一种复合纱线的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纺织面料加工技术领域，尤其涉及一种复合纱线的制备方法。
【背景技术】
[0002]在纤维制品接触人体时，适当的湿度和温度为细菌和真菌提供了合适的生长环境。随着人们对衣物安全性关注度的增加，具有抗菌功能的纺织品逐渐成为人们的首选。此夕卜，易于褶皱的衣物需要花费人们大量的精力去打理，对面料的防皱性也有了新的要求。
[0003]目前，为了赋予纤维制品抗菌的功能，氧化锌纳米粒子常常作为添加剂，共混和包覆在纤维内部，通过缓释迀移到纤维表面，起到杀菌的作用。但是单一的无机纳米粒子已经逐渐不能满足某些领域的要求。纳米氧化锌的加入可能会影响有机聚合物纤维的力学性能，使其脆性增加，易于断裂；并且其价格也较高，增加了制品的成本。此外，如果直接将纤维直接浸渍于抗菌母液中，进行抗菌处理，纳米粒子因与纤维之间没有结合键作用，易于脱落，而不具有长久的抗菌功能。
[0004]在防皱方面，市面上流行的免烫面料大多应用了一些特殊工艺，比如在特制的浸染液中浸染或者在面料布的表层涂覆HJ或PVC。前者的缺点是面料耐用度比较低，衣物使用寿命较低；后者的缺点是，面料布在透气性和吸汗性方面的表现不尽人意，长时间穿着会造成不适。在纤维材料上，目前常用的聚氨酯类弹性纤维的弹性和耐磨性较差，有待于进一步提尚。因此，本发明人考虑，制备一种抗菌、防皱的复合纱线，弹性良好。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种复合纱线的制备方法，该复合纱线具有抗菌、防皱的效果，弹性良好。
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种复合纱线的制备方法，包括以下步骤:提供PET/PTT复合纤维形成的聚酯纱芯；将人造纤维浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯的甲苯溶液中，通过界面聚合反应在所述人造纤维表面固定PGMA，然后在人造纤维表面接枝半胱胺；将表面接枝半胱胺的人造纤维在抗菌母液中浸渍1-5小时，水洗后干燥，得到抗菌的人造纤维外纱条，所述抗菌母液包括二氧化钛颗粒、纳米银颗粒和盐酸水溶液；将所述人造纤维外纱条呈螺旋状绕卷在聚酯纱芯上，得到复合纱线。
[0007]优选的，所述PET/PTT复合纤维按照如下方法制备:将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯分别在220°C -270°C下熔融，然后经复合喷丝头高速纺丝后得到PET/PTT复合纤维。
[0008]优选的，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯的重量比为(5-9): (l-5)0
[0009]优选的，所述界面聚合反应按照如下方法进行:将甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂溶解于甲苯中形成混合溶液，将人造纤维浸入所述混合溶液中，在50?80°C下反应4?12h0
[0010]优选的，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的浓度为5wt%? 15wt%，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰。
[0011]优选的，所述在人造纤维表面接枝半胱胺具体为:将催化剂和pH值调节剂溶于水中，调节PH值为12后得到碱性水溶液；将半胱胺溶解于所述碱性水溶液中，充分搅拌，然后将人造纤维浸渍于半胱胺的水溶液中，在20?30°C下反应20?50min后用去离子水清洗。
[0012]优选的，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶，所述pH值调节剂为碳酸钾和/或氢氧化钾。
[0013]优选的，所述半胱胺的浓度为4?15wt%。
[0014]优选的，所述抗菌母液按照如下方法制备:将二氧化钛颗粒分散于HCl水溶液中，调节PH为4，加入纳米银粒子，室温下搅拌15min，通过自组装将纳米银固定在二氧化钛颗粒表面。
[0015]优选的，所述二氧化钛的浓度为2wt%? 6wt%，纳米银的浓度Iwt %?3wt%。
[0016]本发明提供了一种复合纱线的制备方法，对人造纤维表面进行改性的方法，使得具有抗菌效果的纳米粒子通过结合键作用固定在纤维表面。与现有技术相比，本发明采用复合纳米粒子的涂覆和PET/PTT复合纤维，得到的复合纱线中的纱芯具有较好的弹性和强度，使得最终制品具有免烫的功能。其中，甲苯对聚酯纤维有溶胀作用，GMA在人造纤维表面进行界面自由基聚合，生成的PGMA可锚定在人造纤维表面，从而在纤维表面引入环氧基团；通过接枝反应，环氧基团与半胱胺上的氨基反应，从而在纤维表面引入巯基；巯基可与银粒子间形成较稳定的S-Ag键，从而将复合纳米粒子固定在人造纤维的表面；纱线条的外纱体涂覆有二氧化钛/纳米银的复合纳米粒子，利用二氧化钛和纳米银颗粒的协同作用，提高了抗菌持久性。因此，本发明制备的复合纱线具有优异的抗菌、防皱功效，具有优良的蓬松性、弹性和舒适性，且手感柔软、透气吸湿等性能良好。
【附图说明】
[0017]图1为本发明制备的复合纱线的结构示意图；
[0018]图2为本发明采用的复合丝纺丝装置结构示意图；
[0019]图3为本发明改性前后PET/PTT纤维上的大肠杆菌存活量示意图；
[0020]图4为本发明改性前后PET/PTT纤维上的铜绿假单胞菌存活量示意图；
[0021]图5为本发明改性前后PET/PTT纤维上的金黄葡萄球菌存活量示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0023]本发明实施例公开了一种复合纱线的制备方法，包括以下步骤:提供PET/PTT复合纤维形成的聚酯纱芯；将人造纤维浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的甲苯溶液中，通过界面聚合反应在所述人造纤维表面固定PGMA，然后在人造纤维表面接枝半胱胺；将表面接枝半胱胺的人造纤维在抗菌母液中浸渍1-5小时，水洗后干燥，得到抗菌的人造纤维外纱条，所述抗菌母液包括二氧化钛颗粒、纳米银颗粒和盐酸水溶液；将所述人造纤维外纱条呈螺旋状绕卷在聚酯纱芯上，得到复合纱线。
[0024]作为优选方案，所述PET/PTT复合纤维按照如下方法制备:将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)分别在220°C _270°C下熔融，经复合喷丝头高速纺丝后得到PET/PTT复合纤维。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯的重量比优选为(5-9): (1-5);熔融温度优选为230-260°C，所述高速纺丝的计量栗转速优选为30rpm?70rpm，更优选为40rpm?60rpm。
[0025]所述聚酯纱芯按照如下方法制备:将两根PET/PTT复合纤维正捻，形成聚酯纱芯。
[0026]作为优选方案，所述界面聚合反应按照如下方法进行:将甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂溶解于甲苯中形成混合溶液，将人造纤维浸入所述混合溶液中，在50?80°C下反应4?12h。所述甲基丙稀酸缩水甘油酯的浓度优选为5wt%? 15wt%，更优选为8wt%?12wt% ;所述引发剂优选为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰，更优选为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈；所述反应温度优选为50?75°C，更优化为55?70°C;所述反应时间优选为5?llh，更优选为6?10h。
[0027]作为优选方案，所述在人造纤维表面接枝半胱胺具体为:将催化剂和pH值调节剂溶于水中，调节PH值为12后得到碱性水溶液；将半胱胺溶解于所述碱性水溶液中，充分搅拌，然后将人造纤维浸渍于半胱胺的水溶液中，在20?30°C下反应20?50min后用去离子水清洗人造纤维表面。所述催化剂优选为4- 二甲氨基吡啶；所述pH值调节剂优选为碳酸钾和/或氢氧化钾；所述半胱胺的浓度为优选4wt%? 15wt%，更优选为6wt%? 14wt% ；反应温度优选为22?30°C，更优选为25?30°C ;反应时间优选为25?50min，更优选为30 ?45min。
[0028]作为优选方案，所述抗菌母液按照如下方法制备:将二氧化钛颗粒分散于HCl水溶液中，调节pH为4，加入纳米银粒子，室温下搅拌15min，通过自组装将纳米银固定在二氧化钛颗粒表面。所述二氧化钛浓度优选为2wt %?6wt %，更优选为2.5wt %?5wt %;所述纳米银颗粒浓度优选为Iwt %?3wt%，更优选为1.5wt%?2.5wt%;所述盐酸浓度优选为
0.05?0.2mM，更优选为0.08?0.15mM ;所述二氧化钛颗粒的粒径优选为40?lOOnm，更优选为60?90nm ;所述纳米银颗粒的粒径优选为10?40nm，更优选为20?30nm。人造纤维在抗菌母液中浸渍的浸渍温度优选为30°C?60°C，浸渍时间优选为2?4小时。
[0029]本发明通过将人造纤维在抗菌母液中浸渍，形成以二氧化钛粒子为芯、表面包覆一层纳米银粒子的二氧化钛/纳米银复合粒子，即，所述人造纤维内设置所述二氧化钛/纳米银复合粒子。
[0030]在制备复合纱线过程中，水洗时间优选为30min?60min，更优选为40min?50min ;干燥步骤具体为:经离心脱水机脱干，然后在60°C?70°C的烘箱中进行烘干。
[0031]甲苯对聚酯纤维有溶胀作用，GMA在人造纤维表面进行界面自由基聚合，生成的PGMA可锚定在人造纤维表面，从而在纤维表面引入环氧基团；通过一步接枝反应，环氧基团与半胱胺上的氨基反应，从而在纤维表面引入巯基；巯基可与银粒子间形成较稳定的S-Ag键，从而将复合纳米粒子固定在人造纤维的表面；纱线条的外纱体涂覆有二氧化钛/纳米银的复合纳米粒子，利用二氧化钛和纳米银颗粒的协同作用，提高了抗菌持久性。
[0032]本发明采用的纳米复合粒子相对于单一的无机纳米粒子，具有更好的抗菌效果。本发明制备的二氧化钛/纳米银复合粒子以纳米二氧化钛为芯，表面包覆纳米银，具有良好的抗菌效果。由于纳米二氧化钛与多种有机聚合物间具有较好的相容性，不会对复合杂化材料的力学性能产生影响。在紫外线的照射下，二氧化钛表面吸附的水被氧化成具有强氧化性的羟基自由基；吸附在二氧化钛表面的氧气则可以反应生成超氧离子，超氧离子可进一步与水反应生成过羟基，过羟基又可相互合并生成双氧水。活性羟基、超氧离子、过羟基和双氧水都可以起到氧化分解有机物的作用，直接或间接起到杀菌的作用。而银等贵金属的添加可使二氧化钛的吸收光波从紫外线扩大到可见光，大大提高二氧化钛的氧化杀菌效果。另外，将纳米银颗粒负载在二氧化钛表面，会使银的比表面积最大化，从而显著增加银的催化活性，减少银的用量，降低成本。因此，本发明通过二氧化钛和纳米银的协同作用，提高纤维制品的抗菌效果。
[0033]利用上述方