一种植物功能前驱体及其在抗静电腈纶纤维中的应用的制作方法

本发明属于纤维，具体涉及一种植物功能前驱体及其在抗静电腈纶纤维中的应用。

背景技术：

1、腈纶是由含量大于85％(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维，其产量在合成纤维中仅次于涤纶和锦纶。腈纶性能极似羊毛，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15％，有合成羊毛之称，已广泛应用于服饰、家纺、婴童用品等，多用于秋冬季。

2、腈纶在穿着过程中纤维间相互摩擦，极易形成电荷堆积，产生静电，且其纤维抗弯曲强，纤维不易脱落，摩擦容易起毛起球，影响穿着美观，也容易产生微塑料，破坏环境。腈纶结构相对松散，造成了所作织物不透气的缺点，在穿着过程中容易汗液积聚，滋生细菌，影响人体皮肤健康。此外，随着消费理念的升级，人们对纺织品的功能提出更高的要求，既需要保证使用寿命又能有效地阻止病原微生物传播，对于秋冬季纺织品的需求不仅只是防寒保暖，收集人体所散发的辐射能并转化为热能，完成自发热的材料是近年研发的热点。

3、目前关于腈纶抗菌、抗起球性能、发热改进的技术大多单一，无法同时满足多功能性的要求。因此，如何生产具有抗菌抗起球远红外发热功能的腈纶，是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种植物功能前驱体及其在抗静电腈纶纤维中的应用，使得腈纶纤维具有良好的抗菌、抗起球及远红外升温性能的同时还具有良好的抗静电、高吸湿、易染色性能。

2、为解决以上技术问题，本发明提供了一种植物功能前驱体，以前驱单体溶液滴入植物源粉体溶液中可构建形成球形溶胶凝胶，并悬浮于溶剂中，前驱单体均匀包覆于植物源粉体，经干燥后去除溶剂，形成具有蜂窝结构的球状材料。

3、本发明还提供了一种植物功能前驱体在抗静电腈纶纤维中的应用，将丙烯腈、醋酸乙烯和植物功能前驱体混合进行聚合反应得到纺丝原液后，再将纺丝原液在氮气保护下搅拌、过滤、脱泡得到复合纺丝液，将复合纺丝液加热后从喷丝板中挤出形成初生纤维，初生纤维经低温辐射、水洗、牵伸、上油、烘干、定型形成抗静电腈纶纤维。

4、所述腈纶纤维纤度为0.5dtex～2.0dtex，干断裂强度≥3.0cn/dtex，纤维回潮率为5％～8％，上染率为80％～90％，蓬松度为20～25cm3/g，抗起球能性能为4～5级。

5、所述制备方法具体包括以下步骤：

6、s1、制备植物功能前驱体

7、将植物源粉体加入到碱性溶液中，充分搅拌后滴入前驱单体溶液，滴速为1～2d/s，常温搅拌30～60min，转速为1500-2000r/min，搅拌后静置，干燥6～12h后粉碎，得到植物功能前驱体。

8、优选的，所述植物源粉体为紫杉醇、丁香提取物、青蒿提取物、绿原酸、葡萄提取物、甜橙提取物、蒲公英提取物、水溶生姜提取物一种或多种。

9、更优选的，所述植物源粉体为紫杉醇。

10、优选的，所述植物源粉体的粒径200～500nm。

11、优选的，所述碱性溶液的溶质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、一水合氨的一种或多种，溶剂为水或乙醇中的一种或多种；所述碱性溶液浓度为1～15wt％。

12、优选的，所述前驱单体溶液中溶质为纳米纤维素、胶原蛋白、大豆蛋白、酚醛树脂-六亚甲基四胺、正硅酸乙酯中的一种或多种；溶剂为二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、甲醛、乙醇、水中的一种或多种。

13、优选的，所述植物源粉体与前驱单体的质量比为1：2～5；所述植物功能前驱体中植物源粉体的质量百分比为20～30wt％。

14、优选的，所述植物源功能前驱体的粒径≤1um。

15、优选的，所述干燥的条件为抽真空条件-0.1～-0.02mpa，温度为-50℃～-10℃。

16、以前驱单体溶液滴入植物源粉体溶液中可构建形成球形溶胶凝胶，并悬浮于溶剂中，前驱单体均匀包覆于植物源粉体，经干燥后去除溶剂，形成具有蜂窝结构的球状材料，即植物功能前驱体。

17、植物功能前驱体中的植物源粉体分子经后续辐射后可与丙烯腈交联，增加抗起球效果，提高吸湿性；植物功能前驱体中的前驱单体的结构中含有孤对电子，可以能级跃迁，发射远红外或吸收远红外并升温发热。采用低温真空干燥保证球状结构完整，且纳米尺寸稳定。植物功能前驱体的蜂窝球状纳米结构可以有效弥补腈纶纤维纺丝过程中的微小缺陷，提高纤维强力。

18、同时，以前驱单体包覆植物源粉体，可以延长抗菌效果，同时两者具有协同作用，纳米级尺寸的植物源粉体及植物源功能前驱体的粒径小于细菌尺寸，进一步有效抑菌。

19、s2、制备复合纺丝液

20、将丙烯腈、醋酸乙烯、植物功能前驱体混合进行聚合反应后得到纺丝原液，在氮气保护下搅拌、过滤、脱泡得到复合纺丝液。

21、优选的，所述丙烯腈、醋酸乙烯和植物功能前驱体的质量比为8～10:0.8～1.1:2～10。

22、优选的，所述聚合反应的溶剂为浓度为40～50wt％的硫氰酸钠水溶液。

23、优选的，所述聚合反应的温度为45～60℃，时间为50～60min。

24、优选的，所述聚合反应采用的引发剂为偶氮二异丁腈，所述偶氮二异丁腈的加入量为丙烯腈的0.8～1.15wt％。

25、s3、纺丝

26、将复合纺丝液加热后从喷丝板中挤出形成初生纤维，初生纤维经辐射、水洗、牵伸、上油、烘干、定型后得到抗静电腈纶纤维。

27、优选的，所述加热的温度为80～90℃。

28、优选的，所述辐射为电子加速、co-60辐射、伽马射线辐照中的一种或多种；所述辐射的辐射量为21～60kgy，辐射温度为10～40℃；辐射时间为30～120s。

29、优选的，所述水洗的温度为60～90℃，水洗流量为2500～3500l/h。

30、优选的，所述牵伸的牵伸倍数为3.5～6倍，速度为30～60m/min。

31、腈纶纤维起球的原因主要是由于纤维刚性过强，且聚丙烯腈分子支链的c≡n键分子能较高，不易改性，易形成毛羽，经过摩擦后毛羽易勾结成球。而植物源粉体中含有天然的具有桥头双键的物质，通过辐射后可以有效与聚丙烯腈分子支链的c≡n接枝、交联，减少支链数量；同时，桥头类物质结构可以有效保证腈纶纤维的空间蓬松结构，增加其保暖率。此外，植物源粉体中含有多糖、磺酸基、有机酸、多酚等亲水性物质，辐射后与c≡n键反应，提高腈纶纤维的吸湿性和染料亲和力，增强纤维的上染率。

32、采用低温辐射，保证连续化生产，且低温不影响纤维强力及白度，同时经过辐射加工后纤维内部的分子取向度提高，有利于纤维的强度；此外，采用辐射接枝、交联不需要再加入交联剂，提高纤维的纯度。

33、由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果是：

34、1、采用植物功能前驱体制备的腈纶纤维，纤维的纤度为0.5dtex～2.0dtex，干强≥3.0cn/dtex，纤维回潮率为5％～8％，上染率为80％～90％，蓬松度为20～25cm3/g。

35、2、采用植物功能前驱体制备的腈纶纤维，可以发射远红外线，并且吸收人体所发出的远红外线并升温，远红外发射率高达0.93(按照《gb/t 30127-2013》测定)，30min内远红外最高升温为4～15℃，平均升温为3～8℃。

36、3、本发明制备的腈纶纤维具有抗静电效果，比电阻低至5.0×105，低于普通腈纶纤维。

37、4、本发明制备的腈纶纤维抗起球能性能为4～5级(按照《gb/t4802.1-2008》测定)。

38、5、以前驱单体包覆植物源粉体制成植物功能前驱体，再经低温辐射制备成腈纶纤维，在洗涤过程中植物源有效成分流失少，洗涤50次，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、莫拉氏菌抑菌率均≥90％(按照《gb/t 20944.3-2008》测定)，抑菌损失率小。