一种聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶纤维的方法
【技术领域】：
[0001] 本发明公开了一种聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶纤维的方法，属于纺织化工技术 领域。
【背景技术】：
[0002] 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，是合成纤维中的三大主力纤维之 一。因涤纶线性大分子是对称性苯环结构，线性好且分子链结构立体规整，使得其具有强度 高、弹性好和刚性大等优越的物理机械性能，并对弱酸、碱稳定，具有优良的尺寸稳定性和 良好的耐腐蚀性，是一种较为理想的纺织纤维，但是，涤纶是一种典型的疏水性纤维，其分 子两端仅各有一个羟基，无其它亲水性基团，分子结构呈紧密排列，结晶度高，吸湿性差。在 标准状态下（20°C相对湿度65 % )，涤纶的吸湿率只有0.4 %左右(棉7-8 %，锦纶4 %，腈纶1-2% )，在100%相对湿度的条件下吸湿率也仅为0.6-0.8%。故其吸湿性差、易产生静电、易 沾污，影响其穿着舒适性。
[0003] 亲水整理，最初被称作吸水(或吸汗)整理，是针对以涤纶织物为主的高级运动服 或训练服被提出来的。赋予涤纶纤维或织物亲水性主要有两种方法:一是纺丝改性:在纤维 的纺丝过程中利用纤维的合成技术对涤纶纤维结构进行改性，使涤纶纤维本身具有亲水性 能，从而改善涤纶的服用性能;该方法工艺途径相对复杂，可操作性较弱。二是整理改性:大 多在纤维表面改性，利用涤纶织物后整理技术而达到改性目的。即在涤纶大分子链上引入 亲水基团，使织物表面形成亲水层，从而改变纤维表面性能。
[0004]壳聚糖是甲壳质脱除乙酰基后的产物，分子结构中存在着氨基和羟基，可以溶于 稀酸水溶液，具有良好的水解性、透气性和抗菌性，生物活性等优良的特性。用壳聚糖整理 涤纶织物可以综合改善织物的性能，壳聚糖整理液中加入催化剂和交联剂，可以增加其吸 附率，并且提高其耐水洗能力。
[0005]用壳聚糖对于涤纶织物进行亲水整理，通常的做法是先将涤纶织物进行碱处理， 一方面可以使得纤维表面粗糙化，有利于壳聚糖涂层的附着，另一方面旨在将表面涤纶分 子纤维中的酰基发生一定程度的水解而产生一定数量的羧基负离子，便于阳性壳聚糖分子 与涤纶纤维的结合。聚乙二醇能够溶解于水和许多溶剂中，溶解性好而且没有毒副作用，具 有良好的生物相容性，是一种柔性的高分子长链，与其他高分子结合之后可以改变高分子 的结构二编的柔软有弹性和韧性。
[0006]我国已经将壳聚糖列入了高新技术研究和发展计划，高分子量的壳聚糖具有很强 的氢键和紧密的晶体结构，不溶于普通的溶剂，只能在酸性介质中溶解，而低分子量的壳聚 糖溶于水，目前，有关壳聚糖降解的方法主要有三种，物理降解法:高能射线、超声波、光等， 化学降解法:双氧水，浓盐酸，以及高锰酸钾;酶解降解法：甲壳素酶、壳聚糖酶以及非专一 性糖酶等。
[0007]戴杰等人在2014年《合成纤维》杂质的第43卷第9期公开了一篇名为《聚乙二醇接 枝壳聚糖对涤纶织物性能的影响》的文章，以壳聚糖为原料，通过邻苯二甲酸酐封闭2位氨 基，利用三聚氰氯将壳聚糖的6位羟基引入聚乙二醇链上，得到水溶性较好的壳聚糖衍生 物。用该整理剂对涤纶织物进行处理，在整理剂质量浓度为8g/L、焙烘时间为5分钟、焙烘温 度为120°C时，涤纶织物具有较好的力学性能、亲水性能及抗静电性能，是本发明的最接近 现有技术，但是该技术是采用聚乙二醇接枝壳聚糖得到的整理剂对涤纶织物进行后期整 理，制备过程时间久，工艺流程复杂，并且经过整理后的涤纶织物的亲水性及抗电性能的耐 水性都不佳，不利于工业化生产。
【发明内容】
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[0008] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶 纤维的方法，通过化学改性，聚乙二醇接枝壳聚糖后与涤纶纤维分子继续连接，提高涤纶分 子的亲水性能和抗静电性能，对涤纶纤维的手感和抗菌性能也有一定的改善，同时其接枝 牢固，耐水性好;将该涤纶纤维直接进行纺织应用，不用经过后期的整理，具有较高的经济 效益和应用推广价值。
[0009] 本发明提供如下技术方案：
[0010] 一种聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶纤维的方法，包括以下步骤：
[0011] 第一步:预处理涤纶纤维：
[0012] 将涤纶纤维用质量份数为20-22%的氢氧化钠溶液在50-55°C温度条件下搅拌处 理1-1.5小时，机械搅拌速度为100-150转/分钟，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的固液比为1: 30-40;预处理后将涤纶纤维沥干再用冷水冲洗并且20-30°C烘干，得到预处理涤纶纤维；
[0013] 第二步:制备聚乙二醇接枝壳聚糖衍生物：
[0014] 取20g壳聚糖溶解于300毫升的N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在50-55°C加热条件下 搅拌10小时，再加入20毫升邻苯二甲酸酐，在135°C下反应6-7小时，用冰水混合物降温沉 淀，过滤，经无水乙醇、水洗涤，50°C烘干，得到酰胺化壳聚糖；
[0015] 将酰胺化壳聚糖、氰尿酸、Na2C〇3按照重量比30:1:3-5混合后添加混合质量10倍的 N，N-二甲基甲酰胺溶液，30°C加热搅拌反应10-15小时，过滤除去溶剂;将不溶物中添加体 积比为1:1的丙酮与乙醚混合溶液，混合溶液添加量为不溶物固体的7-10倍，50°C温度下搅 拌2-3小时后静置沉淀，过滤，用乙醚洗涤，自然晾干，得到氰尿酸改性酰胺化壳聚糖；
[0016] 按照物质的量比为1:5-7将氰尿酸改性酰胺化壳聚糖与聚乙二醇1500混合，添加 混合重量20-25倍的甲苯溶液，在60-80°C温度下搅拌反应8-10小时，搅拌速度为20-30转/ 分钟，得到聚乙二醇接枝壳聚糖衍生物溶液；
[0017] 第三步:聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶纤维：
[0018] 将预处理涤纶纤维加入聚乙二醇接枝壳聚糖衍生物溶液中，浴比为1:20-25,升温 至120-150°C，机械搅拌反应3-5小时，搅拌速度为200-300转/分钟，搅拌反应结束后添加预 处理涤纶纤维重量0.5 %的氯化钙溶液，降温至80-100°C搅拌反应1-2小时，搅拌速度为 400-600转/分钟，反应结束后将纤维沥干后经冷水冲洗2-3次在80-90°C烘干得到改性后的 涤纶纤维。
[0019] 优选的，所述制备聚乙二醇接枝壳聚糖衍生物中氰尿酸的有效成分含量2 97%， 其添加量以氰尿酸有效成分计。
[0020] 优选的，所述聚乙二醇接枝壳聚糖改性涤纶纤维中氯化钙溶液的质量浓度为10- 15%〇
[0021]优选的，所述第一步中将涤纶纤维用质量份数为20%的氢氧化钠溶液在55°C温度 条件下搅拌处理1.5小时，机械搅拌速度为120转/分钟，涤纶纤维与氢氧化钠溶液的固液比 为1:35-40;预处理后将涤纶纤维沥干再用冷水冲洗并且20-301烘干，得到预处理涤纶纤 维。
[0022]优选的，所述第二步中将酰胺化壳聚糖、氰尿酸、Na2C03按照重量比30:1:4混合后 添加混合质量10倍的N，N-二甲基甲酰胺溶液，30°C加热搅拌反应12小时，过滤除去溶剂;将 不溶物中添加体积比为1:1的丙酮与乙醚混合溶液，混合溶液添加量为不溶物固体的8倍， 50°C温度下搅拌3小时后静置沉淀，过滤，用乙醚洗涤，自然晾干，得到氰尿酸改性酰胺化壳 聚糖。
[0023]优选的，所述第二步中按照物质的量比为1:5将氰尿酸改性酰胺化壳聚糖与聚乙 二醇1500混合，添加混合重量20倍的甲苯溶液，在60-80°C温度下搅拌反应10小时，搅拌速 度为20-30转/分钟。
[0024]优选的，所述第三步中将预处理涤纶纤维加入聚乙二醇接枝壳聚糖衍生物溶液 中，浴比为1:20，升温至140°C，机械搅拌反应5小时，搅拌速度为200转/分钟，搅拌反应结束 后添加预处理涤纶纤维重量0.5%的氯化钙溶液，降温至100°C搅拌反应1小时，搅拌速度为 400转/分钟，反应结束后将纤维沥干后经冷水冲洗2-3次在90°C烘干得到改