一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一种高吸水性抗菌腈纶纤维的制备方法
技术领域
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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I?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°C，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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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、I?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°C，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 °C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°C下静置I?2h后放入反应爸中，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 °C，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°C，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°C，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65?70°C，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。
[0007]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?1h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I?2倍，透气性好，具有广阔的市场前景。
[0008]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】
[0009]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、I?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°C，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°C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°C下静置I?2h后放入反应爸中，向反应Il中加入聚丙稀腈质量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°C，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°C，纺丝速度设定为23?35111/1^11，凝固浴流量为3500?3800171^，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°C，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65?70°C，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。
[0010]实例I
首先按重量份数计，取40份琼脂、30份酵母浸膏、18份淀粉、I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280C，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°C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 0C下静置Ih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°C，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°C，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°C，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65°C，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。
[0011]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，Sh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I倍，透气性好，具有广阔的市场前景。
[0012]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°C，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°C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°C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°C，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°C，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°C，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。
[0013]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。
[0014]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°C，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°C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 0C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°C，以17(^/11^11搅拌711;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°C，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°C，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为70°C，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。
[0015]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，1h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。
【主权项】
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、I?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°C，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 °C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°C下静置I?2h后放入反应爸中，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 °C，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°C，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°C，随后将牵伸后的初生纤维进行上油，温度设定为65?70°C，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。
【文档编号】D01F8/08GK106012098SQ201610484374
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】陈建峰, 张明, 宋奇
【申请人】陈建峰