一种涤纶纤维超亲水面料及其制备方法与流程

1.本发明属于超亲水性纺织品的技术领域，尤其涉及一种涤纶纤维超亲水面料及其制备方法。


背景技术：

2.涤纶面料具有优异的物理性能，广泛应用于纺织品各个领域，然而其亲水性差使其产品在使用过程产生诸多缺陷。涤纶面料应用于服装使用的过程中，由于亲水性能差，使服用者的舒适性降低，且易产生静电积累、易沾污等不良性能。目前改善涤纶亲水性的方法主要有纤维超细化、界面沟槽化、界面坑洞化以及界面化学亲水改性。超细化、界面沟槽化、界面坑洞化基于增大纤维表面能的作用和毛细效应使液态分平铺于纤维界面进而实现水的传输，该方法适宜于面料在使用过程在中人体大量排汗的气候下改善人体舒适度。涤纶面料界面化学亲水改性商业多采用脂肪酸聚乙二醇酯为基础的化合物处理，或者在涤纶织物表面沉积纳米氧化物、接枝各种蛋白质等方法。该方法可有效解决面料界面液态水平铺，对于液态水方向性传输不及超细化、界面沟槽化差别化处理效果。例如，专利公开号cn105297456a公开了一种改性涤纶材料的制备方法，具体步骤为：1)将已经构建好的携带有具有亲水性和负电荷多肽的基因的原核系统表达载体转染大肠杆菌细胞，并诱导培养数小时；2)收集并破碎细胞，纯化后获得具有亲水性和带强负电性的第一多肽f1、第二多肽f4或第三多肽f8，并配制成功能多肽水溶液；3)将涤纶经氢氧化钠处理后用去离子水清洗，再浸入功能多肽水溶液中，加入交联剂4℃过夜反应，得改性涤纶材料。再者，专利公开号cn113403838a公开了一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：s1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，进行涤纶面料的表面改性；s2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、硅烷偶联剂混合得到亲水改性预反应液；s3.涤纶面料的接枝改性：将步骤s1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，一定温度下反应，并调节ph值，得到表面接枝改性的涤纶面料；s4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡戊二醛水溶液中，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。上述两篇专利均通过在涤纶纤维表面接枝蛋白类小分子多肽提高其亲水性，但是其液态水定向传输性较差。难以满足高品质热舒适型医护服、职业工装、训练服面料中对液态水的快速平铺以及快速传输性能的要求。因此，如何在涤纶面料中实现液态水的快速平铺以及快速传输是需要迫切解决的问题。


技术实现要素：

3.针对在涤纶面料中液态水的快速平铺以及快速传输效果差的技术问题，本发明提出一种一种涤纶纤维超亲水面料及其制备方法，所制备涤纶纤维超亲水面料具有超亲水性，能够实现液态水的快速平铺以及快速传输。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，具体包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤。
6.所述混纺为采用涤纶纤维与羊毛纤维，将涤纶纤维与羊毛纤维开松后制备混纺纱线，其中涤/毛混纺比例介于90/10-70/30之间。
7.所述织造为采用上述制备的混纺纱线进行织造，可以通过针织、机织等方法制备不同规格的涤/毛混纺面料。
8.所述后整理为将涤/毛混纺面料置于ph值为8-14，温度：60-100℃，还原剂质量比浓度为0.5-3％的整理液中处理时间10-120min。羊毛主要由蛋白质组成，蛋白质在碱性条件下发生水解反应，形成游离的氨基酸；而聚酯纤维在碱性条件下发生酯基水解，羊毛水解形成游离的氨基酸和涤纶(聚酯纤维)酯基水解的产物反应在涤纶纤维表面构筑一层粗糙的亲水界(原理见图1所示)。
9.所述还原剂为硫化钠或巯基乙醇，还原剂可以将羊毛纤维内部的二硫键在碱性条件快速拆解，最终形成游离氨基酸。
10.所述水洗为采用40-50℃温水洗一次、冷水洗两次。
11.所述烘培为在120-140℃条件下烘干1-3min。经水洗与烘培处理后得到涤纶纤维超亲水面料。
12.本发明的有益效果：本发明采用在纺纱工艺中采用涤纶与羊毛纤维以一定的配比均匀混合方式制备涤纶/羊毛混纺纱线，借助溶解体系在适宜的温度下，将羊毛纤维溶解，羊毛溶解过程中产物与涤纶酯水解的产物发生结合，在涤纶纤维界面构筑一层粗糙的亲水层，实现织物界面液态水的快速平铺。与此同时，羊毛纤维溶解后使纱体内部形成多通道孔隙结构，利于液态水的毛细效应，增强液态水的快速传递。
13.本发明一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，所制备涤纶纤维超亲水面料具有超亲水性，且工艺简单、操作性强、具有较高的市场应用价值。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为涤纶纤维超亲水面料的制备原理。
16.图2为纱线横截面借助vk-x110形状激光显微镜记录图。
17.图3为整理前后的面料对比图。
18.图4为实施例1-4的面料接触角示意图。
19.图5为实施例1-4的面料的液态水扩撒面积示意图。
20.图6为涤纶纤维超亲水面料的红外光谱图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤，具体为：
24.混纺：将涤纶纤维与羊毛纤维，以90/10的混纺比例混纺，得到涤纶与羊毛的混纺纱线。
25.织造：采用所述混纺纱线进行织造，得到涤/毛混纺面料。
26.后整理：将涤/毛混纺面料置于ph值为12的氢氧化钠水溶液，温度为100℃，还原剂为2％的硫化钠，处理时间60min。
27.水洗：采用50℃温水洗一次、冷水洗两次。
28.烘培：在120℃条件下烘干3min，制得涤纶纤维超亲水面料。
29.实施例2
30.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤，具体为：
31.混纺：将涤纶纤维与羊毛纤维，以80/20的混纺比例混纺，得到涤纶与羊毛的混纺纱线。
32.织造：采用所述混纺纱线进行织造，得到涤/毛混纺面料。
33.后整理：将涤/毛混纺面料置于ph值为14的氢氧化钠水溶液，温度为70℃，还原剂为1％的硫化钠，处理时间10min。
34.水洗：采用45℃温水洗一次、冷水洗两次。
35.烘培：在130℃条件下烘干2min，制得涤纶纤维超亲水面料。
36.实施例3
37.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤，具体为：
38.混纺：将涤纶纤维与羊毛纤维，以70/30的混纺比例混纺，得到涤纶与羊毛的混纺纱线。
39.织造：采用所述混纺纱线进行织造，得到涤/毛混纺面料。
40.后整理：将涤/毛混纺面料置于ph值为13的氢氧化钠水溶液，温度为80℃，还原剂为2％硫化钠，处理时间30min。
41.水洗：采用40℃温水洗一次、冷水洗两次。
42.烘培：在140℃条件下烘干4min，制得涤纶纤维超亲水面料。
43.实施例4
44.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤，具体为：
45.混纺：将涤纶纤维与羊毛纤维，以70/30的混纺比例混纺。
46.织造：采用所述混纺纱线进行织造，得到涤/毛混纺面料。
47.后整理：将涤/毛混纺面料置于ph值为14的氢氧化钠水溶液，温度为60℃，还原剂为0.5％的硫化钠，处理时间20min。
48.水洗：采用50℃温水洗一次、冷水洗两次。
49.烘培：在140℃条件下烘干4min，制得涤纶纤维超亲水面料。
50.测试例
51.首先，对实施例1-4制备涤纶纤维超亲水面料的形貌进行观察，图2中纱线横截面借助vk-x110形状激光显微镜记录。由图2可知，涤纶与羊毛混纺纱线，在溶剂的作用下，羊毛溶解导致纱体内羊毛纤维所占空间形成空穴间隙，该孔隙的形成利于芯吸效应的提升。同时，图3为实施例1制得的涤/毛混纺面料和涤纶纤维超亲水面料的表面形貌图，从图3中不难发现，涤/毛混纺面料中存在表面具有鳞片层的羊毛纤维，经整理液处理后，纱线中具有鳞片层的羊毛纤维消失。并且，在涤纶纤维超亲水面料中的纤维与纤维之间存在一层包覆膜结构(图2-3)，这是由于溶解后羊毛纤维的产物与涤纶发生接枝所致，该层为亲水层。
52.随后，对液态铺展性进行测试，采用oca35型光学接触角测试仪(德国dataphysics公司)，借助悬浮液滴法测量接触角，注入液态水量为3μl，当水滴达到平衡时角度即为接触角，接触角越大水明疏水性愈强。以相同规格的纯涤纶织物作为对比样品。由图4可知，涤纶织物的接触角为123
°
，属于疏水面料。实施例1、2、3、4接触角均为0
°
，说明液态水在本发明所制备的面料具有快速铺展能力，属于超亲水面料。图5采用自制的液态水传输测试装置利用图像处理技术记录液态水扩散面积与时间的关系，自制的液态水传输测试装置包括工作台、图像采集中心和计算机终端，工作台包括电子天平和样品夹持平台，图像采集中心位于样品夹持平台正上方，电子天平位于样品夹持平台正下方，样品夹持平台为两个对称设置的夹持器，电子天平和图像采集中心均与计算机终端相连。将织物置于工作台中心，采用移液器滴入液态水后，该装置利用图像采集中心实时获取液态水在织物上的形态，并计算输出液态水扩散面积与时间关系。由图5可以看出实施例1、2、3、4液态水扩撒面积较涤纶织物具有显著提升。
53.最后，对液态水传输能力进行测试，采用mmt液态水分管理仪对同规格的涤纶织物与实施例1、2、3、4制备的涤纶纤维超亲水面料进行测试，其结果如表1所示。单向传递能力级别越高，液态水传输能力愈强，实施例1、2、3、4均达到5级，说明本方法制备的涤纶织物具有优异的液态水传输能力。
54.表1
55.56.同时，对实施例1制得的涤/毛混纺面料和涤纶纤维超亲水面料的亲水性进行了测试，如表2所示，由表2可知，采用本发明整理后的面料，液态水在织物界面的润湿性能得到大幅度提升，接触角为0
°
，表现为超亲水性质。主要由于织物内涤纶纤维界面接枝一层粗糙的亲水层以及织物纱体内部多通道孔隙结构所致。与此同时液态水传输速度也得到显著改善，缘于整理后羊毛纤维溶解，由于羊毛纤维在混纺纱中多数为圆锥形螺旋线形态，去除后所占据空间形成多维度贯通孔隙结构，利于液态水的快速传输。
57.表2
[0058][0059][0060]
由图6中红外光谱谱图分析可知实施例1、2、3、4在红外光谱中位于3695cm-1
附近左移且峰宽变大，其原因为整理后的织物中富含的-oh、-nh伸缩振动所致。1720cm-1
附近为c＝o的伸缩振动峰较涤纶织物有所增强，实施例1、2、3、4在1560cm-1
和1410cm-1
附近-nh弯曲振动峰增强。这些特征说明实施例1、2、3、4整理后面料中羊毛纤维水解形成游离的氨基酸和涤纶(聚酯纤维)酯基水解产物反应所致，原理见图1所示。
[0061]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，将涤/毛混纺面料置于整理液中处理，随后经水洗与烘培处理后得到涤纶纤维超亲水面料；所述整理液为溶解有还原剂的水溶液，且呈碱性。2.根据权利要求1所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述涤/毛混纺面料由涤纶纤维与羊毛纤维混纺制得的混纺纱线经织造而成。3.根据权利要求2所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述涤/毛混纺面料中混纺比例介于90/10-70/30之间。4.根据权利要求3所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述将涤/毛混纺面料置于整理液中处理的条件为：温度60-100℃、处理时间10-120min。5.根据权利要求1-4任一项所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述整理液的ph值为12-14。6.根据权利要求5所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述整理液中还原剂的质量浓度为0.5-3％。7.根据权利要求6所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硫化钠或巯基乙醇。8.根据权利要求1所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述水洗为采用40-50℃温水洗一次、冷水洗两次。9.根据权利要求1所述的涤纶纤维超亲水面料的制备方法，其特征在于，所述烘培为在120-140℃条件下烘干1-3min。10.权利要求1-9任一项所述方法制备的涤纶纤维超亲水面料。

技术总结
本发明提出了一种涤纶纤维超亲水面料及其制备方法，属于超亲水性纺织品的技术领域，用以解决涤纶面料中液态水的快速平铺以及快速传输效果差的技术问题。具体包括混纺、织造、后整理、水洗及烘培五个步骤。将涤纶纤维与羊毛纤维混纺制备一定混合比例的涤/毛混纺纱线，经织造制备涤/毛混纺面料，置于pH值介于12-14的含有一定量还原剂的整理液中处理，羊毛水解形成游离的氨基酸和涤纶酯基水解的产物反应，进而在涤纶纤维表面构筑一层粗糙的亲水界面，经水洗与烘培处理后得到涤纶纤维超亲水面料。本发明一种涤纶纤维超亲水面料的制备方法，所制备涤纶纤维超亲水面料具有超亲水性，且工艺简单、操作性强、具有较高的市场应用价值。价值。价值。


技术研发人员：李亮 刘让同 魏雷 李淑静 刘淑萍 曾媛 朱书月 李银娟
受保护的技术使用者：周口庄吉服装有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/24