[發明專利]含超支化型雜化多孔材料的纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201811527076.4
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109763188B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 孫賓;敖翔;朱美芳;陳龍;紀曉寰;陳珈;李曉明;石丹麗
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10;D01F1/07;C08G83/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 金利琴

本發明涉及含超支化型雜化多孔材料的纖維及其制備方法，制備方法為：將含有功能粉體的功能母粒和聚合物切片混合均勻后經噴絲板擠出形成含超支化型雜化多孔材料的纖維；制得的纖維主要由纖維基體以及均勻分散在纖維基體中的功能粉體組成，功能粉體為含金屬離子的超支化型雜化多孔材料，為多孔微球，由超支化型雜化物經成核和生長形成微球后再進行造孔制得，其分子結構式主要由端基含羧基的超支化聚合物分子A、帶胺基的鏈狀分子B和金屬離子構成，分子A中的羧基、分子B中的胺基和金屬離子間通過離子鍵和配位鍵鍵接形成三角形鍵合結構。本發明制備方法簡單，綠色環保，制得的產品熱穩定性和加工性能好，且同時兼具阻燃、抗菌和除臭功能。

技術領域

本發明屬于功能纖維技術領域，涉及含超支化型雜化多孔材料的纖維及其制備方法。

背景技術

目前，常見的合成纖維如聚酯、尼龍等，其物理和化學性質穩定，已成為人們日常生產生活中不可替代的成纖聚合物材料。現今傳統的成纖聚合物發展至今，已從常規化逐漸向差異化纖維轉變，常見成纖用的聚酯和聚酰胺類也正向著高感性和高性能的方向發展。由于添加型功能粉體可與成纖高聚物共混，進而制備得到具有阻燃、抗菌、除臭等多功能、高附加值的聚合物纖維具有很大的應用價值與前景。

超支化聚合物如超支化聚酯等由于與聚酯等聚合物基體結構類似，相容性好，此外，其具有高度支化的分子結構，是一種理想的功能化改性粉體，目前在高分子共混領域應用廣泛，如超支化聚酯與阻燃劑共混等，但超支化型聚合物作為低分子量的聚合物，其普遍存在易遷移、熱熔融溫度低、易流動以及難以與熱塑性聚合物熔融加工溫度區間匹配的問題，極大地影響了產品的加工性能。因此，降低超支化型聚合物的流動性同時提高其熱熔融溫度等以提高其加工性能具有重要意義。

金屬離子負載是一種常見的超支化聚合物改性手段，具體是指通過化學鍵或者物理鍵的作用將金屬離子鍵接到載體分子上制得超支化型金屬雜化材料，現今該項技術已經廣泛的應用在金屬離子吸附材料、催化材料、自組裝單元、抗菌材料和阻燃材料等方面，載體分子中的羥基、胺基和羧基等基團對金屬離子具有良好的螯合作用，能有效的吸附或捕集金屬離子(功能性離子)以實現功能性改性。然而雖然將超支化聚合物與金屬離子配位得到的有機無機雜化材料在一定程度上近似無機粒子，但目前制備負載金屬離子的超支化聚合物使用的溶劑多為有機溶劑，其對環境不友好，此外，合成制得的負載金屬離子的超支化聚合物在低極性高聚物基體中難以達到納米尺度分散，這極大地限制了其在水相聚合物材料成型如溶液紡絲成型的纖維改性中的應用。此外，目前的超支化型金屬雜化材料的種類及形態較少，大多僅具有一項功能如阻燃或抗菌等，無法同時兼具多種功能如同時具有阻燃、抗菌、除臭等吸附功能。在應用時需添加多種材料，增加了成本。

因此，克服超支化型金屬雜化材料自身的缺陷以利用其對成纖聚合物進行改性制備能夠兼顧阻燃、抗菌及除臭性能的高感性化和高性能化的阻燃、抗菌、除臭的纖維極具現實意義。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術中超支化型金屬雜化材料自身的缺陷，利用其對成纖聚合物進行改性制得能夠兼顧阻燃、抗菌及除臭性能的高感性化和高性能化的阻燃、抗菌、除臭的纖維。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

含超支化型雜化多孔材料的纖維，主要由纖維基體以及均勻分散在纖維基體中的功能粉體組成；

所述功能粉體為含金屬離子的超支化型雜化多孔材料，具體為多孔微球，由超支化型雜化物經成核和生長形成微球后再進行造孔制得；

超支化型雜化物的分子結構式主要由分子A、分子B和金屬離子Mⁿ⁺構成，n的取值范圍為1～3；

分子A為端基含羧基的超支化聚合物分子；

分子B為帶胺基的鏈狀分子；