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锦纶抗菌纤维的研制.pdf

锦纶抗菌纤维的研制

lishengqiang04
2010-08-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《锦纶抗菌纤维的研制pdf》,可适用于工程科技领域

收稿日期修订日期功能性纺织品及纳米技术应用锦纶抗菌纤维的研制常桂霞,赵焕金(营口职业技术学院,辽宁营口辽宁银珠化纺集团,辽宁营口)摘要 采用共混母粒法和粘附法,分别对锦纶和锦纶进行抗菌防臭加工。研究结果表明:加工时的纺丝温度较常规纺丝温度下降锦纶抗菌纤维的力学性能与普通纤维相同锦纶抗菌纤维对产生脚臭的细菌和产生脚癣的真菌均有抑制作用。关键词 聚酰胺纤维抗微生物整理力学性能试验  中图分类号TQ 文献标识码A 文章编号() 引 言锦纶纤维具有强度高、弹性好、耐磨性好等特点,其主要用途是织袜,但因这种纤维易产生静电,并因静电吸附而使袜子的表面吸尘多,加上人体排出的汗液,极易繁殖细菌,因此开发具有抗菌防臭功能的锦纶纤维是很有实用价值的。目前,对锦纶纤维进行抗菌防臭加工,主要是采用共混纺丝的方法。这种方法要求抗菌剂耐热性和稳定性都要好,且在聚合物中分散均匀。应用共混纺丝技术制备抗菌纤维,目前主要有以下几种方法:~()在聚合时添加抗菌剂。通过优化聚合工艺条件,先合成抗菌改性聚合物,然后再进行熔体纺丝。()制备高抗菌剂含量的抗菌母粒,再将抗菌母粒与切片进行共混纺丝。()将抗菌剂均匀地附着于切片表面,干燥后进行纺丝。本文将分别对锦纶、锦纶采用方法()和方法()进行抗菌防臭加工,以求得到抗菌效果比较理想的抗菌纤维。 实验部分 共混母粒法 原 料锦纶进口切片:相对粘度(硫酸法),含水~μgΠg,TiO含量,可萃取物含量<。 抗菌剂母粒抗菌剂为沸石作载体的银系无机抗菌剂,经分散处理载体树脂为锦纶。母粒中,有效成分《纺织科学研究》占,纺丝添加量为。 设备和仪器干燥机:能力kgΠh,SotralemIndustrie公司(法国)挤出机:EMF,Leonard公司(意大利)纺丝机:(箱体侧吹部分),上海二纺机卷绕机:SWIS,Barmag公司(德国)加弹机:FK,无锡宏源公司。 生产方法将有效抗菌成分为的抗菌母粒按照∶的质量比率,在混合机内与锦纶切片充分混合,然后进行干燥干燥后,将含水量<μgΠg的切片送入螺杆挤出机,在温度~℃、压力MPa的工艺条件下进行纺丝,生产抗菌纤维。 主要工艺参数(参见表)表 主要工艺参数工 序项 目参 数纺丝工序抗菌母粒有效成分()抗菌母粒加入量(kgΠt)POY规格(dtexΠf)Π纤维有效抗菌成分()干燥后切片含水(μgΠg)挤出机温度(℃)~挤出机压力(MPa)熔体管道及纺丝箱体温度(℃)纺丝温度(℃)喷丝头压力(MPa)侧吹风:风速(mΠs)~    温度(℃)    湿度()纺丝油剂:型号F    浓度()    上油率()纺丝张力(cN)卷绕超喂率()卷绕速度(mΠmin)加弹工序POY平衡时间(h)DTY规格(dtexΠf)Π加热温度(℃)拉伸倍数~假捻器:配置    Ra纺丝速度(mΠmin)年第期 粘附法 原 料锦纶,国产切片,主要指标如下:端胺基±molΠt,端羧基±molΠt,分子量万,粘度指数。 抗菌剂喹啉系抗菌剂,外观为淡黄色或棕黄色固体粉末,分解温度在℃以上,熔点℃。将抗菌剂进行研磨,使粒径小于μm,将其配成一定浓度的悬浮水溶液。加入适量的乳化分散剂A,使抗菌剂在水溶液中形成稳定的悬浮液,并改善与切片的附着力。 抗菌切片的制备将一定量、含抗菌剂的悬浮液与普通锦纶切片按一定比例混和均匀,加入转鼓进行真空干燥。切片的干燥工艺,分别如表和图所示。表 切片干燥工艺(真空度mmHg)干燥温度(℃)时 间(h)室温→→→→保温降温到℃左右图 切片的干燥工艺《纺织科学研究》  当温度降至℃左右,测切片含水,满足纺丝要求,出料得到抗菌切片。烘前,普通锦纶切片的分子量为万烘后的分子量为万。 锦纶抗菌纤维的制备将烘干合格的抗菌切片,进行纺丝。设备:A型纺丝机。()纺丝工艺条件:纺速:mΠmin泵供量:gΠmin计量泵转数:rΠmin纺丝正常后:箱体℃放空盒℃熔体温度:℃产品规格:dtex()牵伸工艺:S牵伸机,牵伸倍数,锭速mΠmin()加弹工艺:Vc加弹机,热箱温度℃,锭速×rΠmin。 结果及讨论 共混母粒法 无机银系抗菌剂对纺丝温度的影响当把无机银系抗菌剂加入到成纤高聚物当中时,将会影响高聚物大分子之间的吸引力和大分子链排列的规整性,从而导致纤维熔点降低。因此,纺丝温度较纺常规产品低。实验表明,将纺丝温度控制在~℃为宜。 无机银系抗菌剂对纤维可纺性的影响无机抗菌剂的加入,就相当于聚合物中的机械杂质含量增加,使得飘丝、断头等现象严重,因而影响了可纺性。选择P等型号金属粉作为组件滤材,就可以较好地解决这个问题。另外,适当增加喷丝板孔的长径比,降低弹性内能,使初生纤维的熔体膨胀区形变缩小,可以降低熔体破裂的可能性。实验表明,喷丝板应选择长径比为∶的喷丝孔,用于抗菌纤维生产,可获得较好的可纺性。 无机银系抗菌剂对纺丝速度的影响如果纺丝速度过低,将导致纺丝张力不足而无法正常纺丝卷绕。反之,如果纺丝速度过大,受抗菌剂“污染”的初生纤维又会因承受不了过大的张力而造成卷绕过程中断头缠丝现象严重。因此,将纺丝卷绕速度控制在~mΠmin,既可满足POY物理指标的要求,又可保证抗菌纤维的可纺性要求。 抗菌纤维的力学性能经过辽宁省纤维检验所对抗菌纤维的力学性能进行测定,得到检测结果如表所示。由表可见,用母粒法生产的锦纶抗菌POY纤维,其主要物理指标均可达到常规产品的物性指标要求。年第期表 POY质量指标完成情况项 目目标值完成值线密度CV值()≤断裂强度(cNΠtex)≥断裂伸长()±Uster值()≤网络度(个Πm)±含油率()± 抗菌纤维的抗菌性能对于抗菌纤维的抗菌性和使用安全性,在中国人民解放军卫生监测中心进行了检测。其中,抗菌性检测结果如表所示,锦纶抗菌纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率,均达到以上安全性检测结果为,抗菌纤维织物对皮肤无刺激性、无毒性。表 抗菌纤维的抗菌性检测结果项 目抑制率()大肠杆菌()金苋色葡萄球菌(ATCC)白色念珠菌(ATCC) 粘附法 抗菌剂的影响()抗菌剂粒度对抗菌效果及可纺性的影响喹啉系有机抗菌剂要经过研磨,粒度达到μm以下,可获得好的抗菌效果和可纺性。若粒度太大,就会影响抗菌剂在水中的悬浮稳定性,造成抗菌剂浓度不均匀,影响抗菌效果,并且抗菌剂在熔体中的分布也不均匀,因而严重影响纤维的可纺性和纤维品质的均一性。但是,如果抗菌剂的粒度太小,又会造成研磨困难,且抗菌剂本身由于粒度太小,易发生二次团聚,同样影响悬浮液的稳定性和抗菌剂在切片上附着的均匀性。因此,抗菌剂的粘度直接影响着抗菌效果和可纺性。()抗菌剂的加入对纺丝温度的影响由于抗菌剂的加入,导致纺丝时丝条凝固点的下移。因此,如果对纺丝温度不做适当地调正,丝条就易断,可纺性较差。实验表明,当加入有机喹啉系抗菌剂的切片纺抗菌纤维时,纺丝温度较常规纺丝温度低~℃。()抗菌剂加入量对纤维强度的影响(参见图)如图所示,当抗菌剂加量在~之间时,纤维强力在~cNΠdt之间而当加量超过时,纤维强力就会明显下降。这是因为抗菌剂主要存在于纤维内部,当抗菌剂加量增大时,就会破坏纤维大分子结构的规整性,造成纤维强力下降,纺丝时断头率增多。因此,在正常纺丝时,抗菌剂加在~之间,既能保证好的可纺性,又能保证纤维的抗菌性能。 抗菌纤维的抗菌性能分析《纺织科学研究》图 抗菌剂加入量与纤维强度之间的关系经辽宁省卫生防疫站采用AATCC琼脂平板法(Halotest)~,对锦纶抗菌纤维的抑菌性能进行测定,结果如表所示。表 抗菌纤维的抗菌性能检测结果洗涤前抗菌布的抑菌圈宽度(mm)洗涤次后抗菌布的抑菌圈宽度(mm)大肠杆菌金黄色葡萄球菌绿脓杆菌枯草芽孢杆菌石膏样旋毛菌  注:()实验中采用的菌液浓度为×ppm()抑菌圈宽度是指抗菌纤维布样与培养基上细菌生长之间的宽度。从表中的数据可以看出,锦纶抗菌纤维对产生脚臭的金黄色葡萄球菌、枯草杆菌,以及产生脚癣的石膏样毛癣菌,均有明显的抑制作用。经过标准洗涤次之后,该种纤维仍有抗菌效果。 抗菌纤维的力学性能经辽宁省纤维检验所对抗菌纤维的力学性能进行测定,检测结果如表所示。表 抗菌纤维的力学性能检测检验项目实测值纤度(dtex)强度(cNΠdtex)强度不匀率()伸长率()伸长不匀率()沸水收缩率()染色均匀度(级)纤度不匀率()年第期  表中的数据表明,本项研究在纺丝、牵伸、加弹过程中确定的工艺参数是合理可行的所选用的抗菌剂在纺丝过程中是稳定的,没有引起聚合物降解纤维的力学性能可以达到普通纤维标准。图 锦纶抗菌纤维的染色工艺 锦纶抗菌纤维的染色性能A:酸性染料B:柠檬酸或碳酸氢钠C:平平加D:试样(袜筒)。如图所示,分别用酸性染料、中性染料、分散染料对抗菌纤维进行染色,发现它们对抗菌效果并无特殊影响,而染液的pH值却对抗菌效果有着显著影响。因此,在对抗菌纤维进行染色时,应将染液的pH值控制在中性或弱碱性范围内。 结 论用共混母粒法和粘附法生产的锦纶抗菌纤维,具有抗菌谱宽、抗菌作用强、抗菌效果持久等特点,且制造工艺简单,可以用常规纺丝设备进行生产,纤维的各项物性指标能够达到常规纤维的物性指标要求,应用范围广。参考文献 冯德才,刘小林,杨其,等抗菌剂与抗菌纤维的研究进展J合成纤维工业,,():~ 何娟,苏雪筠载银无机抗菌剂及其应用J广州大学学报(自然科学版),,():~ 李毕忠抗菌纤维及抗菌织物的研制与开发J纺织科学研究,,():~ 吴建华抗菌纤维及其织物的加工技术J合成纤维,,():~ 涂惠芳,吴政抗菌纤维的制备及其抗菌性能的测试J北京服装学院学报,,():~ 姜文侠对抗菌防臭纤维制品抗菌效力评价方法的评论J纺织学报,,():~《纺织科学研究》

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