CN106012098B - 一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法,属于腈纶纤维制备领域。本发明提供了一种将链霉菌接种至培养基,通过筛选改性,得改性菌丝,随后将其与淀粉等混合,制备改性基质,再与聚丙烯腈、甲醛混合,调节pH值,以N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为引发剂,进行接枝改性反应,排出空气搅拌冷却室温,之后经过出料、干燥、卷曲、切断以及打包,从而得到高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法。该方法独特新颖,通过加入微生物做抗菌物,再通过改性淀粉接枝改性,使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能,弥补了腈纶纤维本身的缺陷,且制备工艺简单易行,原料简单易得,成本低,适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明公开了一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法,属于腈纶纤维制备领域。
背景技术
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶具有优良的性能,手感柔软温暖,弹性很好。耐光和耐气候特别优良。一般制成短纤维。可以纯纺或与羊毛混纺。用于制纺织品、针织品、毛毯、帐篷、窗帘和滤布等,由于其性质接近羊毛,故有“合成羊毛”之称。扁平腈纶纤维是一种截面为矩形或接近于矩形的腈纶纤维,扁平腈纶纤维具有特殊的光泽、蓬松性和抗起球性能,并具有良好的后加工效果。手感酷似触摸羽毛和动物毛皮,因此主要用作人造毛皮、绒毛玩具、室内装饰及轿车内的装饰材料等。
腈纶纤维(聚丙烯腈纤维)伸长20%时回弹率仍可保持65%,蓬松卷曲而柔软,保暖性比羊毛高15%,强度比羊毛高1~2.5倍,耐晒性能优良,露天曝晒一年,强度仅下降20%,纤维软化温度190~230℃,能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂,但耐碱性较差,根据不同的用途要求可纯纺或与天然纤维混纺,其纺织品被广泛运用于服装、装饰等领域,虽然腈纶纤维具有优良的保暖性、染色性和仿毛性等特点,但腈纶的吸湿性能差。
随着人们生活水平的提高,个人的卫生和健康受到普遍的关注,而与人们生活密切相关的一些纤维纺织制品也受到了人们的重视,因此,一些腈纶厂家和科研机构进行技术革新。目前,抗菌导电腈纶纤维的制造方法主要分为两种:化学方法和物理方法。化学方法就是将一些具有抗菌特性的化学原料附着在纤维上,使得腈纶具备抗菌特性;物理方法就是在腈纶织物中直接混纺金属,或是利用像铜离子、银离子这些金属离子本身所具有的杀菌特性达到抗菌抗静电的目的。例如:专利号88100556.8就公开了一种含有硫化亚铜和稀土的含聚丙烯腈纤维的抗静电织物,专利号87104625.3公开了一种硫化亚铜导电聚丙烯纤维、纱线、绒线及制备方法,但是硫化亚铜在洗涤和使用过程中容易与纤维脱落,使用效果并不理想。
发明内容
本发明主要解决的技术问题:针对目前常用的腈纶纤维虽具有优良的保暖性、染色性和仿毛性,但吸水性能较差,且在洗涤和使用过程中容易使抗菌材料脱落,导致抗菌效果差的现状,提供了一种将链霉菌接种至培养基,通过筛选改性,得改性菌丝,随后将其与淀粉等混合,制备改性基质,再与聚丙烯腈、甲醛混合,调节pH值,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为引发剂,进行接枝改性反应,排出空气搅拌冷却室温,之后经过出料、干燥、卷曲、切断以及打包,从而得到高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法。该方法独特新颖,通过加入微生物做抗菌物,再通过改性淀粉接枝改性,使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能,弥补了腈纶纤维本身的缺陷,且制备工艺简单易行,原料简单易得,成本低,适合大规模推广应用。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)按重量份数计,取40~50份琼脂、30~35份酵母浸膏、18~22份淀粉、1~2份磷酸氢二钠、0.8~1.2份磷酸二氢钠及16~18份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.0~6.5,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量10~15%,将链霉菌接种至培养基上;
(2)将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为28~30℃,转速为160~200r/min,培养18~22h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在50~55℃下,混合均匀,得改性基质;
(3)按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5,在60~70℃下静置1~2h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2~1.6%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至70~75℃,以170r/min搅拌5~7h;
(4)在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为12~16℃,纺丝速度设定为23~35m/min,凝固浴流量为3500~3800L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.5~1.8,牵伸温度为72~80℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为65~70℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
本发明的应用方法是:将发明制得的腈纶纤维制成衣物,夏天时,人们穿着后出门即可,8~10h后,经检测器检测,本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高45%以上,吸水性为普通腈纶纤维的1~2倍,透气性好,具有广阔的市场前景。
本发明的有益效果是:
(1)本发明方法独特新颖,通过淀粉接枝加上生物酶,起到吸水抗菌作用,使得制得的腈纶纤维具有较高的吸水性能和抗菌性能,弥补了腈纶纤维本身的缺陷;
(2)本发明工艺简便,原料易得,降低了成本,可广泛应用于床上用品、家居装饰等,具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
首先按重量份数计,取40~50份琼脂、30~35份酵母浸膏、18~22份淀粉、1~2份磷酸氢二钠、0.8~1.2份磷酸二氢钠及16~18份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.0~6.5,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量10~15%,将链霉菌接种至培养基上;然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为28~30℃,转速为160~200r/min,培养18~22h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在50~55℃下,混合均匀,得改性基质;随后按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5,在60~70℃下静置1~2h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2~1.6%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至70~75℃,以170r/min搅拌5~7h;最后在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为12~16℃,纺丝速度设定为23~35m/min,凝固浴流量为3500~3800L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.5~1.8,牵伸温度为72~80℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为65~70℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
实例1
首先按重量份数计,取40份琼脂、30份酵母浸膏、18份淀粉、1份磷酸氢二钠、0.8份磷酸二氢钠及16份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.0,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量10%,将链霉菌接种至培养基上;然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为28℃,转速为160r/min,培养18h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在50℃下,混合均匀,得改性基质;随后按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.0,在60℃下静置1h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至70℃,以170r/min搅拌5h;最后在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为12℃,纺丝速度设定为23m/min,凝固浴流量为3500L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.5,牵伸温度为72℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为65℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
本实例操作简单易行,使用时,将发明制得的腈纶纤维制成衣物,夏天时,人们穿着后出门即可,8h后,经检测器检测,本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高46%,吸水性为普通腈纶纤维的1倍,透气性好,具有广阔的市场前景。
实例2
首先按重量份数计,取45份琼脂、33份酵母浸膏、20份淀粉、1.5份磷酸氢二钠、1.0份磷酸二氢钠及17份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.3,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量13%,将链霉菌接种至培养基上;然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为29℃,转速为180r/min,培养20h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在53℃下,混合均匀,得改性基质;随后按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.3,在65℃下静置1.5h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.4%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至73℃,以170r/min搅拌6h;最后在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为14℃,纺丝速度设定为30m/min,凝固浴流量为3700L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.7,牵伸温度为78℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为68℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
本实例操作简单易行,使用时,将发明制得的腈纶纤维制成衣物,夏天时,人们穿着后出门即可,9h后,经检测器检测,本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高47%,吸水性为普通腈纶纤维的1.5倍,透气性好,具有广阔的市场前景。
实例3
首先按重量份数计,取50份琼脂、35份酵母浸膏、22份淀粉、2份磷酸氢二钠、1.2份磷酸二氢钠及18份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.5,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量15%,将链霉菌接种至培养基上;然后将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为30℃,转速为200r/min,培养122h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在55℃下,混合均匀,得改性基质;随后按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.5,在70℃下静置2h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.6%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至75℃,以170r/min搅拌7h;最后在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为16℃,纺丝速度设定为35m/min,凝固浴流量为3800L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.8,牵伸温度为80℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为70℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
本实例操作简单易行,使用时,将发明制得的腈纶纤维制成衣物,夏天时,人们穿着后出门即可,10h后,经检测器检测,本发明制得的高吸水抗菌腈纶纤维比普通腈纶纤维抗菌率提高50%,吸水性为普通腈纶纤维的2倍,透气性好,具有广阔的市场前景。
Claims (1)
1.一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)按重量份数计,取40~50份琼脂、30~35份酵母浸膏、18~22份淀粉、1~2份磷酸氢二钠、0.8~1.2份磷酸二氢钠及16~18份蔗糖,搅拌均匀,使用质量分数为20%磷酸溶液调节pH至6.0~6.5,并在紫外灯下消毒杀菌,即可得培养基,按接种量10~15%,将链霉菌接种至培养基上;
(2)将上述接种后的培养基移至恒温箱中,设定温度为28~30℃,转速为160~200r/min,培养18~22h,使用无菌水淋洗培养基表面直至培养基表面无菌丝,收集淋洗液,得菌丝悬浮液,按质量比5:2:1:1,取菌丝悬浮液、淀粉、乳化氧化物酶及硫氢化钠放入混合机中,在50~55℃下,混合均匀,得改性基质;
(3)按质量比3:1:1,取聚丙烯腈、上述所得的改性基质及甲醛放入容器中,使用质量分数为40%氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5,在60~70℃下静置1~2h后放入反应釜中,向反应釜中加入聚丙烯腈质量1.2~1.6%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺,使用氮气将反应釜内的空气排出,升温至70~75℃,以170r/min搅拌5~7h;
(4)在上述搅拌结束自然冷却至室温,进行出料,将出料物从喷丝板中挤出,在凝固浴中经双扩散形成初生纤维,凝固浴温度为12~16℃,纺丝速度设定为23~35m/min,凝固浴流量为3500~3800L/L,再将初生纤维进行加热牵伸,牵伸倍数为1.5~1.8,牵伸温度为72~80℃,随后将牵伸后的初生纤维进行上油,温度设定为65~70℃,再进行干燥、卷曲、切断及打包,即可得到高吸水性抗菌腈纶纤维。
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