CN119711027B - 一种吸湿抗菌面料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸湿抗菌面料及其制备方法，属于纺织技术领域；本发明通过先将面料改性剂和引发剂用溶剂溶解制备改性溶液，再用改性溶液对涤纶纤维进行改性得到改性涤纶纤维，最后将改性涤纶纤维和混纺纤维纺织得到一种吸湿抗菌面料；本发明通过对涤纶纤维表面进行接枝改性，制备得到改性涤纶纤维保留了涤纶纤维的优点，具有优秀的强度和耐磨性，出色的弹性恢复能力，不易起皱，经过面料改性剂改性的涤纶纤维解决了表面疏水导致的吸湿性不足的问题，且具有抗菌性能，最终得到的混纺面料吸湿透气性良好，且具有抗菌性。

Description

一种吸湿抗菌面料及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体地，涉及一种吸湿抗菌面料及其制备方法。

背景技术

涤纶面料是一种广泛应用的合成纤维面料，涤纶面料具有较高的强度，不容易磨损或撕裂，经久耐用，且抗皱性能良好，易于清洗，弹性恢复能力优秀，不易形变和产生褶皱，还是耐热性最为优秀的材料之一，深受市场消费者的喜爱。

但涤纶面料也存在一些难以忽视的缺点，涤纶面料的吸湿性不如天然纤维，如棉、麻等，这是因为涤纶纤维表面的分子链上覆盖着大量的非极性酯基基团，这些非极性基团使得水分子难以与纤维表面形成氢键或其他强相互作用，因此纤维表面表现出疏水性，因此在夏天潮湿的环境下，涤纶面料可能无法及时吸收和排出汗液，导致穿着者有闷热感，因此透气性不佳，这大大限制了涤纶面料在夏装中的使用，此外涤纶纤维本身缺乏抗菌性能，基于此，本发明提供一种吸湿抗菌面料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸湿抗菌面料及其制备方法，用于解决上述背景技术中提到的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种吸湿抗菌面料，包含以下质量份数的原料：涤纶纤维100份、混纺纤维80份、面料改性剂8-10份、引发剂0.2-0.4份、溶剂2500-3000份；

一种吸湿抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、按质量份数涤纶纤维100份、混纺纤维80份、面料改性剂8-10份、引发剂0.2-0.4份、溶剂2500-3000份称取各原料；

第二步、将面料改性剂和引发剂加入容器中，并向容器中加入溶剂，室温条件下搅拌溶解得到改性溶液；

第三步、向改性溶液中加入涤纶纤维，持续搅拌反应，之后将涤纶纤维取出并轧去多余浸渍液、烘干得到改性涤纶纤维；

第四步、将改性涤纶纤维用乙醇溶液洗涤后烘干并作为经线，混纺纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料。

进一步地，所述混纺纤维为腈纶纤维、棉纤维、氨纶纤维中的一种或几种混合。

进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种。

进一步地，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。

进一步地，第三步中搅拌的转速条件为150-250rpm，搅拌的时间条件为40-60min，轧余率为100%，烘干的条件为在温度50℃条件下预烘10min后再在温度110℃条件下烘烤10min。

进一步地，第四步中所用的乙醇溶液为体积分数75%的乙醇水溶液，烘干条件为在温度50-60℃条件下烘至恒重。

进一步地，所述面料改性剂由以下步骤制成：

步骤1、将连苯三酚、冰醋酸混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至70-90℃，之后向三口烧瓶中滴加乌洛托品的冰醋酸溶液，滴加时间为0.5h，滴加完毕后在温度70-90℃条件下继续反应3-4h，之后冷却至室温，并向三口烧瓶中加入稀盐酸，之后继续搅拌1h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后得到中间体1；

步骤2、将中间体1、N-甲基烯丙基胺、月桂酸、去离子水混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至80℃，并在温度80℃条件下反应0.5h，之后向三口烧瓶中加入吡啶，并在温度80℃条件下继续反应4-5h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后经硅胶层柱析得到中间体2；

步骤3、将中间体2、丁基氯、乙腈混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，在温度40-60℃条件下反应12-16h，反应结束后，旋蒸得到所述面料改性剂；

进一步地，步骤1中所用的乌洛托品的冰醋酸溶液由0.15mol乌洛托品和40mL冰醋酸配制而成，步骤1中所用稀盐酸的浓度为4mol/L。

进一步地，步骤1中所用连苯三酚、冰醋酸、乌洛托品的冰醋酸溶液、稀盐酸的用量比为0.09-0.11mol：50-60mL：63g：60-80mL。

进一步地，步骤2中所用中间体1、N-甲基烯丙基胺、月桂酸、去离子水、吡啶的用量比为0.06mol：0.06-0.07mol：0.012-0.014mol：80-100mL：0.06mol。

进一步地，步骤3中所用中间体2、丁基氯、乙腈的用量比为0.03mol：0.06-0.08mol：40-60mL。

本发明的有益效果：

本发明通过先将面料改性剂和引发剂用溶剂溶解制备改性溶液，再用改性溶液对涤纶纤维进行改性得到改性涤纶纤维，最后将改性涤纶纤维和混纺纤维纺织得到一种吸湿抗菌面料；本发明通过对涤纶纤维表面进行接枝改性，制备得到改性涤纶纤维保留了涤纶纤维的优点，具有优秀的强度和耐磨性，出色的弹性恢复能力，不易起皱，经过面料改性剂改性的涤纶纤维解决了表面疏水导致的吸湿性不足的问题，且具有抗菌性能，最终得到的混纺面料吸湿透气性良好，且具有抗菌性。

本发明以连苯三酚和乌洛托品为原料，在冰醋酸的作用下通过duff反应得到甲酰化的连苯三酚中间体1，进而以中间体1、N-甲基烯丙基胺、吡啶为原料，在月桂酸的催化作用下通过mannich反应得到带有双键和吡啶环结构的中间体2，最后以中间体2为原料，利用中间体2与丁基氯发生季铵盐反应得到一种面料改性剂；本发明的面料改性剂中含有双键，能在引发剂的作用下接枝在涤纶纤维表面对涤纶纤维进行改性，本发明的面料改性剂中含有大量的亲水的酚羟基，易与水分子形成氢键，能够提高涤纶纤维的吸湿性能，此外本发明的面料改性剂中还具有吡啶基季铵盐结构，能够赋予涤纶纤维良好的抗菌性能，使涤纶纤维的性能更加优秀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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

一种面料改性剂，由以下步骤制成：

步骤1、将0.09mol连苯三酚、50mL冰醋酸混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至70℃，之后向三口烧瓶中滴加63g由0.15mol乌洛托品和40mL冰醋酸配制成的溶液，滴加时间为0.5h，滴加完毕后在温度70℃条件下继续反应3h，之后冷却至室温，并向三口烧瓶中加入60mL浓度4mol/L的稀盐酸，之后继续搅拌1h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后得到中间体1；

步骤2、将0.06mol中间体1、0.06molN-甲基烯丙基胺、0.012mol月桂酸、80mL去离子水混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至80℃，并在温度80℃条件下反应0.5h，之后向三口烧瓶中加入0.06mol吡啶，并在温度80℃条件下继续反应4h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后经硅胶层柱析得到中间体2；

步骤3、将0.03mol中间体2、0.06mol丁基氯、40mL乙腈混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，在温度40℃条件下反应12h，反应结束后，旋蒸得到所述面料改性剂。

实施例2

一种面料改性剂，由以下步骤制成：

步骤1、将0.1mol连苯三酚、55mL冰醋酸混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至80℃，之后向三口烧瓶中滴加63g由0.15mol乌洛托品和40mL冰醋酸配制成的溶液，滴加时间为0.5h，滴加完毕后在温度80℃条件下继续反应3.5h，之后冷却至室温，并向三口烧瓶中加入70mL浓度4mol/L的稀盐酸，之后继续搅拌1h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后得到中间体1；

步骤2、将0.06mol中间体1、0.065molN-甲基烯丙基胺、0.013mol月桂酸、90mL去离子水混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至80℃，并在温度80℃条件下反应0.5h，之后向三口烧瓶中加入0.06mol吡啶，并在温度80℃条件下继续反应4.5h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后经硅胶层柱析得到中间体2；

步骤3、将0.03mol中间体2、0.07mol丁基氯、50mL乙腈混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，在温度50℃条件下反应14h，反应结束后，旋蒸得到所述面料改性剂。

实施例3

一种面料改性剂，由以下步骤制成：

步骤1、将0.11mol连苯三酚、60mL冰醋酸混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至90℃，之后向三口烧瓶中滴加63g由0.15mol乌洛托品和40mL冰醋酸配制成的溶液，滴加时间为0.5h，滴加完毕后在温度90℃条件下继续反应4h，之后冷却至室温，并向三口烧瓶中加入80mL浓度4mol/L的稀盐酸，之后继续搅拌1h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后得到中间体1；

步骤2、将0.06mol中间体1、0.07molN-甲基烯丙基胺、0.014mol月桂酸、100mL去离子水混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，将体系温度升至80℃，并在温度80℃条件下反应0.5h，之后向三口烧瓶中加入0.06mol吡啶，并在温度80℃条件下继续反应5h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，并用分液漏斗分离有机层，有机层旋蒸后经硅胶层柱析得到中间体2；

步骤3、将0.03mol中间体2、0.08mol丁基氯、60mL乙腈混合于三口烧瓶中，装上冷凝管和温度计，开启磁力搅拌，在温度60℃条件下反应16h，反应结束后，旋蒸得到所述面料改性剂。

实施例4

一种吸湿抗菌面料，包含以下质量份数的原料：涤纶纤维100份、腈纶纤维80份、实施例1中得到的面料改性剂8份、过氧化苯甲酰0.2份、N,N-二甲基乙酰胺2500份；

一种吸湿抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、按质量份数涤纶纤维100份、腈纶纤维80份、实施例1中得到的面料改性剂8份、过氧化苯甲酰0.2份、N,N-二甲基乙酰胺2500份称取各原料；

第二步、将实施例1中得到的面料改性剂和过氧化苯甲酰加入容器中，并向容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，室温条件下搅拌溶解得到改性溶液；

第三步、向改性溶液中加入涤纶纤维，并在转速150rpm条件下搅拌40min，之后将涤纶纤维取出并轧去多余浸渍液，轧余率为100%、最后在温度50℃条件下预烘10min后再在温度110℃条件下烘烤10min得到改性涤纶纤维；

第四步、将改性涤纶纤维用体积分数75%的乙醇溶液洗涤后在温度50℃条件下烘至恒重并作为经线，腈纶纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料。

实施例5

一种吸湿抗菌面料，包含以下质量份数的原料：涤纶纤维100份、棉纤维80份、实施例2中得到的面料改性剂9份、过氧化苯甲酰0.3份、N,N-二甲基乙酰胺2750份；

一种吸湿抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、按质量份数涤纶纤维100份、棉纤维80份、实施例2中得到的面料改性剂9份、过氧化苯甲酰0.3份、N,N-二甲基乙酰胺2750份称取各原料；

第二步、将实施例2中得到的面料改性剂和过氧化苯甲酰加入容器中，并向容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，室温条件下搅拌溶解得到改性溶液；

第三步、向改性溶液中加入涤纶纤维，并在转速200rpm条件下搅拌50min，之后将涤纶纤维取出并轧去多余浸渍液，轧余率为100%、最后在温度50℃条件下预烘10min后再在温度110℃条件下烘烤10min得到改性涤纶纤维；

第四步、将改性涤纶纤维用体积分数75%的乙醇溶液洗涤后在温度55℃条件下烘至恒重并作为经线，棉纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料。

实施例6

一种吸湿抗菌面料，包含以下质量份数的原料：涤纶纤维100份、氨纶纤维80份、实施例3中得到的面料改性剂10份、偶氮二异丁腈0.4份、N,N-二甲基乙酰胺3000份；

一种吸湿抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、按质量份数涤纶纤维100份、氨纶纤维80份、实施例3中得到的面料改性剂10份、偶氮二异丁腈0.4份、N,N-二甲基乙酰胺3000份称取各原料；

第二步、将实施例3中得到的面料改性剂和偶氮二异丁腈加入容器中，并向容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，室温条件下搅拌溶解得到改性溶液；

第三步、向改性溶液中加入涤纶纤维，并在转速250rpm条件下搅拌60min，之后将涤纶纤维取出并轧去多余浸渍液，轧余率为100%、最后在温度50℃条件下预烘10min后再在温度110℃条件下烘烤10min得到改性涤纶纤维；

第四步、将改性涤纶纤维用体积分数75%的乙醇溶液洗涤后在温度60℃条件下烘至恒重并作为经线，氨纶纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料。

对比例1

一种吸湿抗菌面料，包含以下质量份数的原料：涤纶纤维100份、氨纶纤维80份。

一种吸湿抗菌面料的制备方法，包括将涤纶纤维作为经线，氨纶纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料。

对比例2

本对比例为市售涤纶面料。

将实施例4-6和对比例1中的一种吸湿抗菌面料和对比例2中的市售涤纶面料分别参照国标GB/T6503《化学纤维回潮率测试方法》测试各组面料的回潮率，回潮率是指材料在达到吸湿平衡条件下吸收的水分质量占其干燥质量的百分比，通过回潮率能够反映吸湿性能，回潮率越高，则吸湿性能越强，并参照国标GB/T 20944.3-2008《纺织品 抗菌性能的评价 第3部分：振荡法》测试各组面料对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌的抑菌率，测试结果见表1：

表1

由表1可以看出，实施例4-6中的本发明的一种吸湿抗菌面料具有良好的吸湿性和抗菌效果，性能优于市售涤纶面料，而对比例1中一种吸湿抗菌面料性能不佳，原因系未使用本发明的面料改性剂进行接枝改性处理，综上，本发明的一种吸湿抗菌面料具有良好的吸湿性和抗菌性能，可以在服装面料领域广泛应用。

以上对本发明提供的一种吸湿抗菌面料及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种吸湿抗菌面料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

第一步、按质量份数涤纶纤维100份、混纺纤维80份、面料改性剂8-10份、引发剂0.2-0.4份、溶剂2500-3000份称取各原料；

第二步、将面料改性剂、引发剂、溶剂配制得到改性溶液；

第三步、向改性溶液中加入涤纶纤维，持续搅拌反应，之后将涤纶纤维取出并轧去多余浸渍液、烘干得到改性涤纶纤维；

第四步、将改性涤纶纤维用乙醇溶液洗涤后烘干并作为经线，混纺纤维作为纬线，将经线和纬线织造即得到一种吸湿抗菌面料；

其中，所述面料改性剂由以下步骤制成：

步骤1、将连苯三酚、冰醋酸混合均匀并将体系升温至70-90℃，再向体系中加入乌洛托品的冰醋酸溶液，控制反应温度70-90℃进行反应，反应完毕后冷却至室温，并向体系中加入稀盐酸，室温条件下继续进行反应得到中间体1；

步骤2、将中间体1、N-甲基烯丙基胺、月桂酸、去离子水混合均匀，控制反应温度80℃进行反应，反应完毕后向体系中加入吡啶，控制反应温度80℃继续进行反应得到中间体2；

步骤3、将中间体2、丁基氯、乙腈混合于均匀，控制反应温度40-60℃进行反应得到所述面料改性剂；

其中，所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，步骤1中所用的乌洛托品的冰醋酸溶液由0.15mol乌洛托品和40mL冰醋酸配制而成，所用稀盐酸的浓度为4mol/L，步骤1中所用连苯三酚、冰醋酸、乌洛托品的冰醋酸溶液、稀盐酸的用量比为0.09-0.11mol：50-60mL：63g：60-80mL，步骤2中所用中间体1、N-甲基烯丙基胺、月桂酸、去离子水、吡啶的用量比为0.06mol：0.06-0.07mol：0.012-0.014mol：80-100mL：0.06mol，步骤3中所用中间体2、丁基氯、乙腈的用量比为0.03mol：0.06-0.08mol：40-60mL。

2.根据权利要求1所述的一种吸湿抗菌面料的制备方法，其特征在于，所述混纺纤维为腈纶纤维、棉纤维、氨纶纤维中的一种或几种混合。

3.根据权利要求1所述的一种吸湿抗菌面料的制备方法，其特征在于，第三步中搅拌的转速条件为150-250rpm，搅拌的时间条件为40-60min，轧余率为100%，烘干的条件为在温度50℃条件下预烘10min后再在温度110℃条件下烘烤10min。

4.根据权利要求1所述的一种吸湿抗菌面料的制备方法，其特征在于，第四步中所用的乙醇溶液为体积分数75%的乙醇水溶液，烘干条件为在温度50-60℃条件下烘至恒重。