本發(fā)明涉及功能性化學(xué)纖維及其制造方法技術(shù)，具體為一種皮膚友好型氨綸纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：
紡織品與人類朝夕相處，直接與人體的皮膚相接觸，皮膚友好型纖維將進(jìn)一步提高紡織品的舒適度，進(jìn)而提高人們的生活品質(zhì)，是科技改變生活的一種體現(xiàn)。氨綸是一種聚氨酯彈性纖維，能夠提升紡織品的彈性，穿著后行動更加自如，從而提高舒適感。膠原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，比如低抗原性、能促進(jìn)細(xì)胞成活與生長、促進(jìn)血小板凝結(jié)等，在食品、醫(yī)藥、組織工程、化妝品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過共聚改性的方法，將膠原蛋白分子引入氨綸纖維，改性后的產(chǎn)品既具有原有的彈性，還具有保健作用，大大提高纖維的舒適程度，同時保證纖維的應(yīng)用性能。目前關(guān)于皮膚友好型氨綸纖維生產(chǎn)方面的專利技術(shù)及文獻(xiàn)較少，因此，需要開發(fā)一種生產(chǎn)舒適氨綸纖維的新技術(shù)，同時克服制造工藝上的技術(shù)難題，以滿足氨綸纖維制造技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問題：本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是設(shè)計一種皮膚友好型氨綸纖維及其制造方法。該制造方法的實(shí)施過程穩(wěn)定，能耗低。該氨綸纖維制造工藝技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備常規(guī)，可以工業(yè)化實(shí)施。技術(shù)方案：本發(fā)明的一種皮膚友好型氨綸纖維，其質(zhì)量百分比配方為：本發(fā)明的皮膚友好型氨綸纖維的制造方法按以下工藝進(jìn)行：1.1)制備含有聚醚多元醇結(jié)構(gòu)單元的預(yù)聚物溶液：將二異氰酸酯與聚四氫呋喃二醇的摩爾比為1.6～1.9在70～90℃下預(yù)聚合90～120min，預(yù)聚合完成后，向預(yù)聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶劑制成質(zhì)量百分比濃度為35～45％的預(yù)聚物溶液；1.2)制備端基為異氰酸酯基的聚合物溶液：擴(kuò)鏈劑為乙二胺、丙二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液，質(zhì)量百分比濃度為4.0～5.0％；擴(kuò)鏈劑添加到步驟1.1)制備的預(yù)聚物溶液中擴(kuò)鏈，反應(yīng)溫度為70～100℃，擴(kuò)鏈后即制得端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液；1.3)制備膠原蛋白分子封端的高聚物溶液：將質(zhì)量百分比濃度為25～35％的膠原蛋白分子的N，N-二甲基乙酰胺溶液與端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液反應(yīng)，膠原蛋白分子與端基為異氰酸酯基的聚合物的摩爾比為2.1～2.5在35～45℃下聚合90～150min，聚合完成后，制得膠原蛋白分子封端的高聚物溶液；1.4)制備助劑漿料：將抗紫外劑、抗氧劑、潤滑劑、消光劑和N，N-二甲基乙酰胺混合，通過攪拌器攪拌、研磨機(jī)研磨達(dá)到均勻分散的目的，制備的漿料的質(zhì)量百分比濃度為25～35％；1.5)制備紡絲原液：將步驟1.3)制備的高聚物溶液與步驟1.4)制備的助劑漿料在攪拌設(shè)備中分散均勻后，進(jìn)入熟化階段。在熟化階段，溫度為30～40℃，儲存40～60小時，熟化完全后，得到紡絲原液；1.6)將紡絲原液從噴絲板組合件擠出，通過濕干法紡絲，溶劑揮發(fā)后制得皮膚友好型氨綸纖維。其中所述的膠原蛋白分子的相對分子量為15000～30000。膠原蛋白分子的分子式如下：其中所述的抗紫外劑為2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，抗氧劑為雙(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，潤滑劑為硬脂酸鎂，消光劑為二氧化鈦。其中所述濕干法紡絲方法為：1)紡絲原液從噴絲板擠出后，直接進(jìn)入凝固浴，凝固浴為質(zhì)量百分比濃度為5.0％～15.0％的DMAc水溶液，在凝固浴中行進(jìn)距離為3.0～6.0米，凝固浴的溫度為40～50℃，經(jīng)此過程制得生絲；2)生絲進(jìn)入干法紡絲甬道，甬道上進(jìn)風(fēng)溫度為150～180℃。有益效果：本發(fā)明通過利用獨(dú)特的工藝，制備的皮膚友好型氨綸纖維具備與皮膚較好的親和性，同時具有吸濕、排汗的功效，大大提升服用時的舒適感；另外，該纖維具備生物降解的特性，是環(huán)境友好型產(chǎn)品。其制備方法較為獨(dú)特，通過嵌段共聚將膠原蛋白分子嫁接在聚氨酯分子的兩端，嵌段過程保持在低溫下進(jìn)行，保證了膠原蛋白分子的活性，從而達(dá)到分子級別的材料復(fù)合技術(shù)水平，使制備的材料既有彈性，又有膠原蛋白的活性。采用獨(dú)特的濕干法紡絲技術(shù)，在濕法紡絲過程中盡量將大部分溶劑去除，而且在纖維表面形成大量的微孔結(jié)構(gòu)；在干法紡絲過程中，降低熱量，主要起到干燥纖維的作用，減少高溫對高分子的影響。本發(fā)明制造工藝先進(jìn)，對設(shè)備沒有特殊要求，工業(yè)化實(shí)施容易，便于推廣。具體實(shí)施方式本發(fā)明的一種皮膚友好型氨綸纖維，其質(zhì)量百分比配方為：所述的膠原蛋白分子的相對分子量為15000～30000。膠原蛋白分子的分子式如下：所述的抗紫外劑為2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，抗氧劑為雙(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，潤滑劑為硬脂酸鎂，消光劑為二氧化鈦。實(shí)施例1：第一步：制備含有聚醚多元醇結(jié)構(gòu)單元的預(yù)聚物溶液將二異氰酸酯與聚四氫呋喃二醇的摩爾比為1.8在90℃下預(yù)聚合120min，預(yù)聚合完成后，向預(yù)聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶劑制成質(zhì)量百分比濃度為35％的預(yù)聚物溶液；第二步：制備端基為異氰酸酯基的聚合物溶液擴(kuò)鏈劑為乙二胺、丙二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液，質(zhì)量百分比濃度為5.0％；擴(kuò)鏈劑添加到制備的預(yù)聚物溶液中擴(kuò)鏈，反應(yīng)溫度為80℃，擴(kuò)鏈后即制得端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液；第三步：制備膠原蛋白分子封端的高聚物溶液將質(zhì)量百分比濃度為25％的膠原蛋白分子的N，N-二甲基乙酰胺溶液與端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液反應(yīng)，膠原蛋白分子與端基為異氰酸酯基的聚合物的摩爾比為2.1在40℃下聚合150min，聚合完成后，制得膠原蛋白分子封端的高聚物溶液；其中膠原蛋白分子的相對分子量為15000。第四步：制備助劑漿料將抗紫外劑、抗氧劑、潤滑劑、消光劑和N，N-二甲基乙酰胺混合，通過攪拌器攪拌、研磨機(jī)研磨達(dá)到均勻分散的目的，制備的漿料的質(zhì)量百分比濃度為30％；第五步：制備紡絲原液將制備的高聚物溶液與制備的助劑漿料在攪拌設(shè)備中分散均勻后，進(jìn)入熟化階段。在熟化階段，溫度為30℃，儲存40小時，熟化完全后，得到紡絲原液；第六步：紡絲1)濕法紡絲a.凝固浴為質(zhì)量百分比濃度為5.0％的DMAc水溶液；b.在凝固浴中行進(jìn)距離為5米；c.凝固浴的溫度為45℃；2)干法紡絲a.風(fēng)量：上進(jìn)/上回/下回＝0.65/0.35/0.28；b.溫度(℃)：上甬/中甬/下甬＝170/145/110；c.紡絲速度：600m/min。經(jīng)以上步驟制得皮膚友好型氨綸纖維。實(shí)施例2：第一步：制備含有聚醚多元醇結(jié)構(gòu)單元的預(yù)聚物溶液將二異氰酸酯與聚四氫呋喃二醇的摩爾比為1.8在80℃下預(yù)聚合100min，預(yù)聚合完成后，向預(yù)聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶劑制成質(zhì)量百分比濃度為35％的預(yù)聚物溶液；第二步：制備端基為異氰酸酯基的聚合物溶液擴(kuò)鏈劑為乙二胺、丙二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液，質(zhì)量百分比濃度為5.0％；擴(kuò)鏈劑添加到制備的預(yù)聚物溶液中擴(kuò)鏈，反應(yīng)溫度為80℃，擴(kuò)鏈后即制得端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液；第三步：制備膠原蛋白分子封端的高聚物溶液將質(zhì)量百分比濃度為25％的膠原蛋白分子的N，N-二甲基乙酰胺溶液與端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液反應(yīng)，膠原蛋白分子與端基為異氰酸酯基的聚合物的摩爾比為2.2在40℃下聚合150min，聚合完成后，制得膠原蛋白分子封端的高聚物溶液；其中膠原蛋白分子的相對分子量為20000。第四步：制備助劑漿料將抗紫外劑、抗氧劑、潤滑劑、消光劑和N，N-二甲基乙酰胺混合，通過攪拌器攪拌、研磨機(jī)研磨達(dá)到均勻分散的目的，制備的漿料的質(zhì)量百分比濃度為30％；第五步：制備紡絲原液將制備的高聚物溶液與制備的助劑漿料在攪拌設(shè)備中分散均勻后，進(jìn)入熟化階段。在熟化階段，溫度為30℃，儲存40小時，熟化完全后，得到紡絲原液；第六步：紡絲1)濕法紡絲a.凝固浴為質(zhì)量百分比濃度為5.0％的DMAc水溶液；b.在凝固浴中行進(jìn)距離為5米；c.凝固浴的溫度為45℃；2)干法紡絲a.風(fēng)量：上進(jìn)/上回/下回＝0.65/0.35/0.28；b.溫度(℃)：上甬/中甬/下甬＝170/145/110；c.紡絲速度：600m/min。經(jīng)以上步驟制得皮膚友好型氨綸纖維。實(shí)施例3：第一步：制備含有聚醚多元醇結(jié)構(gòu)單元的預(yù)聚物溶液將二異氰酸酯與聚四氫呋喃二醇的摩爾比為1.8在70℃下預(yù)聚合110min，預(yù)聚合完成后，向預(yù)聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶劑制成質(zhì)量百分比濃度為35％的預(yù)聚物溶液；第二步：制備端基為異氰酸酯基的聚合物溶液擴(kuò)鏈劑為乙二胺、丙二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液，質(zhì)量百分比濃度為5.0％；擴(kuò)鏈劑添加到制備的預(yù)聚物溶液中擴(kuò)鏈，反應(yīng)溫度為80℃，擴(kuò)鏈后即制得端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液；第三步：制備膠原蛋白分子封端的高聚物溶液將質(zhì)量百分比濃度為25％的膠原蛋白分子的N，N-二甲基乙酰胺溶液與端基為異氰酸酯基的聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液反應(yīng)，膠原蛋白分子與端基為異氰酸酯基的聚合物的摩爾比為2.3在40℃下聚合150min，聚合完成后，制得膠原蛋白分子封端的高聚物溶液；其中膠原蛋白分子的相對分子量為30000。第四步：制備助劑漿料將抗紫外劑、抗氧劑、潤滑劑、消光劑和N，N-二甲基乙酰胺混合，通過攪拌器攪拌、研磨機(jī)研磨達(dá)到均勻分散的目的，制備的漿料的質(zhì)量百分比濃度為30％；第五步：制備紡絲原液將制備的高聚物溶液與制備的助劑漿料在攪拌設(shè)備中分散均勻后，進(jìn)入熟化階段。在熟化階段，溫度為30℃，儲存40小時，熟化完全后，得到紡絲原液；第六步：紡絲1)濕法紡絲a.凝固浴為質(zhì)量百分比濃度為5.0％的DMAc水溶液；b.在凝固浴中行進(jìn)距離為5米；c.凝固浴的溫度為45℃；2)干法紡絲a.風(fēng)量：上進(jìn)/上回/下回＝0.65/0.35/0.28；b.溫度(℃)：上甬/中甬/下甬＝170/145/110；c.紡絲速度：600m/min。經(jīng)以上步驟制得皮膚友好型氨綸纖維。