本發(fā)明涉及纖維，具體為一種防靜電抗菌纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚酯纖維是一類由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的高分子化合物，它的主要特點(diǎn)是有良好的彈性和形狀穩(wěn)定性，抗皺性和耐磨性都非常好。盡管聚酯纖維因其出色的力學(xué)性能、耐久性和廣泛的應(yīng)用范圍而備受關(guān)注，但它仍存在一些不足之處。

2、現(xiàn)有的聚酯纖維普遍面臨著易燃問(wèn)題，這限制了其在高溫環(huán)境下或者對(duì)防火安全要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用，除此之外，傳統(tǒng)的聚酯纖維也缺乏有效的抗菌特性，這使得它們?cè)卺t(yī)療衛(wèi)生等要求衛(wèi)生條件的用途中受到限制；同時(shí)，在戶外用品等應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)有聚酯纖維通常不提供足夠的抗紫外線保護(hù)，導(dǎo)致纖維在長(zhǎng)時(shí)間暴露于陽(yáng)光下后易發(fā)生老化和性能退化；此外，由于聚酯的非導(dǎo)電性質(zhì)，這些纖維還容易積聚靜電，這不僅帶來(lái)穿著和使用上的不便，而且在易燃環(huán)境中可能構(gòu)成安全隱患。因此，盡管聚酯纖維在許多方面表現(xiàn)優(yōu)異，但在阻燃、抗菌、抗紫外及抗靜電性能方面的局限性，仍然需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)克服。本發(fā)明制備的防靜電抗菌纖維具有優(yōu)異的抗靜電性阻燃性抗菌性和抗紫外線性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種防靜電抗菌纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(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、一種防靜電抗菌纖維，所述防靜電抗菌纖維是將對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉和1,4-丁烯二醇聚合生成含雙鍵聚酯，將含雙鍵聚酯和4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮接枝得到改性聚酯；將二氧化硅納米顆粒、1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三(4-氯苯基)膦反應(yīng)得到多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒；將改性聚酯和多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆?；旌喜⑦M(jìn)行熔融紡絲得到防靜電抗菌纖維。

4、一種防靜電抗菌纖維的制備方法，包括以下制備步驟：

5、（1）在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，稱取對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、1,4-丁烯二醇和三氧化二銻并混合均勻，升溫至160-170℃反應(yīng)40-50min，再升溫至230-240℃，攪拌反應(yīng)2-2.5h，攪拌速度為200-300r/min，反應(yīng)結(jié)束后，以0.4-0.5kpa/min的降壓速率進(jìn)行降低壓并以1-2℃/min的升溫速率進(jìn)行升溫，溫度達(dá)到270-280℃且壓力小于0.1kpa后，在70℃真空干燥箱中干燥6-8h，真空干燥箱真空度為0.08mpa，得到含雙鍵聚酯；

6、（2）將含雙鍵聚酯、4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮和過(guò)氧化二異丙苯混合均勻，加入轉(zhuǎn)矩流變儀混料器中進(jìn)行混煉，其中混煉溫度為270-280℃，混煉時(shí)間為8-10min，混煉轉(zhuǎn)速為50-60r/min，得到改性聚酯；

7、（3）稱取按質(zhì)量份數(shù)計(jì)二氧化硅納米顆粒12-14份、碘化亞銅0.01-0.015份、四(三苯基膦)鈀(0)0.3-0.5份、三乙胺甲苯混合液50-60份、1,2-二(4-吡啶基)乙烯0.6-0.8份、三(4-氯苯基)膦1-2份，將二氧化硅納米顆粒、碘化亞銅和四(三苯基膦)鈀(0)依次加入三乙胺甲苯混合液中并重復(fù)超聲三次，每次15min，超聲功率為20-40khz，繼續(xù)加入1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三(4-氯苯基)膦，在氮?dú)夥諊律郎刂?0-90℃，攪拌反應(yīng)18-20h，攪拌速度為300-400r/min，抽濾并使用甲醇洗滌3-5次，在50-60℃下干燥6-8h，得到多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒；

8、（4）將改性聚酯、多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒按質(zhì)量比100:3-5混合均勻，升溫至130-140℃干燥48-50h，送入雙螺桿高速?gòu)?fù)合紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，得到初生纖維，將初生纖維在平行牽伸機(jī)上進(jìn)行牽伸，得到防靜電抗菌纖維。

9、作為優(yōu)化，步驟（1）所述對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、1,4-丁烯二醇和的摩爾比為1:0.2-0.3:1.3-1.5，所述三氧化二銻的質(zhì)量為對(duì)苯二甲酸的0.03-0.05倍。

10、作為優(yōu)化，步驟（2）所述含雙鍵聚酯、4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮和過(guò)氧化二異丙苯的質(zhì)量比為50-60:1:0.03-0.05。

11、作為優(yōu)化，步驟（3）所述二氧化硅納米顆粒粒徑為300nm，購(gòu)于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，所述三乙胺甲苯混合液由三乙胺和甲苯組成，其中，三乙胺和甲苯的體積比為1:1。

12、作為優(yōu)化，步驟（4）所述雙螺桿高速?gòu)?fù)合紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲的紡絲工藝參數(shù)為，噴絲板規(guī)格為0.3mm*36f，噴絲孔長(zhǎng)徑比為1:2，紡絲速度為700m/min，紡絲溫度為270℃，所述牽伸工藝條件為：熱輥溫度65℃，定型溫度150℃，牽伸速度300m/min，牽伸倍數(shù)3.2。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

14、本發(fā)明在制備防靜電抗菌纖維時(shí)，將對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉和1,4-丁烯二醇聚合生成含雙鍵聚酯，將含雙鍵聚酯和4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮接枝得到改性聚酯；將二氧化硅納米顆粒、1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三(4-氯苯基)膦反應(yīng)得到多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒；將改性聚酯和多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆?；旌喜⑦M(jìn)行熔融紡絲得到防靜電抗菌纖維。

15、首先，對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉和1,4-丁烯二醇聚合生成含雙鍵聚酯，將含雙鍵聚酯和4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮接枝得到改性聚酯；對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉和1,4-丁烯二醇通過(guò)二元酸和二元醇的縮聚反應(yīng)制得主鏈含親水磺酸基團(tuán)和雙鍵的聚酯，主鏈上的雙鍵和4-丙烯氧基-2-羥基二苯甲酮通過(guò)熔融接枝進(jìn)行自由基反應(yīng)，在主鏈上接枝上羥基苯甲酮結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的酮基與羥基能生成分子內(nèi)氫鍵，構(gòu)成螯合環(huán)，在吸收紫外線光能量后，發(fā)生分子的熱振動(dòng)，內(nèi)在氫鍵破壞，螯合環(huán)打開(kāi)，把紫外光的能量變成熱能而釋放出來(lái)；從而賦予纖維抗紫外性能。

16、其次，將二氧化硅納米顆粒、1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三(4-氯苯基)膦反應(yīng)得到多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒；1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三(4-氯苯基)膦發(fā)生親核取代反應(yīng)得到季銨鹽型共軛多孔聚合物，并在聚合的過(guò)程中包裹二氧化硅納米顆粒；季銨鹽陽(yáng)離子能夠與細(xì)菌細(xì)胞膜上的負(fù)電荷相互作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，進(jìn)而使細(xì)菌死亡，由于季銨鹽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地嵌入在多孔聚合物骨架中，可以表現(xiàn)出持久的抗菌性能，賦予纖維抗菌性能，聚合物中的共軛體系允許π電子在分子內(nèi)自由移動(dòng)，從而促進(jìn)電子的流動(dòng)性，增強(qiáng)纖維的導(dǎo)電性，同時(shí)聚合物結(jié)構(gòu)中的磷元素還可以賦予纖維一定的阻燃性能，聚合物包裹的二氧化硅納米粒子由于二氧化硅出色的穩(wěn)定性，不僅可以進(jìn)一步提高纖維的阻燃性能，還可以增強(qiáng)纖維的耐高熱抗拉強(qiáng)度等性能。

17、最后，將改性聚酯和多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒反應(yīng)并進(jìn)行熔融紡絲得到防靜電抗菌纖維，改性聚氨酯上帶有負(fù)電的磺酸基團(tuán)可以和帶正電的多孔有機(jī)聚合物包覆二氧化硅納米顆粒發(fā)生靜電吸附，可以增強(qiáng)兩種材料之間的結(jié)合力，增強(qiáng)二氧化硅納米粒子的分散性，從而提高纖維的力學(xué)性能。