本发明专利技术涉及到一种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维及其制备方法，该方法将合成的甘草次酸化壳聚糖季铵盐制备成纳米粒子，采用浆料技术和机械搅拌使纳米粒子均匀得分散到聚氨酯原液中，然后将纺丝原液进行干法纺丝制得具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维。本发明专利技术的有益效果如下：1.制备成纳米粒子后添加到聚氨酯原液中，解决了甘草次酸化壳聚糖季铵盐与原液相容性差的问题以及其对纤维性能的负面影响，并能提高纤维的断裂强度；2.所述纳米粒子具有两亲性，可在纤维界面处建立电荷通道，使得纤维具有抑制静电产生的作用；3.由于甘草次酸的引入，所得聚氨酯纤维对氧自由基具有明显的清除作用；4.由于季铵基团的引入，纤维的抗菌性能增加。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及到，该方法将合成的甘草次酸化壳聚糖季铵盐制备成纳米粒子，采用浆料技术和机械搅拌使纳米粒子均匀得分散到聚氨酯原液中，然后将纺丝原液进行干法纺丝制得具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维。本专利技术的有益效果如下：1.制备成纳米粒子后添加到聚氨酯原液中，解决了甘草次酸化壳聚糖季铵盐与原液相容性差的问题以及其对纤维性能的负面影响，并能提高纤维的断裂强度；2.所述纳米粒子具有两亲性，可在纤维界面处建立电荷通道，使得纤维具有抑制静电产生的作用；3.由于甘草次酸的引入，所得聚氨酯纤维对氧自由基具有明显的清除作用；4.由于季铵基团的引入，纤维的抗菌性能增加。【专利说明】
本专利技术涉及甘草次酸化壳聚糖季铵盐及其纳米粒子的制备和应用领域，特别是涉及甘草次酸化壳聚糖季铵盐纳米粒子在聚氨酯弹性纤维的应用。尤其是将甘草次酸和甜菜碱引入到壳聚糖分子链的氨基上合成该种功能材料，并制备纳米粒子应用于氨纶。本专利技术制备的聚氨酯弹性纤维具有抗静电、抗氧化、抗菌的多元功能，而且该纳米粒子能提高纤维的断裂强度。
技术介绍
聚氨酯弹性纤维俗称氨纶，具有优异的弹性功能和承受应力，其断裂伸长率通常可以达到400%?800%，经机械变形后，几乎可以完全回复到初始形状，而且具有耐疲劳、耐腐蚀、耐老化、染色性能好的特点。氨纶的出现改变了人类的衣着观念，它可以添加到其他纤维中，另织物大为增色，带来弹性和舒适的衣着感受，有纺织品的“工业味精”的称号，是现代纺织品不可或缺的一种综合性能非常优秀的纤维。然而，随着社会发展和人民生活水平的提高，人们对服用或家用纺织品在功能性方面的要求越来越高，希望有些纺织品具有抗菌、抗静电、抗氧化等功能，而且不改变纤维的其他性质。这就对氨纶添加剂提出了越来越广泛的要求，开发一种功能更为优异和多元、使用更为安全的新型助剂备受氨纶行业研究者的关注。壳聚糖是甲壳动物中甲壳素在浓碱及加热条件下部分脱乙酰化或完全脱乙酰化而得到的线性阳离子聚合物，是地球上第二大天然多糖，来源丰富。作为一种绿色环保材料，壳聚糖无毒、无污染，而且具有许多天然的优良性质，如吸附性、成纤性、吸湿透气性、生物相容性、生物可降解性、抗菌性等，在医疗保健、食品、农业、化工、纺织印染等领域具有很高的应用价值。壳聚糖中的羟基和氨基具有很好的反应活性，可以通过化学改性，如酰化、季铵化、两亲改性、烷基化等引入所需的基团，得到具有多元功能性的壳聚糖衍生物。壳聚糖具有抗菌性，其抗菌性能随着pH值的降低而增强，主要是因为当pH值低于6时，壳聚糖的氨基电离，呈现正电荷，能明显促进壳聚糖分子和细菌细胞壁负离子间的结合，通过破坏细胞膜的正常功能，抑制营养物进入细菌细胞内部，致使菌体死亡。当PH值为7时，壳聚糖由于不带有正电荷而失去抗菌性。而壳聚糖季铵盐由于季铵盐阳离子基团的存在，增加了正电荷的数量，使其不受PH的限制能够发挥抗菌性能，另一方面也大大改善了壳聚糖的水溶性。中国专利CNlO 19299074公开了 一种水溶性的壳聚糖季铵盐抗菌整理剂，该抗菌整理剂是把2，3-环氧烷基二甲基氯化铵和羟甲基丙烯酰胺引入到壳聚糖中，具有良好的水溶性，应用于纤维素抑菌率接近100%，但是其合成方法较为复杂，且无法直接应用于氨纶生产，另外，随着壳聚糖分子链上氨基的取代导致抗氧化性能下降。中国专利CN101974102将果糖和N，N-二乙基乙二胺引入到壳聚糖结构单元的氨基上，该壳聚糖衍生物在水溶液中具有良好的溶解性，并具有抑菌、保湿和抗氧化的作用，但是未提及该材料应用于氨纶行业，而且其与聚氨酯原液的相容性差。甜菜碱是一种无毒的天然季铵型生物碱，具有良好的防霉、杀菌、防腐、抗静电和生物可降解性能。甘草次酸是豆科植物甘草的主要有效成分，不仅具有抗菌、抗炎、抗病毒的作用，而且有显著的抗氧化作用，对-OH及02_具有较强的清除作用，是一种天然高效的自由基清除剂。目前尚未见到将甘草次酸与甜菜碱引入壳聚糖后合成的甘草次酸化壳聚糖季铵盐功能材料，以及由其制备的纳米粒子添加到聚氨酯纺丝原液中得到的具有多元功能性聚氨酯弹性纤维的相关报道和专利。
技术实现思路
技术问题:为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的是提供。根据本专利技术的工艺方法制得的聚氨酯弹性纤维具有优异的抗静电性、抗氧化性及抗菌性，并能提高纤维的断裂强度，且制备方法简单，原料天然环保，具有广阔的行业应用前景。技术方案:本专利技术提供了一种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维，该多元功能性聚氨酯弹性纤维包括功能性纳米粒子及聚氨酯弹性纤维，所述的功能性纳米粒子由甘草次酸化壳聚糖季铵盐制得，该纳米粒子的添加量相对于聚氨酯原液的固含量为0.5wt%~10wt%o其中，所述聚氨酯为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚-聚酯型聚氨酯中的任一种聚氨酯。本专利技术所述的甘草次酸化壳聚糖季铵盐是把甘草次酸和甜菜碱分别接枝到壳聚糖上而合成的，其化学结构式如下:【权利要求】1.一种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维，其特征在于:该种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维包括功能性纳米粒子及聚氨酯弹性纤维，所述的功能性纳米粒子由甘草次酸化壳聚糖季铵盐制得，该纳米粒子的添加量相对于聚氨酯原液的固含量为0.5wt%~10wt%。2.根据权利要求1所述的具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维，其特征在于:所述的甘草次酸化壳聚糖季铵盐是把甘草次酸和甜菜碱分别接枝到壳聚糖上而合成的，其化学结构式如下:3.根据权利要求1所述的具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维，其特征在于:所述聚氨酯为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚-聚酯型聚氨酯中的任一种聚氨酯。4.一种如权利要求1所述的具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 1)由聚四亚甲基醚二醇、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯在N，N- 二甲基乙酰胺溶液中进行预聚反应，然后经乙二胺、1，2-丙二胺和二乙胺的混合物进行扩链反应得到聚氨酯原液； 2)合成甘草次酸化壳聚糖季铵盐，并制备成纳米粒子； 3)将甘草次酸化壳聚糖季铵盐纳米粒子、N，N-二甲基乙酰胺、抗紫外助剂UV-320、染色助剂SAS、消光剂二氧化钛和润滑剂硬脂酸镁与一部分上述聚氨酯原液在研磨机中充分混合形成低粘度的添加剂浆料，再将其加入到聚氨酯原液中制备纺丝原液； 4)将上述纺丝原液熟化后进行干法纺丝，得到聚氨酯弹性纤维。5.根据权利要求4所述的具有多元功能性聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于:所述步骤I)中聚四亚甲基醚二醇和4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1: 1.5~I: 2.5，乙二胺与1,2-丙二胺的摩尔比为9:1~2: 1，二乙胺占聚四亚甲基醚二醇的质量比为0.30wt%~0.55wt%06.根据权利要求4所述的具有多元功能性聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于:所述步骤2)中甘草次酸化壳聚糖季铵盐的合成方法是:首先将壳聚糖和甜菜碱一起溶于稀醋酸溶液中，调节其pH在4.0~6.0，加入催化剂2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1，2- 二氢喹啉EEDQ混合搅拌反应6~24h后，用浓盐酸酸化，即得中间产物，再将中间产物透析后调节pH为1.5~4.0，然后向上述溶液中加入用1- (3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC ? HCl和N-羟基琥珀酰亚胺N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维，其特征在于：该种具有多元功能性的聚氨酯弹性纤维包括功能性纳米粒子及聚氨酯弹性纤维，所述的功能性纳米粒子由甘草次酸化壳聚糖季铵盐制得，该纳米粒子的添加量相对于聚氨酯原液的固含量为0.5wt%～10wt%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚翔，周建军，梁红军，席青，费长书，刘亚辉，温作杨，
申请(专利权)人：浙江华峰氨纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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