導電聚酰胺和聚酰胺熔體通過一個復合紡絲組件進行紡絲的工藝過程，紡絲成形后通過冷空氣使對所紡制成絲進行凝固成纖維的工藝過程。

本發明中所述高聚物粉體及高聚物切片中的高聚物為同種材料，均選自下述任意一種：聚酰胺、聚酯和聚丙烯。對高聚物的分子量沒有要求，主要依據上述各種高聚物所制備的纖維的要求。

本發明的抗菌導電高聚物復合纖維的截面形態結構可為皮芯、夾芯、三點式、五點式中的任一種。