CN108867036B - 一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，包括如下步骤：（1）涤纶纤维预处理、（2）复合浸泡液制备、（3）改性处理。本发明对涤纶纤维进行了特殊的改性处理，明显增强了纤维的抗菌能力，且其抗菌稳定性好，耐洗涤性强，并且力学品质佳，极具市场竞争力和生产加工效益。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法。
背景技术
随着全球经济的迅速发展，生活水平不断提高，人们对生活品质的追求更趋向于健康、环保，其中纺织品的卫生功能引起人们的高度重视，大自然中微生物种类繁多、无处不在，一些对人体有害的细菌、真菌和病毒在适宜的环境中会迅速繁殖，并通过接触传播疾病，影响人体的健康，日常生活中的纺织品是这些微生物的良好寄居场所，也是传递疾病的重要媒介，因此，对抗菌纤维的开发研究显得格外重要。涤纶纤维因具有不错的综合使用特性而被大量应用于各种装饰布料、国防军工特殊织物、床上用品等防止以及相关工业的纤维制品。目前市售的多数涤纶纤维均不具有很好的抗菌性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，包括如下步骤：
（1）涤纶纤维预处理：
先将涤纶纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后加热保持氢氧化钠溶液的温度为48~53℃，不断搅拌处理2~2.2h后将涤纶纤维取出，最后用去离子水冲洗一遍后烘干备用；
（2）复合浸泡液制备：
a.按对应重量份称取下列物质：1~3份硝酸银、5~8份硝酸锌、90~100份去离子水，然后将其共同投入到搅拌罐内，磁力搅拌处理30~35min后，再向搅拌罐内加入其总质量6~9%的植酸，磁力搅拌处理20~25min后，再向搅拌罐内加入氨水调节整体的pH值为7.5~8.0，随后加热保持搅拌罐内的温度为83~86℃，蒸发去除去离子水后得混合凝胶，最后将混合凝胶取出放入到马弗炉中煅烧处理1~2h后取出研磨粉碎过1000目得粉料A备用；
b.将蒙脱土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1~2h后将蒙脱土取出，随后将蒙脱土投入到粉碎机内进行粉碎后过500目备用；
c.将操作b处理后的蒙脱土放入到辐照箱内进行辐照处理，45~55min后取出备用；
d.将操作a所得的粉料A、操作c处理后的蒙脱土，以及硅烷偶联剂溶液对应按照重量比2~4:7~9:50~55进行混合，高速搅拌处理1~2h后离心过滤，再经过干燥处理后得粉料B备用；
e.将操作d所得的粉料B、聚乙烯醇、二甲苯溶液、壬基酚聚氧乙烯醚对应按照重量比8~10:14~16:80~85:2~5进行混合，然后磁力搅拌处理2~3h后取出得复合浸泡液备用；
（3）改性处理：
将步骤（1）处理后的涤纶纤维浸入到步骤（2）制得的复合浸泡液中，超声处理3~4h后将涤纶纤维取出，然后用去离子水冲洗4~5遍后，最后干燥处理2~4h后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为24~28%。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的煅烧处理时控制马弗炉内的温度为600~650℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为820~860℃。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的辐照处理是He离子辐照处理，并控制辐照的能量为350~370keV，辐照的温度控制为440~460℃，注入量为5~7×1016 cm-2。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂溶液的质量分数为30~35%，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（2）操作e中所述的二甲苯溶液的质量分数为15~20%。
进一步的，步骤（3）中所述的超声处理时控制超声波的频率为480~520kHz。
本发明对涤纶纤维进行了特殊的改性处理，有效的提升了其抗菌特性，其中制备了一种复合浸泡液成分，复合浸泡液中的粉料A是一种银-氧化锌复合成的抗菌剂，具有很好的抗菌性能，并与涤纶纤维有着不错的亲和性，并添加了一种特殊处理后的蒙脱土，此蒙脱土经过煅烧处理后具有较大的比表面积和较强的吸附能力，再经过He离子辐照处理，表面上产生了大量的活性基团，提升了其反应能力和表面活性，使得其更好的对粉料A成分进行吸附固定，并且He离子进行辐照处理时会在蒙脱土内产生大量小粒径的氦泡，进一步提升了蒙脱土的比表面积和吸附能力，强化了整体颗粒对于涤纶纤维的改性稳定性，最后在硅烷偶联剂的辅助下，完成了对涤纶纤维的抗菌改性处理。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对涤纶纤维进行了特殊的改性处理，明显增强了纤维的抗菌能力，且其抗菌稳定性好，耐洗涤性强，并且力学品质佳，极具市场竞争力和生产加工效益。
具体实施方式
实施例1
一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，包括如下步骤：
（1）涤纶纤维预处理：
先将涤纶纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后加热保持氢氧化钠溶液的温度为48℃，不断搅拌处理2h后将涤纶纤维取出，最后用去离子水冲洗一遍后烘干备用；
（2）复合浸泡液制备：
a.按对应重量份称取下列物质：1份硝酸银、5份硝酸锌、90份去离子水，然后将其共同投入到搅拌罐内，磁力搅拌处理30min后，再向搅拌罐内加入其总质量6%的植酸，磁力搅拌处理20min后，再向搅拌罐内加入氨水调节整体的pH值为7.5，随后加热保持搅拌罐内的温度为83℃，蒸发去除去离子水后得混合凝胶，最后将混合凝胶取出放入到马弗炉中煅烧处理1h后取出研磨粉碎过1000目得粉料A备用；
b.将蒙脱土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1h后将蒙脱土取出，随后将蒙脱土投入到粉碎机内进行粉碎后过500目备用；
c.将操作b处理后的蒙脱土放入到辐照箱内进行辐照处理，45min后取出备用；
d.将操作a所得的粉料A、操作c处理后的蒙脱土，以及硅烷偶联剂溶液对应按照重量比2:7:50进行混合，高速搅拌处理1h后离心过滤，再经过干燥处理后得粉料B备用；
e.将操作d所得的粉料B、聚乙烯醇、二甲苯溶液、壬基酚聚氧乙烯醚对应按照重量比8:14:80:2进行混合，然后磁力搅拌处理2h后取出得复合浸泡液备用；
（3）改性处理：
将步骤（1）处理后的涤纶纤维浸入到步骤（2）制得的复合浸泡液中，超声处理3h后将涤纶纤维取出，然后用去离子水冲洗4遍后，最后干燥处理2h后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为24%。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的煅烧处理时控制马弗炉内的温度为600℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为820℃。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的辐照处理是He离子辐照处理，并控制辐照的能量为350keV，辐照的温度控制为440℃，注入量为5×1016 cm-2。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂溶液的质量分数为30%，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（2）操作e中所述的二甲苯溶液的质量分数为15%。
进一步的，步骤（3）中所述的超声处理时控制超声波的频率为480kHz。
实施例2
一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，包括如下步骤：
（1）涤纶纤维预处理：
先将涤纶纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后加热保持氢氧化钠溶液的温度为50℃，不断搅拌处理2.1h后将涤纶纤维取出，最后用去离子水冲洗一遍后烘干备用；
（2）复合浸泡液制备：
a.按对应重量份称取下列物质：2份硝酸银、7份硝酸锌、95份去离子水，然后将其共同投入到搅拌罐内，磁力搅拌处理33min后，再向搅拌罐内加入其总质量8%的植酸，磁力搅拌处理23min后，再向搅拌罐内加入氨水调节整体的pH值为7.8，随后加热保持搅拌罐内的温度为85℃，蒸发去除去离子水后得混合凝胶，最后将混合凝胶取出放入到马弗炉中煅烧处理1.5h后取出研磨粉碎过1000目得粉料A备用；
b.将蒙脱土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1.6h后将蒙脱土取出，随后将蒙脱土投入到粉碎机内进行粉碎后过500目备用；
c.将操作b处理后的蒙脱土放入到辐照箱内进行辐照处理，50min后取出备用；
d.将操作a所得的粉料A、操作c处理后的蒙脱土，以及硅烷偶联剂溶液对应按照重量比3:8:53进行混合，高速搅拌处理1.5h后离心过滤，再经过干燥处理后得粉料B备用；
e.将操作d所得的粉料B、聚乙烯醇、二甲苯溶液、壬基酚聚氧乙烯醚对应按照重量比9:15:83:3进行混合，然后磁力搅拌处理2.6h后取出得复合浸泡液备用；
（3）改性处理：
将步骤（1）处理后的涤纶纤维浸入到步骤（2）制得的复合浸泡液中，超声处理3.5h后将涤纶纤维取出，然后用去离子水冲洗4遍后，最后干燥处理3h后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为26%。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的煅烧处理时控制马弗炉内的温度为630℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为840℃。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的辐照处理是He离子辐照处理，并控制辐照的能量为360keV，辐照的温度控制为450℃，注入量为6×1016 cm-2。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂溶液的质量分数为32%，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（2）操作e中所述的二甲苯溶液的质量分数为18%。
进一步的，步骤（3）中所述的超声处理时控制超声波的频率为500kHz。
实施例3
一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，包括如下步骤：
（1）涤纶纤维预处理：
先将涤纶纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后加热保持氢氧化钠溶液的温度为53℃，不断搅拌处理2.2h后将涤纶纤维取出，最后用去离子水冲洗一遍后烘干备用；
（2）复合浸泡液制备：
a.按对应重量份称取下列物质：3份硝酸银、8份硝酸锌、100份去离子水，然后将其共同投入到搅拌罐内，磁力搅拌处理35min后，再向搅拌罐内加入其总质量9%的植酸，磁力搅拌处理25min后，再向搅拌罐内加入氨水调节整体的pH值为8.0，随后加热保持搅拌罐内的温度为86℃，蒸发去除去离子水后得混合凝胶，最后将混合凝胶取出放入到马弗炉中煅烧处理2h后取出研磨粉碎过1000目得粉料A备用；
b.将蒙脱土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，2h后将蒙脱土取出，随后将蒙脱土投入到粉碎机内进行粉碎后过500目备用；
c.将操作b处理后的蒙脱土放入到辐照箱内进行辐照处理，55min后取出备用；
d.将操作a所得的粉料A、操作c处理后的蒙脱土，以及硅烷偶联剂溶液对应按照重量比4: 9:55进行混合，高速搅拌处理2h后离心过滤，再经过干燥处理后得粉料B备用；
e.将操作d所得的粉料B、聚乙烯醇、二甲苯溶液、壬基酚聚氧乙烯醚对应按照重量比10:16:85:5进行混合，然后磁力搅拌处理3h后取出得复合浸泡液备用；
（3）改性处理：
将步骤（1）处理后的涤纶纤维浸入到步骤（2）制得的复合浸泡液中，超声处理4h后将涤纶纤维取出，然后用去离子水冲洗5遍后，最后干燥处理4h后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为28%。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的煅烧处理时控制马弗炉内的温度为650℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为860℃。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的辐照处理是He离子辐照处理，并控制辐照的能量为370keV，辐照的温度控制为460℃，注入量为7×1016 cm-2。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂溶液的质量分数为35%，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（2）操作e中所述的二甲苯溶液的质量分数为20%。
进一步的，步骤（3）中所述的超声处理时控制超声波的频率为520kHz。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在步骤（2）复合浸泡液制备中，省去了操作c处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（2）复合浸泡液制备的操作d中，省去了操作c处理后的蒙脱土成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）复合浸泡液制备的操作d中，省去了操作c处理后的蒙脱土和硅烷偶联剂溶液成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，用同一批制成的涤纶纤维作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应的方法进行处理，然后对各组处理后的纤维进行性能测试，具体对比数据如下表所示：
表1
注：上表1中所述的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果定量测试，按照GB20944.3-2008-T判断其抗菌性；然后对各组对应的涤纶纤维采用FZ/T73023-2006《抗菌针织品》中附录C的简化洗涤条件及程序，对待测纤维进行不同次数的标准洗涤，洗涤条件为：2g/L标准合成洗衣机，浴比1:30，水温40±3℃， 投入试样，洗涤5min，然后在常温下用自来水清洗2min，记为洗涤一次。
由上表1可以看出，本发明处理方法能够明显的提升涤纶纤维的抗菌特性，且抗菌性能稳定，反复洗涤仍具有稳定的抗菌品质，极具市场竞争力。此外，对上述各组处理后的涤纶纤维进行力学性能测试发现本发明实施例2的纤维断裂强度较对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3分别对应提高了12.2%、20.1%、33.6%，可见本发明方法在抗菌增强的同时又有效的保证了纤维的力学品质，不会造成常规方法处理后特性此长彼消的问题，进一步提升了纤维的使用价值。
Claims (8)
1.一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）涤纶纤维预处理：
先将涤纶纤维浸入到氢氧化钠溶液中，然后加热保持氢氧化钠溶液的温度为48~53℃，不断搅拌处理2~2.2h后将涤纶纤维取出，最后用去离子水冲洗一遍后烘干备用；
（2）复合浸泡液制备：
a.按对应重量份称取下列物质：1~3份硝酸银、5~8份硝酸锌、90~100份去离子水，然后将其共同投入到搅拌罐内，磁力搅拌处理30~35min后，再向搅拌罐内加入其总质量6~9%的植酸，磁力搅拌处理20~25min后，再向搅拌罐内加入氨水调节整体的pH值为7.5~8.0，随后加热保持搅拌罐内的温度为83~86℃，蒸发去除去离子水后得混合凝胶，最后将混合凝胶取出放入到马弗炉中煅烧处理1~2h后取出研磨粉碎过1000目得粉料A备用；
b.将蒙脱土放入到煅烧炉内进行煅烧处理，1~2h后将蒙脱土取出，随后将蒙脱土投入到粉碎机内进行粉碎后过500目备用；
c.将操作b处理后的蒙脱土放入到辐照箱内进行辐照处理，45~55min后取出备用；
d.将操作a所得的粉料A、操作c处理后的蒙脱土，以及硅烷偶联剂溶液对应按照重量比2~4:7~9:50~55进行混合，高速搅拌处理1~2h后离心过滤，再经过干燥处理后得粉料B备用；
e.将操作d所得的粉料B、聚乙烯醇、二甲苯溶液、壬基酚聚氧乙烯醚对应按照重量比8~10:14~16:80~85:2~5进行混合，然后磁力搅拌处理2~3h后取出得复合浸泡液备用；
（3）改性处理：
将步骤（1）处理后的涤纶纤维浸入到步骤（2）制得的复合浸泡液中，超声处理3~4h后将涤纶纤维取出，然后用去离子水冲洗4~5遍后，最后干燥处理2~4h后即可。
2.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为24~28%。
3.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（2）操作a中所述的煅烧处理时控制马弗炉内的温度为600~650℃。
4.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（2）操作b中所述的煅烧处理时控制煅烧炉内的温度为820~860℃。
5.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（2）操作c中所述的辐照处理是He离子辐照处理，并控制辐照的能量为350~370keV，辐照的温度控制为440~460℃，注入量为5~7×1016 cm-2。
6.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂溶液的质量分数为30~35%，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（2）操作e中所述的二甲苯溶液的质量分数为15~20%。
8.根据权利要求1所述的一种增强涤纶纤维抗菌性能的改性处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的超声处理时控制超声波的频率为480~520kHz。
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