一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用与流程

本发明涉及纺织材料，具体为一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用。

背景技术：

1、氨纶是聚氨酯纤维的简称，是一种弹性纤维。氨纶面料具有许多的优点，例如：弹性好，是泳衣、运动服、紧身衣、弹力裤等制作的主要材料，制成衣服后不会有强烈的压迫束缚感；不容易变形，不管氨纶衣服怎么穿，怎么拉伸，过后它都能较好的恢复原样，不容易变形；上色率高，容易染色，染色后不容易褪色；化学稳定性好，耐磨、耐老化，长期穿着也不易显老旧。

2、但是氨纶面料也有许多的缺点，例如：吸湿性比较差、舒适性差、耐热性差、阻燃性差等。随着现在社会的发展，人们越来越青睐绿色健康、亲肤舒适的面料，因此生物基纤维面料受到了市场的欢迎，可以较好的解决氨纶面料的绿色健康、亲肤舒适的问题，但是氨纶面料的阻燃性能仍然有待提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生物基氨纶纤维面料的制备方法和应用，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种生物基氨纶纤维面料，所述生物基氨纶纤维面料是由改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得。

4、作为优化，所述改性有机硅聚氨酯是由d4h环四硅氧烷和5-己烯-1-醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得。

5、作为优化，所述改性纤维素是由纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得。

6、作为优化，包括以下制备步骤：

7、（1）在氮气氛围中，将d4h环四硅氧烷和5-己烯-1-醇添加到d4h环四硅氧烷质量10~12倍的正己烷中，再加入d4h环四硅氧烷质量0.03~0.05倍的氯铂酸，在70~80℃，500~800r/min搅拌回流6~8h，在20~30℃，1~2kpa静置3~4h，制得有机硅多元醇；用叔丁基二甲基氯硅烷对有机硅多元醇进行半封闭处理，制得半封闭有机硅多元醇；

8、（2）在氮气氛围中，将分子量为4000的聚己内酯二醇加热至60~70℃充分熔融后，加入六亚甲基二异氰酸酯，保持温度不变，以300~500r/min转速搅拌下反应50~60min，再加入半封闭有机硅多元醇，升温至130~140℃继续搅拌反应，监测反应进行程度，直至测得的异氰酸酯基含量为添加的异氰酸酯基含量的0.1~0.3%时停止反应，降温至50~60℃，加入六亚甲基二异氰酸酯质量6~8倍的无水甲醇和六亚甲基二异氰酸酯质量30~40倍的n,n-二甲基甲酰胺，并以300~500r/min转速搅拌10~15min，在70~80℃，50~100pa干燥6~8h，制得有机硅聚氨酯；对有机硅聚氨酯进行解封闭处理，制得解封闭有机硅聚氨酯；将植酸、纯水按质量比1：（1~1.2）混合均匀，并加入碳酸钠粉末将ph调节至7，制得植酸钠溶液；将解封闭有机硅聚氨酯、n,n-二甲基甲酰胺、质量分数60~70%的乙醇水溶液按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，在40~50℃，300~500r/min搅拌条件下，在10~12min内匀速滴加水解淀粉质量1.2~1.6倍的植酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌5~6h，在70~80℃，50~100pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h，制得改性有机硅聚氨酯；

9、（3）将氧化纤维素、三聚氰胺、乙酸和甲苯按质量比1：（2~3）：（0.1~0.2）：（20~30）混合均匀，在氮气氛围中，在75~85℃，300~400r/min搅拌反应3~5h，自然冷却至室温，离心分离取固体并用无水乙醇洗涤3~5次，在30~40℃，50~100pa干燥6~8h，制得改性纤维素；

10、（4）将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇按质量比1：（0.6~0.8）：（0.03~0.05）混合均匀，在100~110℃，50~100pa静置6~8h，再送入螺杆挤压机中，升温至180~190℃混合均匀后挤出纺丝，纺丝速度1000~2000m/min，喷丝头口径0.2~0.4 mm，并在30~40℃的甬道中凝固定型，再浸没在70~80℃，ph为4~5的盐酸水溶液中静置8~10min，取出并用纯水清洗3~5次，在30~40℃，50~100pa干燥6~8h，制得生物基氨纶纤维；将生物基氨纶纤维加捻、定捻、整经、穿综、上机织造成面料，即得生物基氨纶纤维面料。

11、作为优化，步骤（1）所述d4h环四硅氧烷、5-己烯-1-醇、叔丁基二甲基氯硅烷的摩尔比为1：4：2。

12、作为优化，步骤（1）所述半封闭处理的方法为：将叔丁基二甲基氯硅烷和二氯甲烷按质量比1：（8~10）混合均匀，在0~2℃加入叔丁基二甲基氯硅烷质量0.6~0.8倍的咪唑，在20~30℃，6~8min内均匀加入有机硅多元醇，添加结束后继续搅拌20~30min，反应结束后，加入叔丁基二甲基氯硅烷质量4~5倍的纯水并继续搅拌2~3min，再加入叔丁基二甲基氯硅烷质量20~25倍的二氯甲烷进行萃取，用纯水洗涤3~5次，在30~40℃，50~100pa干燥20~24h。

13、作为优化，步骤（2）所述半封闭有机硅多元醇、分子量为4000的聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1：5；所述监测反应进行程度的方法为丙酮-二正丁胺滴定法。

14、作为优化，步骤（2）所述解封闭处理的方法为：在氮气氛围中，将有机硅聚氨酯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1：（6~8）：（6~8）混合均匀，加入有机硅聚氨酯质量0.4~0.5倍的四丁基氟化铵，在10~30℃，300~500r/min搅拌10~12h，在70~80℃，50~100pa干燥6~8h，用纯水洗涤3~5次，过滤并在70~80℃干燥6~8h。

15、作为优化，步骤（3）所述氧化纤维素的制备方法为：将纤维素、纯水按质量比1：（25~30）混合均匀，在避光条件下，45~55℃，加入预处理后的纤维素质量1~2倍的高碘酸钠，并以300~500r/min搅拌反应3~4h，离心分离并用纯水洗涤3~5次，在60~70℃，50~100pa干燥4~6h，制备而成；所述纤维素为粉状微晶纤维素，纯度大于99.9%。

16、作为优化，所述生物基氨纶纤维面料应用于服装。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在制备生物基氨纶纤维面料时，将改性有机硅聚氨酯、改性纤维素、聚乙二醇混合进行熔融纺丝，浸酸水洗干燥后制得生物基氨纶纤维，将生物基氨纶纤维织造制得生物基氨纶纤维面料。

18、首先，将d4h环四硅氧烷和5-己烯-1-醇反应制得有机硅多元醇，用叔丁基二甲基氯硅烷进行半封闭制得半封闭有机硅多元醇，将半封闭有机硅多元醇、聚己内酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯聚合成聚氨酯后，解封闭并和植酸钠反应制得改性有机硅聚氨酯，用叔丁基二甲基氯硅烷进行封闭保护部分羟基，在后续可以解封闭，并与植酸钠反应，使植酸钠通过化学键结合在解封闭有机硅聚氨酯，接枝的植酸钠能解离成植酸负离子，与改性纤维素上的氨基正离子通过静电结合，形成了交联网络结构，从而提高了抗断裂性能，增强了面料的拉伸性，即使面料在经过高强度的拉伸过后也能很快恢复原样，具有很好的稳定性；在高温时，有机硅链段可以形成二氧化硅熔融层，植酸钠可以使有机组分形成碳层，隔绝热量和氧气，从而提高了阻燃性能。

19、其次，将纤维素氧化后再和三聚氰胺反应制得改性纤维素，纤维素氧化后产生的醛基和三聚氰胺上的氨基反应形成席夫碱结构，提高了抗菌效果，同时改性纤维素可降解产生氮气起到散热和稀释氧浓度的作用，还可以起到稀释可燃物及阻隔其与空气接触的作用，从而提高了阻燃性能。