一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及特种纤维制备技术领域，提供了一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维及其制备方法。本发明专利技术的制备方法以酞菁为上色染料，不仅具有上色功能，还能结合抑菌粒子，进一步增加纤维的抑菌性；将染料浴液的质量浓度为1～10％，保证了染料在浴液中的均匀分散，在后续的超倍拉伸中不易迁移，保证了上色的均匀性。而且，将抑菌粒子在溶胀的过程中掺入超高分子量聚乙烯，提高了抑菌粒子的吸附性；冻胶丝在萃取和干燥后，浸渍于酞菁形成的染料浴液中，弥补了因抑菌粒子部分逃逸带来的抑菌效果降低，保证了纤维的抑菌性和有色性。

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维及其制备方法
本专利技术涉及特种纤维制备
，尤其涉及一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维及其制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为三大高性能纤维之一，具有高强度、高模量、低密度(0.97g/cm3)、优异的化学稳定性以及良好的耐磨性，在国防军事、航空航天等领域被广泛应用。除了在军事、国防等领域发挥着及其重要的作用外，UHMWPE纤维在医疗材料、体育器械等民用领域也得到了广泛的应用。随着UHMWPE纤维应用领域的拓展，对抑菌型UHMWPE有色纤维的需求越来越多。公开号为CN109868518A的中国专利公开了一种抑菌型超高分子量聚乙烯纤维的生产方法，其采用纳米抗菌金属氧化物、Ag+盐和纳米Ag为无机抗菌剂，然后将无机抑菌剂，UHMWPE母粒及其它助剂喂入双螺杆挤出机，挤出纺丝、冷却、凝固、萃取、干燥、超倍拉伸得到UHMWPE纤维。公开号为CN109440211A的中国专利公开了一种用于生产抑菌型超高分子量聚乙烯纤维的抗菌母液的方法，采用以下重量份的原料配比：抗菌聚合物10～30份、溶剂70～90份、表面活性剂0～3份、分散剂0～1份、增容剂0.3～5份，其中所述的抗菌聚合物为由一种或几种单体共聚而成的聚合物为基本骨架，并通过配位健、共价键的方式将抗菌基团固定于基本骨架上的抗菌聚合物。公开号为CN102586925A的中国专利公布了一种超高分子量聚乙烯绳网用有色纤维的制备方法，其采用超高分子量聚乙烯树脂加HDPE聚乙烯和有色颜料色粉，制备超高分子量聚乙烯粉状有色母料，后经过溶胀、冷却后挤压喷丝、水浴凝固、萃取干燥、三级热拉伸等步骤得到有色超高分子量聚乙烯纤维。公开号为CN101230499A的中国专利公开了一种有颜色的高强型乙烯纤维及其制造方法，通过在超高分子量聚乙烯内混入无机颜料添加剂，添加比例为超高分子量聚乙烯重量的0.5～3％后经过溶胀、溶解、纺丝、萃取干燥、后牵伸及卷绕制成有颜色的高强聚乙烯纤维.上述方法在纺丝原液中加入抑菌粒子或有色粒子制备抑菌型UHMWPE纤维或UHMWPE有色纤维，其工艺流程简单，生产成本低，但得到的超高分子量聚乙烯纤维的功能性单一。为了使纤维同时具有多种性能，将多种功能材料加入到体系中时，由于粒子均为无机粒子，存在混合不均，导致多功能纤维力学性能差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维及其制备方法。本专利技术制得的抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维具有优异的力学性能和抑菌性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的制备方法，包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液；将所述纺丝液进行挤出和凝固浴集束，得到冻胶丝；将所述冻胶丝进行萃取和干燥，得到纤维前驱体；将所述纤维前驱体浸渍于染料浴液中，取出后，经超倍拉伸、热定型和卷制，得到所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维；所述染料浴液由染料和有机溶剂混合而成，所述染料包括酞菁；所述有机溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或几种；所述染料浴液的质量浓度为1～10％；所述染料的粒径为100～600nm。优选地，所述染料浴液由包括以下步骤的方法制得：将染料和有机溶剂在搅拌或超声的条件下混合，得到所述染料浴液；所述搅拌的转速为50～300rpm，所述超声的功率为500～800W。优选地，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为300万～600万；所述超高分子量聚乙烯的粒径为50～200μm。优选地，所述抑菌粒子为纳米银或纳米铜；所述抑菌粒子的粒径为50～200nm。优选地，所述超高分子量聚乙烯与抑菌粒子的质量比为100：(1～5)；所述纺丝液中超高分子量和抑菌粒子的总质量浓度为3～8％。优选地，所述挤出的温度为260～280℃。优选地，所述冻胶丝的直径为100～500μm。优选地，所述浸渍在超声震荡的条件下进行，所述超声震荡的功率为500～800W；所述浸渍的时间为15～60min。优选地，所述超倍拉伸包括：依次进行一级牵伸、二级牵伸和三级牵伸；所述一级牵伸的温度为130～145℃，所述一级牵伸的倍数为4～6倍；所述二级牵伸的温度为140～150℃，所述二级牵伸的倍数为2～5倍；所述三级牵伸的温度为140～150℃，所述三级牵伸的倍数为1～3倍。本专利技术还提供了上述技术方案所述的得到的抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维，所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的断裂强度为29.4～33.5cN/dtex，初始模量为1264～1484cN/dtex。本专利技术提供了一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的制备方法，包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液；将所述纺丝液进行挤出和凝固浴集束，得到冻胶丝；将所述冻胶丝进行萃取和干燥，得到纤维前驱体；将所述纤维前驱体浸渍于染料浴液中，取出后，依次进行超倍拉伸、热定型和卷制，得到所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维；所述染料浴液由染料和有机溶剂混合而成，所述染料包括酞菁；所述有机溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或几种；所述染料浴液的质量浓度为1～10％；所述染料的粒径为100～600nm。本专利技术的制备方法以酞菁为上色染料，不仅具有上色功能，还具有抑菌功能，能进一步增加纤维的抑菌性；将染料浴液的质量浓度为1～10％，保证了染料在浴液中的均匀分散，在后续的超倍拉伸中不易迁移，保证了上色的均匀性。而且，将抑菌粒子在混合过程中掺入超高分子量聚乙烯，提高了抑菌粒子的吸附性；冻胶丝在萃取和干燥后，浸渍于酞菁形成的染料浴液中，弥补了因抑菌粒子部分逃逸带来的抑菌效果降低，保证了纤维的抑菌性和有色性。实施例的数据表明：所得抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的断裂强度为29.4～33.5cN/dtex，初始模量为1264～1484cN/dtex，对大肠杆菌的抑菌率≥95％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥95％。具体实施方式本专利技术提供了一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的制备方法，包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液；将所述纺丝液进行挤出和凝固浴集束，得到冻胶丝；将所述冻胶丝进行萃取和干燥，得到纤维前驱体；将所述纤维前驱体浸渍于染料浴液中，取出后，依次进行超倍拉伸、热定型和卷制，得到所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维。在本专利技术中，如无特殊说明，本专利技术所用原料均优选为市售产品。本专利技术将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液。在本专利技术中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量优选为300万～600万，进一步优选为400万～500万；所述超高分子量聚乙烯的粒径优选为50～200μm，进一步优选为100～150μm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液；/n将所述纺丝液进行挤出和凝固浴集束，得到冻胶丝；/n将所述冻胶丝进行萃取和干燥，得到纤维前驱体；/n将所述纤维前驱体浸渍于染料浴液中，取出后，依次进行超倍拉伸、热定型和卷制，得到所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维；/n所述染料浴液由染料和有机溶剂混合而成，所述染料包括酞菁；所述有机溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或几种；所述染料浴液的质量浓度为1～10％；所述染料的粒径为100～600nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将超高分子量聚乙烯、抑菌粒子和纺丝溶剂混合，进行溶胀、溶解，得到纺丝液；
将所述纺丝液进行挤出和凝固浴集束，得到冻胶丝；
将所述冻胶丝进行萃取和干燥，得到纤维前驱体；
将所述纤维前驱体浸渍于染料浴液中，取出后，依次进行超倍拉伸、热定型和卷制，得到所述抑菌型高强高模聚乙烯有色纤维；
所述染料浴液由染料和有机溶剂混合而成，所述染料包括酞菁；所述有机溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或几种；所述染料浴液的质量浓度为1～10％；所述染料的粒径为100～600nm。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述染料浴液由包括以下步骤的方法制得：
将染料和有机溶剂在搅拌或超声的条件下混合，得到所述染料浴液；所述搅拌的转速为50～300rpm，所述超声的功率为500～800W。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为300万～600万；所述超高分子量聚乙烯的粒径为50～200μm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抑菌粒子为纳米银或纳米铜；所述抑菌粒子的粒径为50～200nm。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚强，吕汪洋，张间芳，包建娜，王鑫宇，顾彩琴，俞凌晓，
申请(专利权)人：浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司，浙江理工大学，浙江金昊新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33