本发明属于功能化纤研发，涉及一种亲水pet超细粉体的制备方法和应用。
背景技术：
1、涤纶（polyethlene terephthalate, pet）纤维是产量最大的合成纤维品种，约占合成纤维总产量的90%。pet纤维因其结实耐用、不易变形、易洗快干等优异性能而被广泛应用在生产服装面料和工业制品等领域，但由于其聚酯分子结构中缺乏亲水性基团，吸湿、透湿性差，标准回潮率仅有0.4%~0.5%，即使在100%相对湿度下的吸湿率也仅有0.6%~0.8%，这严重影响了涤纶服装或装饰品的使用舒适性。对于工业用涤纶产品而言，pet纤维在干燥的环境下由于疏水性强易起静电，存在安全隐患。目前，传统的pet纤维亲水后整理的方法最为常见，但需要消耗大量的水、能源和化学品，增加废水排放，且织物上还会残留整理剂，而纺织纤维湿加工环节也是制约我国纺织产业迈向中高端制造业的薄弱环节之一。鉴于当前纺织工业对节能减排、绿色安全的要求越来越高，开发清洁化纤改性技术具有重要意义。
2、目前提高pet纤维的亲水性常用的方法有：表面形态结构改性、亲水性整理剂的吸附固着和表面接枝改性等。
3、表面形态结构改性主要是指通过各种物理或化学手段，赋予纤维异形截面或表面凹凸不平结构，增加水对纤维表面的浸润和接触面积，从而改善涤纶吸湿性能的方法，但是这对涤纶的生产工艺提出了更高要求，织造难度大，效率低，成本增加，且易产生毛丝；虽然可间接改善纤维集合体的吸湿性能，但对涤纶自身的回潮率或亲水性能没有明显改善。
4、利用亲水整理剂浸渍法后整理是最常见易行的手段，合成亲水整理剂有聚乙二醇类，聚酯和聚醚树脂类，环氧类，聚硅氧烷类，聚氨酯类等，文献1（涤纶亲水柔软整理工艺参数研究[j], 染整技术 34(2012) 12-14.）用聚酯聚醚有机硅三元嵌段共聚型整理剂dp-9993对涤纶织物进行后整理，当整理工艺为整理剂15g/l二浸二轧（轧液率70%~80%）—预烘（110℃, 180s）—焙烘（180℃, 60s）时，涤纶织物的径向毛效由12.5cm升至20cm，静电半衰期降低至0.54s；文献2（涤纶亲水整理剂ls的合成及应用[j], 染整技术 34(2012) 45-49.）利用邻苯二甲酸酐与聚乙二醇合成聚酯聚醚亲水整理剂ls，可将涤纶织物的润湿时间降低至4.05s，而5次洗涤后恢复到25.81s；工业上常运用亲水整理剂如聚酯聚醚数值、丙烯酸系树脂、亲水性乙烯化合物、聚亚烷基氧化物等合成亲水整理剂采用传统的浸渍法处理pet纤维；传统湿法整理技术虽然工艺成熟，成本较低，在实际应用中仍存在水耗能耗高、耐久性不佳等问题。
5、表面接枝改性是一种可获得比较长久有效亲水性能的方法；文献3（等离子体接枝反应对涤纶织物亲水性能的影响[j], 纺织学报 31(2010) 74-78.）利用聚合单体及氩等离子体对涤纶织物进行亲水改性表面润湿时间为2.9s，水分扩散速度，为7.2mm/s，织物表面接触角为0，经多次洗涤显示出良好的耐久性；此类亲水整理的技术尚存在如下问题：（1）常用的亲水整理剂大多为合成亲水整理剂，其安全性与生态性尚需进一步提高；（2）常用方法为pet纤维或织物后浸渍法后整理，耗水耗能，不符合绿色纺织工业的发展要求。
6、近来，功能性pet母粒的研发逐渐引起了企业的兴趣，即将功能性材料添加到合成材料中去做成功能性母粒，然后将功能性母粒在纺丝过程中加入到纤维中去，形成功能性纤维，其功能是永久的，而且不存在环境问题。在功能性纤维及纺织品开发的产业链中，功能性母粒的开发是龙头，也是链的第一个环。因此功能性母粒的研发对整个纺织产业的发展是非常重要的，功能性母粒的发展将对整个功能性纤维及面料的发展起着深远的影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种亲水pet超细粉体的制备方法和应用。
2、为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
3、一种亲水pet超细粉体的制备方法，先对pet超细粉体进行溶胀与表面基团活化处理得到具有反应活性的pet超细粉体，再通过交联剂将亲水整理剂共价接枝到具有反应活性的pet超细粉体的表面，即得亲水pet超细粉体。
4、作为优选的技术方案：
5、如上所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法，pet超细粉体的平均粒径为5~10μm。
6、如上所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法，对pet超细粉体进行溶胀与表面基团活化处理是指：先将pet超细粉体在碱液中浸泡，增加pet超细粉体的溶胀程度，再将pet超细粉体在氯化胆碱、草酸和水的混合液或碳酸钾、乙二醇和水的混合液中浸泡，进一步增加pet超细粉体的溶胀程度，提高pet超细粉体表面反应性羟基含量，得到具有反应活性的pet超细粉体。
7、如上所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法，碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；碱液的浓度为1~50g/l；在碱液中浸泡的温度为60~95℃，时间为30~90min；这些参数是基于pet溶胀程度与耐碱稳定性的考量而设置的；
8、氯化胆碱、草酸和水的混合液中，氯化胆碱和草酸的总浓度为10~100g/l，氯化胆碱与草酸的摩尔比为0.5~2:1，氯化胆碱和草酸的总浓度如此设置可避免由于过高造成pet超细粉体溶胀分解严重，且提高后续离心提纯难度，同时避免由于过低造成pet超细粉体表面反应性羟基过少，影响后续亲水整理剂的交联量，氯化胆碱与草酸的摩尔比如此设置可避免由于比值过高造成pet超细粉体溶胀分解严重，且提高后续离心提纯难度，同时避免由于比值过低造成pet超细粉体表面反应性羟基过少，影响后续亲水整理剂的交联量；
9、碳酸钾、乙二醇和水的混合液中，碳酸钾和乙二醇的总浓度为50~150g/l，碳酸钾与乙二醇的摩尔比为1:4~8，碳酸钾和乙二醇的总浓度如此设置可避免由于过高造成pet超细粉体溶胀分解严重，且提高后续离心提纯难度，同时避免由于过低造成pet超细粉体表面反应性羟基过少，影响后续亲水整理剂的交联量，碳酸钾与乙二醇的摩尔比如此设置可避免由于比值过高造成pet超细粉体溶胀分解严重，且提高后续离心提纯难度，同时避免由于比值过低造成pet超细粉体表面反应性羟基过少，影响后续亲水整理剂的交联量；
10、在氯化胆碱、草酸和水的混合液中浸泡的温度为40~80℃，时间为30~90min，温度和时间如此设置可避免由于温度过低或时间过短，pet超细粉体表面溶胀程度差，氯化胆碱、草酸难以渗透到粉体表层以下，造成活化程度低，反应性羟基过少，影响后续与亲水整理剂的接枝程度，同时可避免由于温度过高或时间过长造成pet超细粉体溶胀分解严重，影响熔融纺丝中与其它物料的均匀混合；
11、在碳酸钾、乙二醇和水的混合液中浸泡的温度为60~100℃，时间为60~120min，温度和时间如此设置可避免由于温度过低或时间过短，pet超细粉体表面溶胀程度差，碳酸钾、乙二醇难以渗透到粉体表层以下，造成活化程度低，反应性羟基过少，影响后续与亲水整理剂的接枝程度，同时可避免由于温度过高或时间过长造成pet超细粉体溶胀分解严重，影响熔融纺丝中与其它物料的均匀混合。
12、如上所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法，通过交联剂将亲水整理剂共价接枝到具有反应活性的pet超细粉体的表面是指：将具有反应活性的pet超细粉体在聚乙二醇、天然多糖、丁烷四羧酸和水的混合液中浸渍振荡后，依次预烘、焙烘，或者进一步地还通过离心除杂提纯，天然多糖为透明质酸或水溶性壳聚糖。
13、如上所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法，聚乙二醇、天然多糖、丁烷四羧酸和水的混合液中，聚乙二醇、天然多糖和丁烷四羧酸的总浓度为20~60g/l，总浓度如此设置可避免由于过低降低pet超细粉体中亲水基团含量，进而影响所纺丝的亲水性，同时避免由于过高造成亲水整理剂浪费，除杂困难，聚乙二醇、天然多糖、丁烷四羧酸的摩尔比为1:2~5:1~8，聚乙二醇、天然多糖、丁烷四羧酸和水的混合液中，主要起亲水作用的是聚乙二醇和天然多糖，丁烷四羧酸用来将两种亲水剂交联到pet上，所以相对于聚乙二醇和天然多糖，丁烷四羧酸的用量稍高，考虑到熔融纺丝过程中天然多糖的热稳定性比聚乙二醇好，因此相对于聚乙二醇，天然多糖的用量稍高；
14、在聚乙二醇、天然多糖、丁烷四羧酸和水的混合液中浸渍振荡的温度为90~100℃，温度如此设置可避免由于温度过低，接枝效率低导致耐久性差，同时避免由于温度过高容易使亲水整理剂变性，从而失去亲水效果，时间为40~60min；
15、预烘的温度为60~80oc，时间为40~60min；
16、焙烘的温度为110~150oc，时间为2~7min。
17、本发明海提供采用上述任一项所述的一种亲水pet超细粉体的制备方法制得的亲水pet超细粉体，亲水pet超细粉体的o/c值为0.38~0.47，原料pet超细粉体的o/c值为0.32，对比可以看出改性后pet超细粉体的氧元素含量增加，表面亲水性羟基增加。
18、本发明还提供一种亲水性pet纤维的制备方法，将上述的亲水pet超细粉体与pet切片熔融共混纺丝，即得亲水性pet纤维。
19、作为优选的技术方案：
20、如上所述的一种亲水性pet纤维的制备方法，亲水pet超细粉体与pet切片的质量比为0.2~5:1。
21、如上所述的一种亲水性pet纤维的制备方法，熔融共混纺丝的温度为280~290oc，熔融螺杆转速为25~35hz。
22、如上所述的一种亲水性pet纤维的制备方法，亲水性pet纤维的回潮率为0.55~1.24%，5次水洗后回潮率为0.43~1.13%，体积比电阻为1010~5×1013ω·cm，5次水洗后体积比电阻为6×1013~8×1013ω·cm。
23、有益效果：
24、（1）本发明从中间环节（制备纺丝用亲水粉体）提出新的解决办法，兼顾耐久性与规模化生产的可行性；摒弃了获得pet亲水纤维的传统方法，建立了简便易行制备pet亲水纤维的方法，研制亲水pet超细粉体并直接用于纤维纺丝；
25、（2）本发明对pet超细粉体进行溶胀与表面基团活化，并用交联剂将亲水整理剂接枝到超细粉体表面，有效提高了单位质量pet超细粉体的亲水基团含量，同时提高亲水整理剂在pet基材上的牢度，保证了后续熔融纺丝中以及成品纤维使用中的耐久性。