一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法，属于纺织品整理技术领域。制备方法包括以下步骤，S1、依次将艾草精油、壳聚糖溶液加入到氧化海藻酸钠/聚磷酸铵混合液中，在酸性条件下发生反应，经过滤、干燥得到以艾草精油为芯材，壳聚糖、氧化海藻酸钠和聚磷酸铵为壁材的多功能微胶囊；S2、将多功能微胶囊和纺丝原液共混，经湿法纺丝、凝固成型、洗涤、非氧化脱硫和烘干得到多功能再生纤维素纤维。本发明专利技术的多功能再生纤维素纤维具有优异的抗菌性能、阻燃性能和耐水洗性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均高于97.3％，经50次水洗后抑菌率仍高于86.7％；多功能再生纤维素纤维的极限氧指数超过29.5％，经50次水洗后极限氧指数仍高于27.1％。氧指数仍高于27.1％。氧指数仍高于27.1％。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纺织品整理
，尤其涉及一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]再生纤维素纤维具有吸湿透气性好、穿着舒适等特点，广泛应用于服装、家居装饰等领域。随着人们对生活质量的要求逐渐提高，纺织品的安全保健性能受到越来越多的关注。然而，再生纤维素纤维制品的抗菌性能差，且火灾危害性高，严重限制其在纺织领域的应用。提高再生纤维素纤维的抗菌防护功能和火灾安全防护功能尤为重要。
[0003]艾草提取物富含黄酮类、萜类、桉叶烷类、鞣质类等天然物质，具有优异的抗菌效果，因此在纺织品抗菌功能改性方面引起了广泛关注。中国专利技术专利CN107268096A公开了一种艾草抗菌粘胶纤维的制备方法，将艾草提取液加入植物浆粕制备再生纤维素纤维，然而艾草提取物易挥发、稳定性差，与再生纤维素纤维的相容性不佳，导致功能性再生纤维素纤维的持久性差。微胶囊技术具有稳定性好、缓释等特点，可有效解决这一问题。
[0004]参考文献(翟媛媛,刘艳君,王进,等.艾草精油抗菌微胶囊的制备与应用[J].纺织科学与工程学报,2021,38(4):50
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56)以艾草精油为芯材，明胶、壳聚糖为壁材，采用复凝聚法制备的艾草精油微胶囊，然后通过聚氨酯涂层采用艾草精油微胶囊对棉织物进行后整理。参考文献(孙丽娟.艾草提取物/粘胶水刺非织造材料的研究[D].天津:天津工业大学,2021)以海藻酸钠和氯化钙作为壁材物质，艾草提取物为芯材，采用锐孔
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凝固浴法制备了艾草提取物微胶囊，并将制得的艾草提取物微胶囊整理至粘胶纤维水刺非织造材料表面，然而该微胶囊的粒径约为3mm，无法应用于功能性再生纤维素纤维的添加改性。
[0005]再生纤维素纤维的阻燃改性一般是将阻燃剂直接添加至纺丝液中进行纺丝，且阻燃剂的用量一般较高，将艾草精油微胶囊和阻燃剂分别加入纺丝液中则会导致再生纤维素纤维的强力受到严重的损伤。
[0006]因此，如何将艾草精油抗菌组分和阻燃剂成分有机地结合在一起，作为一个有机整体添加至再生纤维素纤维中仍然是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法，首先以艾草精油为芯材，氧化海藻酸钠、聚磷酸铵和壳聚糖为壁材制备多功能微胶囊，有机地将阻燃功能和抗菌功能结合；然后将多功能微胶囊加入再生纤维素纤维纺丝原液中混合均匀，通过湿法纺丝制备多功能再生纤维素纤维。
[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤，
[0009]S1、依次将艾草精油、壳聚糖溶液加入到氧化海藻酸钠/聚磷酸铵混合液中，在pH为6
‑
7条件下发生反应，经过滤、干燥得到以艾草精油为芯材，壳聚糖、氧化海藻酸钠和聚磷
酸铵为壁材的多功能微胶囊；
[0010]S2、将S1所述的多功能微胶囊和纺丝原液共混，经湿法纺丝、凝固成型、洗涤、非氧化脱硫和烘干得到所述的多功能再生纤维素纤维；所述纺丝原液为甲种纤维素和氢氧化钠的混合液。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述壳聚糖溶液的质量分数为0.75％
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1.25％，壳聚糖溶液的pH为3.5
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4.5，所述pH的调节剂为醋酸和/或柠檬酸，壳聚糖易溶于酸性溶液中。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述混合液中氧化海藻酸钠溶液的质量分数为0.25％
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0.5％，聚磷酸铵的质量分数为1.0％
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1.5％，聚磷酸铵的聚合度为10
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15。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述壳聚糖和氧化海藻酸钠/聚磷酸铵的质量比为1：2
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3。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述多功能微胶囊的直径为4μm
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6μm，芯材和壁材的质量比为1：2
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3，艾草精油的包埋率为60％
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65％。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述pH的调节剂为氢氧化钠。
[0016]进一步地，所述氢氧化钠的质量分数为5％
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10％。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述反应的温度为55℃
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70℃，反应的时间为50min
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70min，在该条件下氧化海藻酸钠的羧基、聚磷酸铵的磷酸根和壳聚糖的氨基可产生离子键结合，另外氧化海藻酸钠的醛基可与壳聚糖的氨基产生席夫碱结合，形成微胶囊壁材，将艾草精油包覆起来。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，在S1中，所述干燥的温度为30℃
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50℃。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，所述纺丝原液的熟成度10wt％NH4Cl值为10mL
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15mL。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，所述纺丝原液中甲种纤维素的质量分数为6％
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9％，氢氧化钠的质量分数为8％
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12％；所述多功能微胶囊的用量为纺丝原液中甲种纤维素含量的9％
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13％。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，所述湿法纺丝的纺丝速度为30m/min
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50m/min，总牵伸度为120％
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130％。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，在S2中，所述凝固成型是在凝固浴中进行的，所述凝固浴的温度为35℃
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45℃；所述凝固浴中硫酸的浓度为80g/L
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120g/L，硫酸钠的浓度为280g/L
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350g/L，硫酸锌的浓度为10g/L
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14g/L。
[0023]本专利技术的第二个目的是提供一种所述的方法制备的多功能再生纤维素纤维。
[0024]本专利技术的原理是：壳聚糖的阳离子氨基分别与氧化海藻酸钠的阴离子羧基和醛基发生离子键结合和席夫碱反应，壳聚糖的阳离子氨基可与聚磷酸铵的磷酸根产生离子键结合，形成的壁材结构稳定，从而将艾草精油包覆，制备多功能微胶囊；艾草精油中的黄酮成分和单宁酸成分富含羟基，与壳聚糖和氧化海藻酸钠的相容性较好；另外，壳聚糖和氧化海藻酸钠的主链均为葡萄糖环，与纤维素具有相近的化学结构，因此壳聚糖/氧化海藻酸钠微胶囊与再生纤维素纤维具有较好的相容性，对再生纤维素纤维的强力性能和手感影响较小；艾草精油、席夫碱结构、壳聚糖三者之间构建协同抗菌作用，因此多功能微胶囊具有优异的抗菌性能，艾草精油以微胶囊状态分散于再生纤维素纤维中，其释放和挥发具有缓释
效果，因此具有优异的持久性。
[0025]聚磷酸铵具有较强的催化成炭能力，阻燃效率高，壳聚糖在燃烧过程中释放不燃性含氮气体，在气相中起到作用，而氧化海藻酸钠主要作为成炭剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，S1、依次将艾草精油、壳聚糖溶液加入到氧化海藻酸钠/聚磷酸铵混合液中，在pH为6
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7条件下发生反应，经过滤、干燥得到以艾草精油为芯材，壳聚糖、氧化海藻酸钠和聚磷酸铵为壁材的多功能微胶囊；S2、将S1所述的多功能微胶囊和纺丝原液共混，经湿法纺丝、凝固成型、洗涤、非氧化脱硫和烘干得到所述的多功能再生纤维素纤维；所述纺丝原液为甲种纤维素和氢氧化钠的混合液。2.根据权利要求1所述的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，在S1中，所述壳聚糖溶液的质量分数为0.75％
‑
1.25％，壳聚糖溶液的pH为3.5
‑
4.5，所述pH的调节剂为醋酸和/或柠檬酸；所述混合液中氧化海藻酸钠溶液的质量分数为0.25％
‑
0.5％，聚磷酸铵的质量分数为1.0％
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1.5％，聚磷酸铵的聚合度为10
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15。3.根据权利要求1所述的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，在S1中，所述壳聚糖和氧化海藻酸钠/聚磷酸铵的质量比为1：2
‑
3。4.根据权利要求1所述的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，在S1中，所述多功能微胶囊的直径为4μm
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6μm，芯材和壁材的质量比为1：2
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3，艾草精油的包埋率为60％
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，杨慧，朱奇，储虹，
申请(专利权)人：苏州太湖雪丝绸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：