本发明属于面料技术领域，具体是涉及一种透气导湿面料的制备方法。
背景技术：
随着生活水平的提高以及科学技术的发展，消费者对服装的要求也越来越高，要求穿着舒适的同时，还要求服装颜色鲜艳，有回归自然的感觉。天然纤维自身有许多优点，如棉纤维吸湿性强，容易染色，穿着舒适，耐碱耐酸和耐热性好等，但同时也有弊端，由于棉纤维含有较多的亲水基团，吸水能力优良，保水能力较强，使人体有不舒适的感觉，特别是人体排汗量较大时，棉纤维吸水后出现膨润现象，透气性降低，衣服会紧贴身体，给人体造成一种湿冷的感觉，这主要是汗液不能及时排出的缘故。
涤纶纤维自20世纪问世以来，一直在化纤业中占据着重要位置，涤纶纤维的许多物理、化学性能都优于天然纤维，如强度高、耐磨性好、回弹性好等，其织物又不易变形、不易起皱、挺括，且价格低廉。但由于涤纶是疏水性纤维，大分子中缺乏亲水基团，分子链结构紧密，结晶度和取向度较高，造成涤纶吸湿性差，易产生静电、易沾污和染色困难等问题，影响了服装的穿着舒适性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种透气导湿面料的制备方法，该方法科学合理，制得的透气导湿面料具有良好的吸湿导湿性能，保护氨基酸通过酯基键聚合并牢牢连接在聚酯纤维中，清洗时不易除去，延长了面料的使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种透气导湿面料的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、氨基的保护反应
反应式如下：
将氨基酸1与邻苯二甲酸酐2加入到反应瓶中，加入溶剂二氯甲烷，加热至回流反应1.5-2h，反应结束后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到式3结构的保护氨基酸；
s2、酯化预缩聚
反应式如下：
将对苯二甲酸4、保护氨基酸3、乙二醇5和催化剂乙酸铝加入到不锈钢反应釜中，通入氮气保护，在0.2mpa的压力下，升温加热至210-225℃进行酯化，得到了低聚物7；以乙酸铝作为催化剂，催化活性高，制备出的涤纶聚酯特性粘度高；
s3、缩聚反应
高聚物7结构式如下所示：
待步骤s2酯化预缩聚合后，二次升温，缓慢抽真空进行预缩聚，在25-30min内压力降为100pa，继续缩聚反应2-5h,得到了高聚物8；
s4、氨基的脱保护
将高聚物8放入酸溶液中进行脱保护反应,即脱去保护基，得到了改性涤纶聚酯9；
改性涤纶聚酯9的结构式如下所示：
高聚物8在35-40％的乙酸水溶液中进行脱保护，反应条件温和，脱保护效率高，且不会使得聚酯水解，保护了聚酯基体。
传统的聚对苯二甲酸乙二酯纤维,即为涤纶，涤纶分子中除存在两个端醇羟基和极性很小的酯基-coo-外，并无其它极性基团，因而涤纶亲水性极差，涤纶分子虽含有内旋转能力较强的脂肪族烃链-och2ch2o-，使涤纶分子具有一定的柔曲性，但是涤纶大分子还含有刚性基团-oc-ar-co-(ar代表苯环)，它只能作为一个整体振动，故涤纶大分子基本为刚性分子，分子链易于保持线型，结构致密,疏水性强,因而染色性、吸湿性和透气性较差，且手感硬、触感差、光泽不柔和；
本发明采用对苯二甲酸、保护氨基酸和乙二醇进行酯化共聚，破坏了原有的聚对苯二甲酸乙二醇酯链的规整性和对称性，形成了无规则的聚合物，使结晶能力下降，水分子容易渗透到纤维中，从而提高了改性涤纶聚酯纤维的吸湿透气性；另外，在聚酯中引入了氨基亲水基团，氨基易于水蒸汽分子缔合形成氢键,使水蒸汽分子失去热运动能力,而在纤维内依存下来，从而大大提高了涤纶纤维的吸湿性；保护氨基酸通过酯基键聚合并牢牢连接在聚酯纤维中，清洗后也不会影响面料的吸湿性能，具有良好的耐洗性；
改性涤纶聚酯中引入了
s5、透气导湿面料的制备
将改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂加入到螺杆挤出机中进行熔融挤压，接着经熔体过滤、液相增粘、喷丝孔挤出形成细流、侧吹风冷却、丝条上油、卷绕成型涤纶高强丝，经染整纺织后制得透气导湿面料。
进一步，步骤s1所述的氨基酸1中的x为1或者2，当x为1时，氨基酸1为天冬氨酸，当x为2时，氨基酸1为谷氨酸。
进一步，步骤s1所述的氨基酸1与邻苯二甲酸酐2的摩尔比为1:1.5-2.2。
进一步，步骤s2所述的对苯二甲酸4、保护氨基酸3、乙二醇5和催化剂乙酸铝的摩尔比为0.5-0.7:0.3-0.5：1.8-2.2:0.002-0.003。
进一步，步骤s3所述的二次升温的温度为250-270℃，升温速度为2-3℃/min。
进一步，步骤s4所述的酸溶液为35-40％的乙酸水溶液，脱保护反应的温度为75-80℃，反应时间为6-7h。
进一步，步骤s4所述的改性涤纶聚酯9的特性黏度为0.88-1.19dl/g，改性涤纶聚酯9的相对分子量为16000-20000。
进一步，步骤s5所述的改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂的重量比为100:0.5-1.5:0.3-0.6:2-5。
进一步，步骤s5所述的喷丝孔的横截面呈k字形。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用对苯二甲酸、保护氨基酸和乙二醇进行酯化共聚，破坏了原有的聚对苯二甲酸乙二醇酯链的规整性和对称性，形成了无规则的聚合物，使结晶能力下降，水分子容易渗透到纤维中，从而提高了改性涤纶聚酯纤维的吸湿透气性；另外，在聚酯中引入了氨基亲水基团，氨基易于水蒸汽分子缔合形成氢键,使水蒸汽分子失去热运动能力,而在纤维内依存下来，从而大大提高了涤纶纤维的吸湿性；解决了现有的涤纶纤维透气吸湿性差的问题；
(2)保护氨基酸通过酯基键聚合并牢牢连接在聚酯纤维中，清洗后也不会影响面料的吸湿性能，具有良好的耐洗性，解决了现有的涂覆工艺制作的面料清洗后吸湿性能降低问题；
(3)改性涤纶聚酯中引入了
(4)改变喷丝孔形状是提高纤维导湿性的简单、直观和行之有效的方法，圆形截面纤维和三角形截面纤维形成的毛细管根数较少,十支架形截面纤维液态水流量较小，本发明喷丝孔的横截面呈k字形，使得改性涤纶聚酯丝纵向产生了许多沟槽,k字形的喷丝孔喷出的涤纶丝沟槽较深且较窄，改性涤纶聚酯纤维导湿性能大大提高，具体为：纤维表面沟槽产生毛细现象，使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物的表面并发散,可以达到快干的目的，从而起到吸湿排汗的功效。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种透气导湿面料的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、氨基的保护反应
将200mol氨基酸1与400mol邻苯二甲酸酐2加入到反应瓶中，加入溶剂二氯甲烷，加热至回流反应1.5h，反应结束后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到式3结构的保护氨基酸，收率为96％；其中，氨基酸1中的x为1，氨基酸1为天冬氨酸；
s2、酯化预缩聚
将100mol对苯二甲酸4、100mol保护氨基酸3、400mol乙二醇5和0.4mol催化剂乙酸铝加入到不锈钢反应釜中，通入氮气保护，在0.2mpa的压力下，升温加热至210℃进行酯化，得到了低聚物7；
s3、缩聚反应
高聚物7结构式如下所示：
待步骤s2酯化预缩聚合后，二次升温至250℃，升温速度为2℃/min，缓慢抽真空进行预缩聚，在25min内压力降为100pa，继续缩聚反应2h,得到了高聚物8；
s4、氨基的脱保护
将高聚物8放入35％的乙酸水溶液中，在75℃下反应6h,即脱去保护基，得到了改性涤纶聚酯9；改性涤纶聚酯9的特性黏度为0.93dl/g；
改性涤纶聚酯9的结构式如下所示：
s5、透气导湿面料的制备
将改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂加入到螺杆挤出机中进行熔融挤压，接着经熔体过滤、液相增粘、喷丝孔挤出形成细流、侧吹风冷却、丝条上油、卷绕成型涤纶高强丝，经染整纺织后制得透气导湿面料；所述的喷丝孔的横截面呈k字形；所述的改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂的重量比为100:0.5:0.3:2。
实施例2
一种透气导湿面料的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、氨基的保护反应
将200mol氨基酸1与300mol邻苯二甲酸酐2加入到反应瓶中，加入溶剂二氯甲烷，加热至回流反应2h，反应结束后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到式3结构的保护氨基酸，收率为98％；其中，氨基酸1中的x为2，氨基酸1为谷氨酸；
s2、酯化预缩聚
将70mol对苯二甲酸4、30mol保护氨基酸3、180mol乙二醇5和0.3mol催化剂乙酸铝加入到不锈钢反应釜中，通入氮气保护，在0.2mpa的压力下，升温加热至225℃进行酯化，得到了低聚物7；
s3、缩聚反应
高聚物7结构式如下所示：
待步骤s2酯化预缩聚合后，二次升温至270℃，升温速度为3℃/min，缓慢抽真空进行预缩聚，在30min内压力降为100pa，继续缩聚反应5h,得到了高聚物8；
s4、氨基的脱保护
将高聚物8放入40％的乙酸水溶液中，在80℃下反应7h,即脱去保护基，得到了改性涤纶聚酯9；步骤s4所述的改性涤纶聚酯9的特性黏度为1.19dl/g；
改性涤纶聚酯9的结构式如下所示：
s5、透气导湿面料的制备
将改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂加入到螺杆挤出机中进行熔融挤压，接着经熔体过滤、液相增粘、喷丝孔挤出形成细流、侧吹风冷却、丝条上油、卷绕成型涤纶高强丝，经染整纺织后制得透气导湿面料；所述的喷丝孔的横截面呈k字形；步骤s5所述的改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂的重量比为100:1.5:0.4:4。
实施例3
一种透气导湿面料的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、氨基的保护反应
将200mol氨基酸1与440mol邻苯二甲酸酐2加入到反应瓶中，加入溶剂二氯甲烷，加热至回流反应2h，反应结束后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到式3结构的保护氨基酸，收率为97％；其中，氨基酸1中的x为1，氨基酸1为天冬氨酸；
s2、酯化预缩聚
将60mol对苯二甲酸4、40mol保护氨基酸3、200mol乙二醇5和0.25mol催化剂乙酸铝加入到不锈钢反应釜中，通入氮气保护，在0.2mpa的压力下，升温加热至220℃进行酯化，得到了低聚物7；
s3、缩聚反应
待步骤s2酯化预缩聚合后，二次升温至260℃，升温速度为2.5℃/min，缓慢抽真空进行预缩聚，在30min内压力降为100pa，继续缩聚反应4h,得到了高聚物8；
高聚物7结构式如下所示：
s4、氨基的脱保护
将高聚物8放入38％的乙酸水溶液中，在77℃下反应6.5h,即脱去保护基，得到了改性涤纶聚酯9；步骤s4所述的改性涤纶聚酯9的特性黏度为1.08dl/g；
改性涤纶聚酯9的结构式如下所示：
s5、透气导湿面料的制备
将改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂加入到螺杆挤出机中进行熔融挤压，接着经熔体过滤、液相增粘、喷丝孔挤出形成细流、侧吹风冷却、丝条上油、卷绕成型涤纶高强丝，经染整纺织后制得透气导湿面料；所述的喷丝孔的横截面呈k字形；步骤s5所述的改性涤纶聚酯9、分散剂、消泡剂、柔软剂的重量比为100:1:0.6:3。
将实施例1-3制备的透气导湿面料进行性能测试：
其中透气率按照国标gb/t5453进行测试；
透湿量测试按照国标gb/t12704-1991进行测试；
吸水率、蒸发速率测试按照国标gb/t21655.1-2008进行测试；
测试结果如表1所示
表1面料性能测试结果
由表1可知，a、普通的聚对苯二甲酸乙二酯制得的涤纶面料透湿量、吸水率、蒸发速率、断裂伸长率较差，导致制成的涤纶面料手感硬、触感差、光泽不柔和、透气性、吸湿导湿性差等缺点；b、对苯二甲酸、保护氨基酸和乙二醇进行酯化共聚，破坏了原有的聚对苯二甲酸乙二醇酯链的规整性和对称性，形成了无规则的聚合物，使结晶能力下降，水分子容易渗透到纤维中，从而提高了改性涤纶聚酯纤维的吸湿透气性；另外，在聚酯中引入了氨基亲水基团，氨基易于水蒸汽分子缔合形成氢键,使水蒸汽分子失去热运动能力,而在纤维内依存下来，从而大大提高了涤纶纤维的吸湿性；另外，喷丝孔的横截面呈k字形，使得改性涤纶聚酯丝纵向产生了许多沟槽,k字形的喷丝孔喷出的涤纶丝沟槽较深且较窄，改性涤纶聚酯纤维导湿性能大大提高，具体为：纤维表面沟槽产生毛细现象，使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物的表面并发散,可以达到快干的目的，透湿量、吸水率、蒸发速率大大提高；c、改性涤纶聚酯中引入了
将实施例1-3制备的透气导湿面料清洗50次后，再次进行性能测试，洗涤方法按照在耐洗牢度试验机上进行，洗涤条件：洗衣粉5g/l，浴比(面料和洗涤液的质量比为1:35)，温度30℃，时间15min为一次洗涤；
表2、清洗50次后面料性能测试结果
由表2可知，实施例1-3制备的透气导湿面料清洗50次后，其透湿量、吸水率、蒸发速率均无明显变化，保护氨基酸通过酯基键聚合并牢牢连接在聚酯纤维中，清洗后也不会影响面料的吸湿性能，具有良好的耐洗性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。