一种高吸水性聚酯纤维及其制备方法、应用与流程

本技术涉及聚酯纤维，更具体地说，涉及一种高吸水性聚酯纤维及其制备方法、应用。

背景技术：

1、聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称pet纤维，属于高分子化合物，其具有良好强度、弹性恢复能、皱性和保形性的优点，常常用于服装应用领域。聚酯纤维的大分子中缺乏亲水基团，分子结构紧密，结晶度和取向度较高，使得聚酯纤维的吸水性差，因此，很少单独使用聚酯纤维制备贴身衣服，如内衣、睡衣以及t恤等。

2、针对聚酯纤维吸水性差的问题，可采用化学法对聚酯纤维进行改性，其原理是在制备聚酯纤维的过程中添加亲水物质(如低聚体乙二醇、低聚体聚丙烯酸等)，使得聚酯纤维分子结构连接亲水基团，从而提高聚酯纤维的吸水性，但是，在制备构成中难以控制亲水单体的量，且亲水单体不一定全部衔接上聚酯纤维的分子链，亲水效果不明显，导致吸水性不高；若亲水单体用量少，导致聚酯纤维的吸水效果不理想，若亲水单体用量多，则又会影响聚酯纤维的其他性能，如拉伸强度、断裂伸长率以及弹性等。

技术实现思路

1、为了改善聚酯纤维的吸水性差的问题，本技术提供一种高吸水性聚酯纤维及其制备方法、应用。

2、第一方面，本技术提供一种高吸水性聚酯纤维，采用如下的技术方案：

3、一种高吸水性聚酯纤维，包括以下重量份的原料制备得到：

4、pet40-60份

5、多孔固体材料5-10份

6、有机膨润土15-20份

7、碳酸氢钠母粒5-10份

8、偶联剂5-10份

9、纤维素20-30份

10、每份所述碳酸氢钠母粒是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、abs-g-mah接枝共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳酸氢钠、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂按照重量份比为(10-20)：(2-5)：(5-10)：(10-15)：3制备得到。

11、通过采用上述技术方案，制备得到高吸水性聚酯纤维具有良好的吸水性，将该聚酯纤维用于生产睡衣、内衣等贴身服饰，能够吸收人体排出的体液，减少体液聚集在皮肤表面造成的黏腻感，减少细菌产生，提高睡衣、内衣等贴身服饰穿着舒适性。本技术中制备得到聚酯纤维整体分布着若干连通的微小通道，能提高聚酯纤维吸收水分的能力，同时能及时将吸收的水分排出，使得聚酯纤维保持干爽状态，可将少细菌的产生。

12、本技术中通过将pet、多孔固体材料、有机膨润土、碳酸氢钠母粒、偶联剂和纤维素混合，再通过纺丝箱体纺丝，使得聚酯纤维的整体有连通的微小通道。其中，另外，pet和纤维素共用，能够提高聚酯纤维吸收水分的能力，其原因在于，pet和纤维素熔融混合制备聚酯纤维，会使得聚酯纤维存在高分子网络，被吸收的水主要封存在高分子网络内，因而它具有吸水后不易失去水分。通过添加碳酸钠母粒使得使得纤维聚酯的内部形成连通网络通道，便于释放水分，同时也有利于提高聚酯纤维吸收水分的效率。

13、在纺丝的过程中多孔固体材料和碳酸氢钠母粒均匀分散于聚酯纤维中，纺丝过程中碳酸氢钠母粒受热，碳酸氢钠受热分解产生气且同时碳酸氢钠母粒受热外壁破裂放出气体，同时结合多孔固体材料使得聚酯纤维为内部形成若干个微小连通的网络通道，提高聚酯纤维的吸水性能。

14、通过丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、abs-g-mah接枝共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳酸氢钠、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂制备碳酸氢钠母粒，碳酸氢钠包覆于碳酸钠母粒内部，当纺丝的温度到达255℃时，碳酸氢钠母粒的外壁开始破裂，气体挥发，促进聚酯纤维内部形成连通的网络通道。纺丝温度小于255℃时，碳酸氢钠会分解成气体，但是气体还是被包覆于碳酸钠母粒内部，不会挥发。即通过控制碳酸氢钠母粒释放气体的温度点，来控制聚酯纤维形成连通的网络通道，促进聚酯纤维的吸水性能。同时，使得聚酯纤维具有良好弹性、柔软度和强度，便于用于睡衣、内衣等服饰。

15、优选的，所述碳酸氢钠母粒是由以下制备方法制备得到：

16、1)熔融：按照重量份计，称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物反应釜中，温度升高至220-240℃，搅拌至所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物完全熔融，加入abs-g-mah接枝共聚物，搅拌至abs-g-mah接枝共聚物完全熔融，加入聚对苯二甲酸丁二醇酯，搅拌1-2h，制得混合物；

17、2)混合:按照重量份计，将纳米二氧化硅和硅烷偶联剂混合后均匀，得到混合物，再将1)中制得的abs-g-mah加入至混合物中，混合均匀，保持温度为255-280℃，得到得到流动状态的物质a；

18、3)制浆：按照重量份计，将碳酸氢钠和空气混合，在温度为40-50℃的环境中，将流动状态的物质a与碳酸氢钠和空气混合的混合物相对喷接触，制得到浆料；

19、4)制粒：将3)中制得的浆料，冷却，得到碳酸氢钠母粒。

20、通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，制备得到碳酸氢钠母粒能在255℃是外壁开始破裂释放气体，促进聚酯纤维内部形成连通网络通道，有利于促进聚酯纤维吸收和释放水分。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有良好的抗冲击性能，用于制备碳酸钠母粒，有利于高碳酸氢钠母粒外壁的抗冲性能，避免在后续加工受挤压而破裂，提前释放气体，影响聚酯纤维的吸水性能。但是，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在217-238℃之间就会熔融，低于制备聚酯纤维的纺织温度，会导致气体提前释放，影响聚酯纤维内部形成连通的网络通道，对此，本技术中利用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、abs-g-mah接枝共聚物和聚对苯二甲酸丁二醇酯先反应形成混合物，再将纳米二氧化硅和硅烷偶联剂混合后均匀，与混合物制备物质a，物质a的熔点在255-280℃，有利于控制碳酸钠母粒外壁熔融的温度与聚酯纤维的纺织温度一致，防止提前释放气体。

21、且当温度低于255℃，碳酸氢钠受热分解产生的气体是被包裹于碳酸氢钠母粒中，碳酸氢钠母粒外壁是不会破裂，气体是不会挥发出来，这就很好控制气体挥发，有利于聚酯纤维形成一整个连通网络通道体系，有利于吸收水分。

22、在制浆的步骤中，通过将碳酸氢钠和空气混合，使得碳酸氢钠颗粒分开，然后在与流动状态下的物质a相对喷洒，形成对流，由于流动状态下a温度为255-280℃，碳酸氢钠和空气温度为常温，碳酸氢钠接触物质a瞬间被物质a包裹，且物质a固化形成碳酸氢母粒。

23、优选的，所述步骤3)中所述碳酸氢钠与所述空气流向流动状态的物质a中速度为0.2-0.5l/min，流动状态的物质a流向碳酸氢钠的喷量为10-20g/m2。

24、通过采用上述技术方案，提高碳酸氢钠被流动状态物质a包裹的成功率，提高碳酸氢母粒的生产效率。未与碳酸氢钠接触的流动状态物质a，固化参与制备聚酯纤维，有利于提高聚酯纤维的抗冲击性能。

25、优选的，聚对甲苯二甲酸丁二醇酯的熔化温度为225-240℃，分子量为25000-31000g/mol。

26、通过采用上述熔融温度和分子量的聚对甲苯二甲酸丁二醇酯，更易于与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物相容，有利于提高碳酸氢钠母料外壁的熔融温度提高，控制气体释放的时间点。

27、优选的，所述碳酸氢钠与所述空气混合后，1l的空气含有30-50g碳酸氢钠，碳酸氢钠的平均粒径为15-60um。

28、通过采用采用上述技术方案，使得碳酸氢钠被包裹的效率提高,同时也能该控制碳酸氢钠母粒的气体释放量不会太多或太少，影响聚酯纤维的使用。碳酸氢钠的粒径小于15um，释放的气体不足以使得聚酯纤维内部形成连通的网络通道；碳酸氢钠的粒径小于60um，产生的气体气体大，导致聚酯纤维产生较大空洞。

29、优选的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量为12-25万，熔融温度为217-238℃。

30、通过采用上述技术方案，优化丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量，使得烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，使得丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物能与聚对甲苯二甲酸丁二醇酯更容易相容，且加热过程中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物不会分解，同时与碳酸氢钠、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂形成碳酸氢钠母粒的外壁的熔融温度提高。

31、优选的，所述多孔固体材料包括多孔活性炭、多孔二氧化钛、陶瓷粉、多孔二氧化硅中的至少一种。

32、通过该采用上述技术方案，提高聚酯纤维内部的孔隙率，提高聚酯纤维的吸水性能，配合碳酸钠母粒使得聚酯纤维内部形成连通的网络通道。

33、优选的，所述纤维素的数均分子量为30000-50000。

34、通过采用上述技术方案，优化纤维素的数均分子量，同时结合碳酸氢钠母粒、多孔固体材料、有机膨润土和pet等原料相配合使用，提高聚酯纤维吸收水分的能力和排湿性能。

35、第二方面，本技术提供一种高吸水性聚酯纤维的制备方法，采用如下技术方案：

36、一种高吸水性聚酯纤维的制备方法，包括以下制备步骤：

37、按照重量份计，将pet、多孔固体材料、有机膨润土、碳酸氢钠母粒、偶联剂和纤维素混合，脱水，经纺丝箱体纺丝、卷绕、集束、牵伸、定型、叠丝、上油和卷曲制得中高吸水性聚酯纤维；

38、其中，所述纺丝箱体的纺丝温度为255-280℃。

39、通过采用上述技术方案，制备得到高吸水性聚酯纤维的整体就有连通的微小网络通道，使得聚酯纤维具有良好的吸水性能、抗冲性能以及排湿性能

40、第三方面，本技术提供一种用高吸水性聚酯纤维制备的睡衣，采用如下技术方案：一种用高吸水性聚酯纤维制备的睡衣，所述睡衣包括睡衣主体和袖筒，所述睡衣主体的两侧连接所述袖筒，所述睡衣主体和袖筒均由所述聚酯纤维制成的面料经裁剪制成；

41、所述聚酯纤维为第一方面的聚酯纤维或第二方面制备的聚酯纤维；

42、所述睡衣主体的底部连接有开口袋体，所述开口袋体的敞口端与水平面形成倾斜夹角；

43、睡衣主体的内表面和袖筒的内表面均设置有锗面料层。

44、通过采用上述技术方案，制备得到睡衣具有良好的吸水性能、透湿性和保暖性，能够大量吸收人体排出的体液，减少体液聚集在皮肤表面造成的黏腻感以及细菌的产生，提高睡衣穿着舒适性。开口袋体的敞口端与水平面形成倾斜夹角有利于口袋的容量，同时使得开口袋体内东西不易掉出。锗面料层能提高睡衣的保暖性。

45、综上所述，本技术具有以下有益效果：

46、1.本技术通过将pet、多孔固体材料、有机膨润土、碳酸氢钠母粒、偶联剂和纤维素制备高吸水性聚酯纤维，具有连通的微小通道，提高高聚酯纤维吸收水分的能力，同时能及时将吸收的水分排出，使得聚酯纤维保持干爽状态，可将少细菌的产生，同时又能保证聚酯纤维的强度、弹性以及柔软性，用于制备睡衣、内衣等贴身服饰，可将将体液吸收并排走，减少体液聚集在皮肤表面造成的黏腻感以及减少细菌产生，提高睡衣、内衣等贴身服饰穿着舒适性。

47、本技术中将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、abs-g-mah接枝共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳酸氢钠、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂制备碳酸氢钠母粒，使得碳酸氢钠包覆于碳酸钠母粒内部，当纺丝的温度到达255℃时，碳酸氢钠母粒的外壁开始破裂，气体挥发，促进聚酯纤维内部形成连通的网络通道。纺丝温度小于255℃时，碳酸氢钠会分解成气体，但是气体还是被包覆于碳酸钠母粒内部，不会挥发，不影响聚酯纤维的成型。