本发明属于纺丝技术领域，具体涉及一种海藻涤纶长纤维及其制备方法。
背景技术：
涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二酯纤维，简称聚酯纤维，涤纶是这种纤维在我国的商品名称。它是以精对苯二甲酸(pta)和乙二醇(eg)为原料经酯化和缩聚反应而制得的成纤高聚物—聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，经纺丝和后处理制成的纤维，在服装面料领域，具有广泛的应用。
海藻是一种纯天然的海洋生物产品，内含有藻胶酸，粗蛋白，多种维生素，酶和微量元素等。海藻纤维具有良好的生物相容性、自身高吸湿性、生物降解及高透氧性等典型的优异性能，除此之外，还具有优异的抑菌抗菌性，制备含海藻提取物的纤维在民用服装、日化及卫生用品领域有着巨大的市场应用前景，但是在制备过程中，发现海藻提取物提取效率低，同时在制备过程中易发生碳化变质，影响制品品质。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种海藻涤纶长纤维及其制备方法，以实现以下发明目的：
1、提高海藻提取物提取效率
2、提升抗菌功效
3、延长抗菌时间
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种海藻涤纶长纤维制备方法，其特征在于，所述涤纶长纤维，海藻提取物含量为0.1-3%；
所述制备方法，包括海藻提取物的制备、含海藻提取物的功能改性剂的制备、聚酯功能性颗粒的制备、混炼和纺丝成型步骤；
所述海藻提取物的制备，包括抽提和发酵步骤；所述抽提，抽提液是将磷酸氢二钾与磷酸二氢钾溶解于乙醇中制得的ph为7.8-8.2的磷酸盐缓冲液；
所述发酵，包括向浓缩液中接种复核生物酶，发酵温度30-35℃，湿度50±5%，发酵时间8-10h；
所述复合生物酶，其组成包括纤维素酶、蛋白酶和果胶酶，纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的质量比为3.3-5：1-1.2：0.4-0.7；
所述含海藻提取物的功能改性剂的制备，包括前处理、超声浸渍和絮凝沉淀；所述前处理，氯化四丁基溴化铵与硫酸的质量比为1：20-23；硫代二丙酸二月桂酯的用量是溶液总量的2.5-4wt%；
所述超声浸渍，超声功率280-300hz；
所述絮凝沉淀，加入液碱调节溶液ph至8.5-10.5，聚丙烯酰胺加入量为1.2-3g/l；
所述聚酯功能性颗粒的制备，按重量份数计，原材料组成包括：40-50份pet切片、25-35份含海藻提取物的功能改性剂、3-10份羧甲基纤维素钠、6-15份硬脂酸锌和6-15份十二碳醇；
所述混炼，功能性颗粒占总重量的1-8wt%；转速为1000-1200rad/min，温度为300-310℃，混合熔体含水量0.02-0.05wt%；
所述纺丝成型，侧吹风风速为0.5-0.6m/s，卷绕纺丝速度3650-3850m/min，三次牵伸比依此为1:0.8；1:1.0；1:1.2。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明海藻涤纶长纤维的制备方法，结合生物酶解技术，有效降低提取温度，提高提取率，海藻中有效成分褐藻多糖硫酸酯类物质提取率达到74-79%；
2、采用本发明海藻涤纶长纤维的制备方法，制得涤纶长丝具有一定的抗菌效果，可减少细菌的附着，对人体容易感染的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等细菌的抑菌率达到95.0-97.5%；
3、采用本发明制备海藻涤纶长纤维，按照涤纶/棉比例30/70制备的的针织纱，加工出的抗菌涤纶纺织物仍可达到90-92%，且经过60次标准洗涤后，抑菌率仍在84-86%，抑菌持久性好；
4、采用本发明制备的海藻涤纶长纤维，色泽均匀，透明度高，肉眼看不到明显碳黑以及粒子团聚现象；
5、采用本发明海藻涤纶长纤维的制备方法，制得涤纶长纤维具有良好的亲水性和吸湿性，滴水扩散时间为0.22-0.35s；
6、采用本发明海藻涤纶长纤维的制备方法，制得涤纶长纤维单丝纤度0.3-0.5dpf，纤维的干断裂强度达到6.5cn/dtex-6.8cn/dtex，湿断裂强度为5.2-5.3cn/dtex，断裂伸长率32-36%。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种海藻涤纶长纤维及其制备方法
1、海藻提取物的制备
1）抽提：将海藻洗净、晒干，后在研磨成粒径2-3mm的细粉，采用索氏提取器加入抽提液进行抽提，温度75℃，抽提时间24h；，
所述抽提液，是将磷酸氢二钾与磷酸二氢钾溶解于乙醇中制得的ph为7.8-8.0的磷酸盐缓冲液；
2）浓缩：将滤液进行旋转蒸发，转速80rpm，浓缩至溶剂剩余量10%；
3）发酵：向浓缩液中接种复合生物酶进行发酵，发酵温度30℃，湿度50%，发酵时间8h；
所述复合生物酶，其组成包括纤维素酶、蛋白酶和果胶酶，纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的质量比为3.3：1：0.4；
4）后处理：发酵后得到的浆料进行抽滤，喷雾干燥，即可制得海藻提取物粉料；
2、含海藻提取物的功能改性剂的制备
1）前处理
将蒙脱土加入到氯化四丁基溴化铵、硫酸溶液中进行活化处理，密封加热搅拌，后过滤，保留滤饼；将海藻提取物粉末加入到5倍去离子水中，加入促进剂硫代二丙酸二月桂酯，搅拌均匀后，在20hz频率下超声8min，得到海藻提取物溶液；
所述氯化四丁基溴化铵与硫酸的质量比为1：20；
硫代二丙酸二月桂酯的用量是溶液总量的2.5wt%
2）超声浸渍
将活化处理的蒙脱土浸渍到海藻提取物溶液中，在超声功率为280hz的条件下浸渍超声处理1.2h；
3）絮凝沉淀
超声结束，加入液碱调节溶液ph至8.5，加入聚丙烯酰胺，精制、分层、过滤，干燥，得到含海藻提取物的功能改性剂固体；
所述聚丙烯酰胺的浓度为1.2g/l；
3、聚酯功能性颗粒的制备
将pet切片与含海藻提取物的功能改性剂及其它原材料投入混合搅拌机中进行混合制粒，混合转速为500r/min，搅拌3-h，得到聚酯功能性颗粒；
按重量份数计，原材料组成包括：40份pet切片、25份含海藻提取物的功能改性剂、5份羧甲基纤维素钠、15份硬脂酸锌和15份十二碳醇；
4、混炼
在双螺杆设备中部加料口，加入普通涤纶切片、聚酯功能性颗粒，并加入防静电剂，采用双螺杆挤出机进行熔融高速混炼，温度为300℃，混合熔体含水量0.02wt%；
所述熔融高速共混，转速为1000rad/min，混合时间60min；
所述功能性颗粒占总重量的1.5wt%；
5、纺丝成型
将纺丝液导入纺丝箱，纤维从喷丝板的孔中喷出，经熔融纺丝方法制得本发明的含有海藻提取物的涤纶长纤维；
所述熔融纺丝，熔融纺丝的挤出温度250℃，侧吹风冷却风温25℃，侧吹风风速为0.5m/s，卷绕纺丝速度3650m/min，三次牵伸比依此为1:0.8；1:1.0；1:1.2。
采用实施例1的技术方案制备海藻涤纶长纤维，海藻中有效成分提取率达到74.5%，利用率大大提高；制得的海藻涤纶长纤维，对人体容易感染的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等细菌的抑菌率达到95.0%，按照涤纶/棉比例30/70制备的的针织纱，加工出的抗菌涤纶纺织物仍可达到90.5%，且经过60次标准洗涤后，抑菌率仍在84.6%，抑菌持久性好；同时该纤维还具有良好的亲水性和吸湿性，滴水扩散时间为0.27s；该涤纶长纤维的单丝纤度0.33dpf，纤维的干断裂强度达到6.51cn/dtex，湿断裂强度为5.20cn/dtex，断裂伸长率33.6%，综合性能十分优异。
实施例2一种海藻涤纶长纤维及其制备方法
2、海藻提取物的制备
1）抽提：将海藻洗净、晒干，后在研磨成粒径2-3mm的细粉，采用索氏提取器加入抽提液进行抽提，温度78℃，抽提时间28h；，
所述抽提液，是将磷酸氢二钾与磷酸二氢钾溶解于乙醇中制得的ph为8.0-8.2的磷酸盐缓冲液；
3）浓缩：将滤液进行旋转蒸发，转速100rpm，浓缩至溶剂剩余量10%；
3）发酵：向浓缩液中接种复合生物酶进行发酵，发酵温度35℃，湿度55%，发酵时间8h；
所述复合生物酶，其组成包括纤维素酶、蛋白酶和果胶酶，纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的质量比为4：1：0.5；
4）后处理：发酵后得到的浆料进行抽滤，喷雾干燥，即可制得海藻提取物粉料；
2、含海藻提取物的功能改性剂的制备
1）前处理
将蒙脱土加入到氯化四丁基溴化铵、硫酸溶液中进行活化处理，密封加热搅拌，后过滤，保留滤饼；将海藻提取物粉末加入到5倍去离子水中，加入促进剂硫代二丙酸二月桂酯，搅拌均匀后，在20hz频率下超声10min，得到海藻提取物溶液；
所述氯化四丁基溴化铵与硫酸的质量比为1：20；
硫代二丙酸二月桂酯的用量是溶液总量3.0wt%
2）超声浸渍
将活化处理的蒙脱土浸渍到海藻提取物溶液中，在超声功率为300hz的条件下浸渍超声处理1.2h；
3）絮凝沉淀
超声结束，加入液碱调节溶液ph至9.8，加入聚丙烯酰胺，精制、分层、过滤，干燥，得到含海藻提取物的功能改性剂固体；
所述聚丙烯酰胺的浓度为2.0g/l；
3、聚酯功能性颗粒的制备
将pet切片与含海藻提取物的功能改性剂及其它原材料投入混合搅拌机中进行混合制粒，混合转速为600r/min，搅拌4h，得到聚酯功能性颗粒；
按重量份数计，原材料组成包括：50份pet切片、35份含海藻提取物的功能改性剂、3份羧甲基纤维素钠、6份硬脂酸锌和6份十二碳醇；
4、混炼
在双螺杆设备中部加料口，加入普通涤纶切片、聚酯功能性颗粒，并加入防静电剂，采用双螺杆挤出机进行熔融高速混炼，温度为310℃，混合熔体含水量0.04wt%；
所述熔融高速共混，转速为1200rad/min，混合时间90min；
所述功能性颗粒占总重量的5wt%；
5、纺丝成型
将纺丝液导入纺丝箱，纤维从喷丝板的孔中喷出，经熔融纺丝方法制得本发明的含有海藻提取物的涤纶长纤维；
所述熔融纺丝，熔融纺丝的挤出温度265℃，侧吹风冷却风温30℃，侧吹风风速为0.6m/s，卷绕纺丝速度3700m/min，三次牵伸比依此为1:0.8；1:1.0；1:1.2。
采用实施例2的技术方案制备海藻涤纶长纤维，海藻中有效成分提取率达到77.7%，利用率大大提高；制得的海藻涤纶长纤维，对人体容易感染的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等细菌的抑菌率达到97.5%，按照涤纶/棉比例30/70制备的的针织纱，加工出的抗菌涤纶纺织物仍可达到91.3%，且经过60次标准洗涤后，抑菌率仍在85.2%，抑菌持久性好；同时该纤维还具有良好的亲水性和吸湿性，滴水扩散时间为0.22s；该涤纶长纤维的单丝纤度0.40dpf，纤维的干断裂强度达到6.66cn/dtex，湿断裂强度为5.21cn/dtex，断裂伸长率32.2%，综合性能十分优异。
实施例3一种海藻涤纶长纤维及其制备方法
3、海藻提取物的制备
1）抽提：将海藻洗净、晒干，后在研磨成粒径3-4mm的细粉，采用索氏提取器加入抽提液进行抽提，温度78℃，抽提时间30h；，
所述抽提液，是将磷酸氢二钾与磷酸二氢钾溶解于乙醇中制得的ph为8.0-8.2的磷酸盐缓冲液；
4）浓缩：将滤液进行旋转蒸发，转速100rpm，浓缩至溶剂剩余量20%；
3）发酵：向浓缩液中接种复合生物酶进行发酵，发酵温度35℃，湿度52%，发酵时间10h；
所述复合生物酶，其组成包括纤维素酶、蛋白酶和果胶酶，纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的质量比为5：1.2：0.7；
4）后处理：发酵后得到的浆料进行抽滤，喷雾干燥，即可制得海藻提取物粉料；
2、含海藻提取物的功能改性剂的制备
1）前处理
将蒙脱土加入到氯化四丁基溴化铵、硫酸溶液中进行活化处理，密封加热搅拌，后过滤，保留滤饼；将海藻提取物粉末加入到8倍去离子水中，加入促进剂硫代二丙酸二月桂酯，搅拌均匀后，在20hz频率下超声15min，得到海藻提取物溶液；
所述氯化四丁基溴化铵与硫酸的质量比为1：23；
硫代二丙酸二月桂酯的用量是溶液总量的4wt%
2）超声浸渍
将活化处理的蒙脱土浸渍到海藻提取物溶液中，在超声功率为300hz的条件下浸渍超声处理1.5h；
3）絮凝沉淀
超声结束，加入液碱调节溶液ph至10.5，加入聚丙烯酰胺，精制、分层、过滤，干燥，得到含海藻提取物的功能改性剂固体；
所述聚丙烯酰胺的浓度为3g/l；
3、聚酯功能性颗粒的制备
将pet切片与含海藻提取物的功能改性剂及其它原材料投入混合搅拌机中进行混合制粒，混合转速为600r/min，搅拌4h，得到聚酯功能性颗粒；
按重量份数计，原材料组成包括：50份pet切片、30份含海藻提取物的功能改性剂、5份羧甲基纤维素钠、7份硬脂酸锌和8份十二碳醇；
4、混炼
在双螺杆设备中部加料口，加入普通涤纶切片、聚酯功能性颗粒，并加入防静电剂，采用双螺杆挤出机进行熔融高速混炼，温度为310℃，混合熔体含水量0.05wt%；
所述熔融高速共混，转速为1200rad/min，混合时间90min；
所述功能性颗粒占总重量的8wt%；
5、纺丝成型
将纺丝液导入纺丝箱，纤维从喷丝板的孔中喷出，经熔融纺丝方法制得本发明的含有海藻提取物的涤纶长纤维；
所述熔融纺丝，熔融纺丝的挤出温度265℃，侧吹风冷却风温30℃，侧吹风风速为0.6m/s，卷绕纺丝速度3850m/min，三次牵伸比依此为1:0.8；1:1.0；1:1.2。
采用实施例3的技术方案制备海藻涤纶长纤维，海藻中有效成分提取率达到78.6%，利用率大大提高；制得的海藻涤纶长纤维，对人体容易感染的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等细菌的抑菌率达到96.6%，按照涤纶/棉比例30/70制备的的针织纱，加工出的抗菌涤纶纺织物仍可达到91.8%，且经过60次标准洗涤后，抑菌率仍在85.7%，抑菌持久性好；同时该纤维还具有良好的亲水性和吸湿性，滴水扩散时间为0.35s；该涤纶长纤维的单丝纤度0.51dpf，纤维的干断裂强度达到6.78cn/dtex，湿断裂强度为5.27cn/dtex，断裂伸长率35.5%，综合性能十分优异。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。