本發(fā)明涉及復(fù)合纖維，具體是一種疏水型phbv復(fù)合纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)保、健康等理念的推廣，在紡織領(lǐng)域中，消費(fèi)者的目光逐漸從難降解的化學(xué)合成纖維轉(zhuǎn)移到生物基可降解材料上，開(kāi)發(fā)可降解綠色復(fù)合材料對(duì)于解決環(huán)境污染有著重要意義，phbv的全稱為聚(3-羥基丁酸-co-3-羥基戊酸共聚酯)，是一種由生物發(fā)酵生產(chǎn)的可降解聚合物材料，由于其良好的力學(xué)強(qiáng)度和可降解性而受到廣泛關(guān)注，但是同樣存在熱穩(wěn)定性差、加工窗口狹窄等缺陷，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。

2、現(xiàn)有市場(chǎng)中通常選擇共混來(lái)改善復(fù)合材料的物理力學(xué)性能，但是將其應(yīng)用于紡織領(lǐng)域時(shí)，同樣存在疏水防污性差、抗菌性有限等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種疏水型phbv復(fù)合纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

4、s1：將phbv、聚乳酸、復(fù)合納米纖維素烘干，將phbv、聚乳酸、復(fù)合納米纖維素、增容劑混合，熔融擠出，得到共混母粒；

5、s2：將共混母粒干燥后，進(jìn)行熔融紡絲，得到原絲；

6、s3：將原絲依次經(jīng)過(guò)牽伸、卷曲、切斷，得到一種疏水型phbv復(fù)合纖維。

7、進(jìn)一步的，共混母粒中phbv、聚乳酸的質(zhì)量含量比為17-27%。

8、進(jìn)一步的，共混母粒中復(fù)合納米纖維素、聚乳酸的質(zhì)量含量比為6-9%；共混母粒中增容劑、聚乳酸的質(zhì)量含量比為2-4%。

9、進(jìn)一步的，熔融擠出的工作條件為：螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min，工作溫度為180℃。

10、進(jìn)一步的，熔融紡絲的工作條件為：紡絲溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，噴絲孔直徑為2mm，卷繞速度為35m/min。

11、進(jìn)一步的，牽伸的工作條件為：牽伸溫度為68-72℃，牽伸倍數(shù)為2.5-3倍，卷繞速度為190m/min。

12、進(jìn)一步的，增容劑為酯交換催化劑與馬來(lái)酸酐以質(zhì)量比1：2復(fù)配得到。

13、進(jìn)一步的，復(fù)合納米纖維素的制備包括以下步驟：

14、（1）采用超聲細(xì)胞破碎機(jī)對(duì)微晶纖維素進(jìn)行處理，得到納米纖維素；將納米纖維素、去離子水混合，制備納米纖維素懸浮液，加入高碘酸鈉，避光條件下攪拌22-24h，離心，加去離子水稀釋，超聲分散，加入銀氨溶液，超聲震蕩，轉(zhuǎn)移到38-42℃水浴中保溫10-20min，得到載銀納米纖維素；

15、（2）將載銀納米纖維素、n,n-二甲基乙酰胺混合，加入十六烷基三甲基溴化銨、碳酸鈉，水浴保溫50-60min，加入烯基琥珀酸酐，攪拌5-6h，抽濾、洗滌，用鹽酸浸泡8-10min，水洗至中性，得到雙鍵化載銀納米纖維素；

16、（3）在氮?dú)鈿夥障?，將甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯、雙鍵化載銀納米纖維素、雙鍵化丁香醛、甲基丙烯酸羥乙酯、偶氮二異丁腈、n,n-二甲基甲酰胺混合，升溫至68-72℃保溫4-6h，加入去離子水，烘干，得到復(fù)合納米纖維素。

17、進(jìn)一步的，雙鍵化丁香醛的制備包括以下步驟：

18、在氮?dú)鈿夥障?，將香草醛?-二甲氨基吡啶混合，加入甲基丙烯酸酐，升溫至48-52℃保溫22-24h，加入15ml二氯甲烷，用飽和碳酸氫鈉水溶液水洗至無(wú)氣泡，依次用氫氧化鈉水溶液、鹽酸水溶液洗滌1-3次，加入無(wú)水硫酸鎂干燥，抽濾、減壓蒸餾、烘干，得到雙鍵化香草醛。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、本發(fā)明提供一種疏水型phbv復(fù)合纖維及其制備方法，通過(guò)優(yōu)化成分與工藝，制備得到力學(xué)強(qiáng)度高、抗菌性好的疏水型phbv復(fù)合纖維。

21、選用可降解的高分子聚合物聚乳酸與phbv共混制備復(fù)合纖維，選用酯交換催化劑、馬來(lái)酸酐復(fù)配作為增容劑提高兩者相容性，在克服聚乳酸固有脆性的同時(shí)，改善phbv的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

22、為了賦予復(fù)合纖維優(yōu)異的抗菌性，本發(fā)明中引入納米銀作為抗菌劑，為了提高納米銀在纖維中分散的均勻性，本發(fā)明中先用微晶纖維素破碎制備納米纖維素，然后利用高碘酸鈉處理，得到醛基化納米纖維素，然后加入銀氨溶液原位合成載銀納米纖維素，解決納米銀易團(tuán)聚的難題，將載銀納米纖維素與phbv、聚乳酸復(fù)合，既發(fā)揮納米纖維素的補(bǔ)強(qiáng)作用，又賦予復(fù)合纖維抑菌性；

23、為了進(jìn)一步提高載銀納米纖維素與復(fù)合纖維的界面相容性，使載銀納米纖維素牢固的結(jié)合在復(fù)合纖維中，為其提供持久的抗菌性與疏水性，對(duì)載銀納米纖維素進(jìn)行改性處理，先用烯基琥珀酸酐在載銀納米纖維素上引入不飽和雙鍵，得到雙鍵化載銀納米纖維素，然后利用自由基聚合，將甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯、雙鍵化載銀納米纖維素、雙鍵化丁香醛、甲基丙烯酸羥乙酯反應(yīng)，制備綠色健康、無(wú)氟疏水、廣譜抗菌、具有多活性位點(diǎn)的復(fù)合納米纖維素；其中雙鍵化丁香醛以具有抗菌特性的生物質(zhì)基香草醛為原料，采用steglich酯化對(duì)其進(jìn)行雙鍵化改性而成，雙鍵化丁香醛的引入在協(xié)同納米銀實(shí)現(xiàn)廣譜抗菌效用的同時(shí)，提高復(fù)合納米纖維素與基料的結(jié)合強(qiáng)度，從而賦予復(fù)合纖維持久的抗菌、疏水特性，從而提高復(fù)合纖維的使用范圍與壽命。

技術(shù)特征：

1.一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，共混母粒中phbv、聚乳酸的質(zhì)量含量比為17-27%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，共混母粒中復(fù)合納米纖維素、聚乳酸的質(zhì)量含量比為6-9%；共混母粒中增容劑、聚乳酸的質(zhì)量含量比為2-4%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，熔融擠出的工作條件為：螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min，工作溫度為180℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，熔融紡絲的工作條件為：紡絲溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，噴絲孔直徑為2mm，卷繞速度為35m/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，牽伸的工作條件為：牽伸溫度為68-72℃，牽伸倍數(shù)為2.5-3倍，卷繞速度為190m/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述增容劑為酯交換催化劑與馬來(lái)酸酐以質(zhì)量比1：2復(fù)配得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合納米纖維素的制備包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種疏水型phbv復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述雙鍵化丁香醛的制備包括以下步驟：

10.一種疏水型phbv復(fù)合纖維，其特征在于，由權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及復(fù)合纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種疏水型PHBV復(fù)合纖維及其制備方法，選用聚乳酸與PHBV作為復(fù)合纖維原料，選用酯交換催化劑、馬來(lái)酸酐復(fù)配作為增容劑；用微晶纖維素破碎制備納米纖維素，然后利用高碘酸鈉處理，得到醛基化納米纖維素，然后加入銀氨溶液原位合成載銀納米纖維素，用烯基琥珀酸酐在載銀納米纖維素上引入不飽和雙鍵，得到雙鍵化載銀納米纖維素，然后利用自由基聚合，將甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯、雙鍵化載銀納米纖維素、雙鍵化丁香醛、甲基丙烯酸羥乙酯反應(yīng)，制備綠色健康、無(wú)氟疏水、廣譜抗菌、具有多活性位點(diǎn)的復(fù)合納米纖維素；賦予復(fù)合纖維持久的抗菌、疏水特性，從而提高復(fù)合纖維的使用范圍與壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：周緹娜,文鵬,李瑞瑞,朱世揚(yáng),包志明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京禾素時(shí)代抗菌材料科技集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19