一种高强度抗静电纤维的制备方法与流程

文档序号:12110582阅读:415来源:国知局

本发明涉及一种高强度抗静电纤维的制备方法,属于抗静电纤维制备技术领域。



背景技术:

抗静电纤维是一种不易积聚静电荷的化学纤维。抗静电纤维的主要有抗静电涤纶、抗静电腈纶、抗静电丙纶等。目前,抗静电纤维的制备方法主要有三种:一是将纤维或者织物浸渍于抗静电剂中,或者是在其表面涂覆表面活性剂类抗静电剂,这种方法操作简单,但是获得的抗静电纤维经过水洗或者干洗后抗静电剂易于脱落,抗静电持久性较差;二是在纤维的制备过程中加入炭黑、金属或者是金属氧化物,制成抗静电纤维,这种方法制成的抗静电纤维性能稳定、效果优异、耐久性强、不受气候等条件的影响,但是在加工过程中纤维的可纺性降低,同时制得的抗静电纤维力学性能差,透明度低;三是将基体聚合物与某些具有特定抗静电性能的高分子化合物进行接枝共聚,或是在高分子材料的加工过程中加入高分子抗静电剂,这种方法制得的抗静电纤维具有良好的热稳定性、抗静电性和良好的耐久性,但抗静电剂与基体聚合物的相容性差。总结出现有的抗静电纤维存在以下问题:表面涂覆得到的抗静电纤维抗静电效果耐久性差;添加无机类或金属类抗静电成分降低了纤维的可纺性和可染性;亲水性高分子抗静电剂与基体相容性差,导致纺丝过程中断头等问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对由于抗静电剂与基体相容性差,导致制得的抗静电纤维耐久性差,纺丝过程中易断头的弊端,提供了一种通过将蒙脱石进行高温和机械活化,并辅以硫酸铜及木薯淀粉,对其表面进行改性,再通过以拔节期小麦叶作为诱导营养源,以氯化锌为诱导物,对恶臭假单胞菌进行诱导培养,获得所需菌种,通过菌种对过筛颗粒进行诱导,增加与基体得相容性,再与酒石酸、硝酸钙、氧化锑等混合提高抗静电性,得抗静电剂,最后与聚对苯二甲酸乙二醇酯等物质混合,从而制备得高强度抗静电纤维的方法。本发明制备步骤简单,抗静电剂与基体相容性好,有效提高了抗静电纤维耐久性,纺丝过程中无断头现象出现,强度高。

为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:

(1)取蒙脱石放入煅烧炉中,设定温度为600~700℃,煅烧1~2h,再将煅烧后的蒙脱石与其质量1.3~1.9%的硫酸铜、其质量2.6~3.2%的木薯淀粉放入球磨机中,按球料比18:1,加入直径为20mm的钢球,设定转速为300~400r/min,球磨1~2h后,将球磨混合物过200目筛,收集过筛颗粒,备用;

(2)按重量份数计,取40~45份酵母浸膏、26~28份蔗糖、14~16份拔节期小麦叶、2~6份硫酸镁、0.9~1.3份磷酸氢二钾及0.3~0.8份氯化锌,放入搅拌机中,以500r/min搅拌20~25min,随后将搅拌混合物放入高温灭菌炉中,杀菌消毒,得培养基;

(3)按接种量10~15%,将恶臭假单胞菌接种至上述培养基,再将培养基移至恒温培养箱中,设定温度为25~30℃,保持恒温培养箱中氧气体积含量为45~50%,培养18~24h,在培养过程中,每4~6h,使用X射线仪照射培养基2~3s,培养结束后,将培养基取出,以1mL/s速率使用无菌水冲洗培养基表面,收集冲洗液;

(4)按重量份数计,取40~45份上述冲洗液、22~26份步骤(1)备用过筛颗粒、4~6份葡萄糖、4~9份酒石酸、1~3份硝酸钙及0.6~0.8份氧化锑,放入容器中,对容器加热至30~34℃,以120r/min搅拌2~3h后,再加入过筛颗粒质量1.2~1.6%的丙烯酰胺,继续搅拌3~4h后,过滤,收集滤渣,并放入风干机中风干,得抗静电剂;

(5)按重量份数计,取26~29份聚对苯二甲酸乙二醇酯、8~11份四氢呋喃均聚醚及6~9份上述抗静电剂放入造粒机中,设定温度为180~200℃,进行造粒,得抗静电母粒,将其与聚对苯二甲酸乙二醇酯按质量比1:8~1:6,混合均匀,放入纺丝机中,设定温度为210~230℃,以270~310m/min进行拉丝,得高强度抗静电纤维。

本发明制得的高强度抗静电纤维断裂伸长率为30.9~32.1%,比电阻为2.3×104~4.2×105Ω·cm,断裂强度为5.05~6.55cN/dtex,干收缩率为4.8~5.0%。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明制备步骤简单,抗静电剂与基体相容性好,所得抗静电纤维抗静电耐久性好;

(2)纺丝过程中无断头现象出现,强度高。

具体实施方式

首先取蒙脱石放入煅烧炉中,设定温度为600~700℃,煅烧1~2h,再将煅烧后的蒙脱石与其质量1.3~1.9%的硫酸铜、其质量2.6~3.2%的木薯淀粉放入球磨机中,按球料比18:1,加入直径为20mm的钢球,设定转速为300~400r/min,球磨1~2h后,将球磨混合物过200目筛,收集过筛颗粒,备用;按重量份数计,取40~45份酵母浸膏、26~28份蔗糖、14~16份拔节期小麦叶、2~6份硫酸镁、0.9~1.3份磷酸氢二钾及0.3~0.8份氯化锌,放入搅拌机中,以500r/min搅拌20~25min,随后将搅拌混合物放入高温灭菌炉中,杀菌消毒,得培养基;再按接种量10~15%,将恶臭假单胞菌接种至上述培养基,再将培养基移至恒温培养箱中,设定温度为25~30℃,保持恒温培养箱中氧气体积含量为45~50%,培养18~24h,在培养过程中,每4~6h,使用X射线仪照射培养基2~3s,培养结束后,将培养基取出,以1mL/s速率使用无菌水冲洗培养基表面,收集冲洗液;然后按重量份数计,取40~45份上述冲洗液、22~26份备用过筛颗粒、4~6份葡萄糖、4~9份酒石酸、1~3份硝酸钙及0.6~0.8份氧化锑,放入容器中,对容器加热至30~34℃,以120r/min搅拌2~3h后,再加入过筛颗粒质量1.2~1.6%的丙烯酰胺,继续搅拌3~4h后,过滤,收集滤渣,并放入风干机中风干,得抗静电剂;最后按重量份数计,取26~29份聚对苯二甲酸乙二醇酯、8~11份四氢呋喃均聚醚及6~9份上述抗静电剂放入造粒机中,设定温度为180~200℃,进行造粒,得抗静电母粒,将其与聚对苯二甲酸乙二醇酯按质量比1:8~1:6,混合均匀,放入纺丝机中,设定温度为210~230℃,以270~310m/min进行拉丝,得高强度抗静电纤维。

实例1

首先取蒙脱石放入煅烧炉中,设定温度为600℃,煅烧1h,再将煅烧后的蒙脱石与其质量1.3%的硫酸铜、其质量2.6%的木薯淀粉放入球磨机中,按球料比18:1,加入直径为20mm的钢球,设定转速为300r/min,球磨1h后,将球磨混合物过200目筛,收集过筛颗粒,备用;按重量份数计,取40份酵母浸膏、26份蔗糖、14份拔节期小麦叶、2份硫酸镁、0.9份磷酸氢二钾及0.3份氯化锌,放入搅拌机中,以500r/min搅拌20min,随后将搅拌混合物放入高温灭菌炉中,杀菌消毒,得培养基;再按接种量10%,将恶臭假单胞菌接种至上述培养基,再将培养基移至恒温培养箱中,设定温度为25℃,保持恒温培养箱中氧气体积含量为45%,培养18h,在培养过程中,每4h,使用X射线仪照射培养基2s,培养结束后,将培养基取出,以1mL/s速率使用无菌水冲洗培养基表面,收集冲洗液;然后按重量份数计,取40份上述冲洗液、22份过筛颗粒、4份葡萄糖、4份酒石酸、1份硝酸钙及0.6份氧化锑,放入容器中,对容器加热至30℃,以120r/min搅拌2h后,再加入过筛颗粒质量1.2%的丙烯酰胺,继续搅拌3h后,过滤,收集滤渣,并放入风干机中风干,得抗静电剂;最后按重量份数计,取26份聚对苯二甲酸乙二醇酯、8份四氢呋喃均聚醚及6份上述抗静电剂放入造粒机中,设定温度为180℃,进行造粒,得抗静电母粒,将其与聚对苯二甲酸乙二醇酯按质量比1:8,混合均匀,放入纺丝机中,设定温度为210℃,以270m/min进行拉丝,得高强度抗静电纤维。本发明制备步骤简单,抗静电剂与基体相容性好,所得抗静电纤维抗静电耐久性好;纺丝过程中无断头现象出现,强度高;制得的高强度抗静电纤维断裂伸长率为30.9%,比电阻为2.3×104Ω·cm,断裂强度为5.05cN/dtex,干收缩率为4.8%。

实例2

首先取蒙脱石放入煅烧炉中,设定温度为650℃,煅烧2h,再将煅烧后的蒙脱石与其质量1.6%的硫酸铜、其质量2.9%的木薯淀粉放入球磨机中,按球料比18:1,加入直径为20mm的钢球,设定转速为350r/min,球磨2h后,将球磨混合物过200目筛,收集过筛颗粒,备用;按重量份数计,取43份酵母浸膏、27份蔗糖、15份拔节期小麦叶、4份硫酸镁、1.1份磷酸氢二钾及0.6份氯化锌,放入搅拌机中,以500r/min搅拌23min,随后将搅拌混合物放入高温灭菌炉中,杀菌消毒,得培养基;再按接种量13%,将恶臭假单胞菌接种至上述培养基,再将培养基移至恒温培养箱中,设定温度为28℃,保持恒温培养箱中氧气体积含量为48%,培养21h,在培养过程中,每5h,使用X射线仪照射培养基3s,培养结束后,将培养基取出,以1mL/s速率使用无菌水冲洗培养基表面,收集冲洗液;然后按重量份数计,取43份上述冲洗液、24份备用过筛颗粒、5份葡萄糖、7份酒石酸、2份硝酸钙及0.7份氧化锑,放入容器中,对容器加热至32℃,以120r/min搅拌3h后,再加入过筛颗粒质量1.4%的丙烯酰胺,继续搅拌4h后,过滤,收集滤渣,并放入风干机中风干,得抗静电剂;最后按重量份数计,取28份聚对苯二甲酸乙二醇酯、10份四氢呋喃均聚醚及7份上述抗静电剂放入造粒机中,设定温度为190℃,进行造粒,得抗静电母粒,将其与聚对苯二甲酸乙二醇酯按质量比1:7,混合均匀,放入纺丝机中,设定温度为220℃,以290m/min进行拉丝,得高强度抗静电纤维。本发明制备步骤简单,抗静电剂与基体相容性好,所得抗静电纤维抗静电耐久性好;纺丝过程中无断头现象出现,强度高;制得的高强度抗静电纤维断裂伸长率为31.5%,比电阻为0.1×105Ω·cm,断裂强度为5.75cN/dtex,干收缩率为4.9%。

实例3

首先取蒙脱石放入煅烧炉中,设定温度为700℃,煅烧2h,再将煅烧后的蒙脱石与其质量1.9%的硫酸铜、其质量3.2%的木薯淀粉放入球磨机中,按球料比18:1,加入直径为20mm的钢球,设定转速为400r/min,球磨2h后,将球磨混合物过200目筛,收集过筛颗粒,备用;按重量份数计,取45份酵母浸膏、28份蔗糖、16份拔节期小麦叶、6份硫酸镁、1.3份磷酸氢二钾及0.8份氯化锌,放入搅拌机中,以500r/min搅拌25min,随后将搅拌混合物放入高温灭菌炉中,杀菌消毒,得培养基;再按接种量15%,将恶臭假单胞菌接种至上述培养基,再将培养基移至恒温培养箱中,设定温度为30℃,保持恒温培养箱中氧气体积含量为50%,培养24h,在培养过程中,每6h,使用X射线仪照射培养基3s,培养结束后,将培养基取出,以1mL/s速率使用无菌水冲洗培养基表面,收集冲洗液;然后按重量份数计,取45份上述冲洗液、26份备用过筛颗粒、6份葡萄糖、9份酒石酸、3份硝酸钙及0.8份氧化锑,放入容器中,对容器加热至34℃,以120r/min搅拌3h后,再加入过筛颗粒质量1.6%的丙烯酰胺,继续搅拌4h后,过滤,收集滤渣,并放入风干机中风干,得抗静电剂;最后按重量份数计,取29份聚对苯二甲酸乙二醇酯、11份四氢呋喃均聚醚及9份上述抗静电剂放入造粒机中,设定温度为200℃,进行造粒,得抗静电母粒,将其与聚对苯二甲酸乙二醇酯按质量比1:6,混合均匀,放入纺丝机中,设定温度为230℃,以310m/min进行拉丝,得高强度抗静电纤维。本发明制备步骤简单,抗静电剂与基体相容性好,所得抗静电纤维抗静电耐久性好;纺丝过程中无断头现象出现,强度高;制得的高强度抗静电纤维断裂伸长率为32.1%,比电阻为4.2×105Ω·cm,断裂强度为6.55cN/dtex,干收缩率为5.0%。

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