一种织物用生物基纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种织物用生物基纤维及其制备方法，涉及纤维技术领域。本发明专利技术中织物用生物基纤维，是在聚酰胺酯纤维表面引入吸湿剂制得；吸湿剂为呋喃醇酸，聚酰胺酯纤维是将聚酰胺酯切片纺丝后，包覆多巴胺改性硅油制得，多巴胺改性硅油是3

【技术实现步骤摘要】
一种织物用生物基纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纤维
，具体为一种织物用生物基纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统化学纤维主要以石油基高分子为原料，由于石油为不可再生资源，日渐枯竭，为化学纤维的可持续发展带来巨大危机。将生物基材料引入到纤维材料中，使得生物基纤维能够代替化学纤维，不仅能够进行可持续发展，生物基材料原料还可再生，多数具有生物可降解特性，制造过程绿色环保，二氧化碳排放少，可有效缓解温室效应。
[0003]然而生物基材料在合成过程中由于生物基单体结构稳定性差导致其聚合难以控制聚合物的分子量，无法达到纺丝级别要求，迫切需要通过合成技术，提高其综合性能，满足要求。因此本专利技术研究制备了一种能够替代化学纤维的织物用生物基纤维，不仅具备较优异的力学性能，还具备优异的亲水性和耐洗性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种织物用生物基纤维及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种织物用生物基纤维，所述织物用生物基纤维是在聚酰胺酯纤维表面引入吸湿剂制得；吸湿剂为呋喃醇酸。
[0006]优选的，所述聚酰胺酯纤维是将聚酰胺酯切片纺丝后，包覆多巴胺改性硅油制得。
[0007]优选的，所述多巴胺改性硅油是3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与多巴胺反应后再与二甲基二甲氧基硅烷共水解制得。
[0008]优选的，所述呋喃醇酸是多羟基聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐反应制得；所述多羟基聚四氢呋喃是聚四氢呋喃与3
‑
羟甲基
‑3‑
甲基氧杂环丁烷开环聚合反应制得。
[0009]优选的，一种织物用生物基纤维的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将聚酰胺酯切片进行熔融纺丝，制得聚酰胺酯丝；（2）在氮气氛围下，将二甲基二甲氧基硅烷、多巴胺烷氧基硅烷、三乙胺和去离子水按质量比1~3:2~4:1:8~10混合，升温至80~90℃，反应4~6h，降温至55~65℃，减压蒸馏，再升温至110~120℃，平衡8~10h，再次在55~65℃下减压蒸馏，制得多巴胺改性硅油；（3）将聚酰胺酯丝浸没在多巴胺改性硅油中，在100~200rpm、室温下，搅拌反应1~3h，捞出后用去离子水洗涤3~5次，再置于60~70℃的真空干燥箱中干燥，经过集束、拉伸、热定形、卷曲、定形、切断、打包，制得聚酰胺酯纤维；（4）在氮气氛围下，将多羟基聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐按质量比1:9~11混合，油浴升温至95~105℃，在100~200rpm下搅拌反应4~6h，制得呋喃醇酸；（5）将聚酰胺酯纤维浸没在呋喃醇酸中，升温至50~70℃，在50~100rpm下，反应6~8h后捞出，用去离子水洗涤3~5次，烘干，制得织物用生物基纤维。
[0010]优选的，上述步骤（1）中：聚酰胺酯切片的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、三
氧化二锑、亚磷酸三苯酯和水按质量比1:1.2~1.4:0.003~0.05:0.02~0.04:3~5混合打浆，升温至220~240℃，调节压力至150~360kPa，反应2~3h，然后抽真空至压力为30~50Pa，继续反应为50~70min，充氮气调节气压至大气压，加入对苯二甲酸质量0.22~0.24倍的生物基聚酰胺56低聚物，再次抽真空至20~30Pa，反应30~50min后，升温至260~275℃，反应2~3h，制得聚酰胺酯切片。
[0011]优选的，上述步骤（1）中：熔融纺丝时，控制纺丝计量泵供量为700~800g/min，纺丝温度为280~300℃，纺丝速度为800~1000m/min，牵伸倍数为2.0~3.0倍。
[0012]优选的，上述步骤（2）中：多巴胺烷氧基硅烷的制备方法为：将盐酸多巴胺的N,N
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二甲基甲酰胺的饱和溶液升温至40~45℃，在氮气氛围下，以3~5ml/min滴加盐酸多巴胺的N,N
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二甲基甲酰胺的饱和溶液体积0.003~0.006倍的3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，反应4~6h后旋蒸，制得多巴胺烷氧基硅烷。
[0013]优选的，上述步骤（4）中：多羟基聚四氢呋喃的制备方法为：将聚四氢呋喃、二氯甲烷和三氟化硼
·
乙醚络合物按质量比1~5:15~20:0.08混合并搅拌均匀后，降温至0~2℃，以1~3ml/min的速率滴加聚四氢呋喃质量1.8~2.2倍的3
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羟甲基
‑3‑
甲基氧杂环丁烷，继续反应18~24h后，用质量分数为2~4%的碳酸钠溶液终止反应，静置分液并水洗3~5次，减压蒸馏，制得多羟基聚四氢呋喃。
[0014]优选的，所述聚四氢呋喃的制备方法为：在氮气氛围下，将四氢呋喃和乙酸酐按质量比2.4~2.8:0.3~0.5混合，置于冰浴中并搅拌均匀，再加入四氢呋喃质量0.06~0.08倍的高氯酸，搅拌均匀后反应2~3h后，加入去离子水终止反应，在400~800rpm下搅拌20~40min后，转移至
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10~
‑
20℃冷冻至无凝固产物生成，除去液体后，将凝固产物用二氯甲烷溶解，再用去离子水洗涤、静置、分液，将下层液体旋蒸后，加入四氢呋喃质量2~2.3倍的甲醇和四氢呋喃质量0.01~0.02倍的氢氧化钠，升温至70~80℃，回流反应4~5h后，旋蒸，再次用二氯甲烷溶解，并用盐酸调节pH至6.8~7.2，用去离子水洗涤5~8次后，静置分液，将下层旋蒸后，制得聚四氢呋喃。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术制备的织物用生物基纤维，是在聚酰胺酯纤维表面引入吸湿剂制得；吸湿剂为呋喃醇酸；聚酰胺酯纤维是将聚酰胺酯切片纺丝后，包覆多巴胺改性硅油制得；多巴胺改性硅油是3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与多巴胺反应后在于二甲基二甲氧基硅烷共水解制得，异氰酸酯基与多巴胺上的氨基反应生成脲键，水解时不仅在聚酰胺酯丝表面形成稳定的硅氧网络，还能够形成氢键，将多巴胺改性硅油紧密的连接在聚酰胺酯丝表面，增强聚酰胺酯纤维的力学性能；呋喃醇酸是多羟基聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐反应制得，多羟基聚四氢呋喃是聚四氢呋喃与3
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羟甲基
‑3‑
甲基氧杂环丁烷开环聚合反应制得；聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐反应形成具有羟基和羧基的长链二醇，再与3
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羟甲基
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甲基氧杂环丁烷开环聚合，形成长链并带有支链结构的多羟基的呋喃醇酸，在聚酰胺酯纤维表面引入吸湿剂后，呋喃醇酸与多巴胺改性硅油上剩余的氨基继续反应，在聚酰胺酯纤维表面引入引入了大量的亲水基团，使得生物基纤维不仅具有优异的亲水性，还具有较强的耐洗性。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种织物用生物基纤维，其特征在于，所述织物用生物基纤维是在聚酰胺酯纤维表面引入吸湿剂制得；吸湿剂为呋喃醇酸。2.根据权利要求1所述的一种织物用生物基纤维，其特征在于，所述聚酰胺酯纤维是将聚酰胺酯切片纺丝后，包覆多巴胺改性硅油制得。3.根据权利要求2所述的一种织物用生物基纤维，其特征在于，所述多巴胺改性硅油是3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与多巴胺反应后再与二甲基二甲氧基硅烷共水解制得。4.根据权利要求1所述的一种织物用生物基纤维，其特征在于，所述呋喃醇酸是多羟基聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐反应制得；所述多羟基聚四氢呋喃是聚四氢呋喃与3
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羟甲基
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甲基氧杂环丁烷开环聚合反应制得。5.一种织物用生物基纤维的制备方法，其特征在于，所述织物用生物基纤维的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将聚酰胺酯切片进行熔融纺丝，制得聚酰胺酯丝；（2）在氮气氛围下，将二甲基二甲氧基硅烷、多巴胺烷氧基硅烷、三乙胺和去离子水按质量比1~3:2~4:1:8~10混合，升温至80~90℃，反应4~6h，降温至55~65℃，减压蒸馏，再升温至110~120℃，平衡8~10h，再次在55~65℃下减压蒸馏，制得多巴胺改性硅油；（3）将聚酰胺酯丝浸没在多巴胺改性硅油中，在100~200rpm、室温下，搅拌反应1~3h，捞出后用去离子水洗涤3~5次，再置于60~70℃的真空干燥箱中干燥，经过集束、拉伸、热定形、卷曲、定形、切断、打包，制得聚酰胺酯纤维；（4）在氮气氛围下，将多羟基聚四氢呋喃与均苯四甲酸二酐按质量比1:9~11混合，油浴升温至95~105℃，在100~200rpm下搅拌反应4~6h，制得呋喃醇酸；（5）将聚酰胺酯纤维浸没在呋喃醇酸中，升温至50~70℃，在50~100rpm下，反应6~8h后捞出，用去离子水洗涤3~5次，烘干，制得织物用生物基纤维。6.根据权利要求5所述的一种织物用生物基纤维的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中：聚酰胺酯切片的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、三氧化二锑、亚磷酸三苯酯和水按质量比1:1.2~1.4:0.003~0.05:0.02~0.04:3~5混合打浆，升温至220~240℃，调节压力至150~360kPa，反应2~3h，然后抽真空至压力为30~50Pa，继续反应为50~70min，充氮气调节气压至大气压，加入对苯二甲酸质量0.22~0.24倍的生物基聚酰胺56低聚物，再次抽真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳颖，韦开顺，林枢珑，唐辉，于涛，丛茂鹏，朱丹，
申请(专利权)人：江苏恒科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：