一种抗菌涤纶纤维及其制备方法与流程

本发明涉及涤纶纤维，具体为一种抗菌涤纶纤维及其制备方法。

背景技术：

1、纤维广泛应用于在增强材料、纺织品、服装面料等方面，其中聚酯涤纶纤维具有很好的抗皱性、回弹性、耐磨等性能，应用十分广泛；但是涤纶纤维及其纺织品面料的亲水吸湿性不好，不具有很好的抗菌性能。为了拓展涤纶纤维在抗菌和医疗卫生材料等方面的应用，需要提高涤纶纤维抗菌、亲水吸湿和断裂强度等性能。

2、壳聚糖具有很好的抗菌性能，并且生物相容性好，无毒无污染，广泛应用在纤维材料和纺织品面料方面，并且相比于普通壳聚糖，季铵盐壳聚糖具有更好的抗菌性能。将壳聚糖与棉纤维、绢丝、聚酯等进行共混纺丝，可以得到性能优良的复合纤维材料。但是壳聚糖与聚酯的相容性较差，纺丝后壳聚糖在纤维中会产生相分离现象，影响纤维的性能。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：制备了一种具有亲水吸湿率高，抗菌性能好，断裂强度大的涤纶纤维。

2、本发明的提供技术方案是：

3、一种抗菌涤纶纤维的制备方法：步骤(1)：向反应容器中加入n,n-二甲基甲酰胺、羧甲基壳聚糖、对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)，搅拌均匀后通入氮气，加入六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，控制反应温度为70-85℃，时间为2-4h，反应后将溶液倒入进乙醇中进行沉淀，过滤，水和乙醇洗涤，得到叔胺-酯基聚合物改性壳聚糖。

4、对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)的结构式为：

5、

6、步骤(2)：向反应容器中加入n,n-二甲基甲酰胺、叔胺-酯基聚合物改性壳聚糖、烷基溴化合物，反应后将溶液倒入进乙醇中进行沉淀，过滤，乙醇洗涤，得到季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖。

7、步骤(3)：将季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖、聚对苯二甲酸乙二醇酯在双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒，然后将料粒在熔融纺丝机中进行纺丝；得到的纤维在拉伸机中拉伸处理，得到抗菌涤纶纤维。

8、其中，步骤(1)中羧甲基壳聚糖、对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)、六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的比例为1g:(2-10)g:(0.8-4)g:(0.003-0.012)g。

9、其中，步骤(2)中叔胺-酯基聚合物改性壳聚糖、烷基溴化合物的比例为1g:(1.4-8.5)g；烷基溴化合物为1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十四烷、1-溴十五烷、1-溴十六烷中的任一种。

10、其中，步骤(2)中控制反应温度为120-140℃，时间为反应36-48h。

11、其中，步骤(3)中季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖、聚对苯二甲酸乙二醇酯的比例为(0.01-0.12)g:1。

12、其中，步骤(3)中双螺杆挤出机的螺杆温度230-240℃，螺杆转速设为25-40r/min；熔融纺丝机控制纺丝温度为265-280℃，纺丝速率为500-750m/min；拉伸机的热盘温度控制为80-90℃，控制牵伸倍数为2.5-3倍。

13、其中，对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)的制备方法为：向反应容器中加入乙腈溶剂、对苯二(甲酸酯乙基溴)、n-甲基-2-羟基乙胺、催化剂，在15-25℃中反应2-4h，浓缩溶剂，产物在乙酸乙酯中重结晶，得到对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)。

14、其中，对苯二(甲酸酯乙基溴)、n-甲基-2-羟基乙胺、催化剂的比例为1g:(0.42-0.55)g:(0.58-0.66)g。其中，催化剂为三乙胺或n,n-二异丙基乙胺。

15、本发明的技术效果是：以羧甲基壳聚糖作为聚合反应位点，利用含有二羟基的对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)，与六亚甲基二异氰酸酯在羧甲基壳聚糖分子链中进行原位接枝聚合反应，得到叔胺-酯基聚合物改性壳聚糖，然后引入的叔胺基团再与烷基溴化合物进行季铵化反应，得到季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖，其分子链中含有与聚对苯二甲酸乙二醇酯相似的对苯二甲酸酯结构单元使得两者均匀很好的界面相容性，熔融纺丝后，季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖可以均匀的分散在涤纶纤维基体中，不会影响涤涤纶纤维的断裂强度。

16、季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖含有亲水性的羧甲基壳聚糖结构，以及季铵盐亲水阳离子基团，可以有效改善涤纶纤维及其织物面料的亲水性，吸湿回潮率有明显提高。并且含有季铵盐抗菌基团，均匀的分布在涤纶纤维基体中，显著提高了涤纶纤维织物面料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。

技术特征：

1.一种抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中羧甲基壳聚糖、对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)、六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的比例为1g:(2-10)g:(0.8-4)g:(0.003-0.012)g。

3.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中控制反应温度为70-85℃，时间为2-4h。

4.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中叔胺-酯基聚合物改性壳聚糖、烷基溴化合物的比例为1g:(1.4-8.5)g；烷基溴化合物为1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十四烷、1-溴十五烷、1-溴十六烷中的任一种。

5.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中控制反应温度为120-140℃，时间为反应36-48h。

6.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中季铵盐-酯基聚合物改性壳聚糖、聚对苯二甲酸乙二醇酯的比例为(0.01-0.12)g:1。

7.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中双螺杆挤出机的螺杆温度230-240℃，螺杆转速设为25-40r/min；熔融纺丝机控制纺丝温度为265-280℃，纺丝速率为500-750m/min；拉伸机的热盘温度控制为80-90℃，控制牵伸倍数为2.5-3倍。

8.根据权利要求1所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)的制备方法为：向反应容器中加入乙腈溶剂、对苯二(甲酸酯乙基溴)、n-甲基-2-羟基乙胺、催化剂，在15-25℃中反应2-4h，浓缩溶剂，产物在乙酸乙酯中重结晶，得到对苯二(甲酸酯-n-甲基羟乙胺)。

9.根据权利要求8所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述对苯二(甲酸酯乙基溴)、n-甲基-2-羟基乙胺、催化剂的比例为1g:(0.42-0.55)g:(0.58-0.66)g。

10.根据权利要求9所述的抗菌涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺或n,n-二异丙基乙胺。

技术总结本发明涉及涤纶纤维技术领域，且公开了一种抗菌涤纶纤维及其制备方法，季铵盐‑酯基聚合物改性壳聚糖，其分子链中含有与聚对苯二甲酸乙二醇酯相似的对苯二甲酸酯结构单元，使得两者均匀很好的界面相容性，熔融纺丝后，季铵盐‑酯基聚合物改性壳聚糖可以均匀的分散在涤纶纤维基体中，不会影响涤纶纤维的断裂强度。季铵盐‑酯基聚合物改性壳聚糖含有亲水性的羧甲基壳聚糖结构，以及季铵盐亲水阳离子基团，可以有效改善涤纶纤维及其织物面料的亲水性，吸湿回潮率。并且含有季铵盐抗菌基团，均匀的分布在涤纶纤维基体中，显著提高了涤纶纤维织物面料的抑菌性能。技术研发人员：徐卫宏受保护的技术使用者：江苏九州纺织有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29