聚丙烯抗菌纤维的开发与应用

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1、《河北纺织》2008年第四期（总135期）新产品、新材料聚丙烯抗菌纤维的开发与应用汪多仁（吉林吉化公司石井沟联合化工厂132105）以高新技术发展与应用新型纺织原材料是21世纪纺织业的重要课题之一。应用新型环保、功能纤维开发纺织、针织品是市场的需要，是保护人类健康、保护环境的需要，是迎接入世、提高竞争力和提高经济效益的需要。1理化性质聚丙烯纤维（丙纶）比重为0.91，是化学纤维中最轻的，而且对酸、碱具有优异的耐久性。以前，工业上生产的PP纤维的强度，最高是8cN／dtex，一般的PP纤维长丝为6cN／dte

2、x、短纤维为4。纤维级聚丙烯除了要求应具有一定的分子量和熔融指数(M1)外，对分子量的分布要求更高，其分子量分布越窄，可纺性越好。分子结构规整的聚丙烯，在造粒过程中能使其在耐热和耐氧化过程中达到性能要求，并使聚丙烯纤维生产获得进一步3发展。纤维级聚丙烯应具有如下性能：密度：0.9g／cm；MI；22g／10min；拉伸屈服强度：30Mpa；强性模量度：30Mpa；洛氏硬度：93。窄分子量分布的聚丙烯，其熔体的剪切力小，流体经喷头下方的膨胀润性小，丝的张力小且熔体的结晶低。高品级的聚丙烯的断裂强度是传统产品的

3、2倍、弹性模量约5倍、热收缩率为二分之一。纤维结构截面呈不规则方形，而且在纤维侧面轴向有折射率不同的周期性的条纹这是在结晶分散温度附近的高温下加热纤维、进行高倍牵伸、由软化的结晶拉出分子链所产生的结果。与传统的纤维相比．高结晶化纤维的结晶结构是传统纤维的2倍以上。高品级的聚丙烯纤维的熔点为170~175℃，与传统纤维相比，熔点高5~10℃。聚丙烯纤维对酸，碱具有良好的耐久性，对各种芳香族有机溶剂的耐化学药品性好。2工艺开发2.1抗菌剂载体矿物选用凹凸棒石黏土成矿带的夕坡缕石。矿石矿物组成简单，主要为坡缕石和

4、少量石英。坡缕石酸化改性用酸为盐酸，洗涤、溶液配制用水为蒸馏水，抗26《河北纺织》2008年第四期（总135期）新产品、新材料菌剂制备用银离子来源于硝酸银晶体(化学纯)水溶液。首先将坡缕石原料经过活化处理以增加其对银离子的吸附性能，在一定的条件下，活化土与硝酸银反应即可制成载银坡缕石抗菌剂。为了进一步改善和提高其比表面积、孔隙率、吸附性能，采用盐酸溶液对其进行改性处理。盐酸的浓度分别为0.5，1.0，1.5mol／L；活化时间为0.5，1.０，1.5h。水浴温度为95～98℃，反应过程中的搅拌速度为400r

5、/min左右。同时，为防止盐酸的挥发，设置冷凝设备使盐酸回流。在拟定条件下，酸浓度越大，时间越长，效果越好，即透过率越大。而粒度的影响不大，并且无明显规律。这主要是因为坡缕石作为亲水性很强的黏土矿物，在水中分散性很好的原因。粒度小于140目时反应相对充分。硫酸铜溶液中，在100℃加热2h，以配位键使腈基与硫化亚铜络合整合化，生成均配位高分子固着于纤维上。此抗菌剂非常稳定，显示广谱抗菌性，对细菌均有很强的杀菌力。部分铜系化合物也是良好的纺织品抗菌防霉剂。主要是将丙烯腈纤维浸渍在2％~3％的硫酸铜溶液中加热、还

6、原，氰基与硫化铜以配位键螯合，将复杂的配位高分子成型并有效固定在纤维上，从而起到杀菌抗菌效果。在铜氨纤维制造过程中，控制脱铜，使铜勿微分散在纤维中后，用硫化钾使纤维中约含20％硫化铜。此抗菌剂的抗菌机制都是用铜离子破坏微生细胞膜，并穿过膜与细胞内酶-SH基结合，破坏代谢机能，抑制细菌繁殖以致杀灭。TiO2光催化剂在光照射下有除臭、抗菌、防污等功能。有鉴于此，将TiO2光催化剂可应用于制造抗菌防臭纤维。将TiO2光催化剂混炼入纤维制造抗菌防臭纤维存在两个问题：光催化剂能光分解作为有机物的纤维本身；光催化反应是

7、在表面进行的反应，使混入纤维内部的光催化剂也能发挥催化作用。微胶囊化的松柏醇。用其3％的树脂对酯以吸尽法热处理纤维30min，在100℃以下温度干燥使纤维具有抗菌性。此抗菌剂具有广谱抗菌性，对真菌的抗菌力特强。其抗菌机制是二啮配位体的氧螯合作用和使菌体内蛋白质变性。在聚合物抗菌剂中，一般包括高分子载体、抗菌活性官能团一般为含氮或磷阳离子及卤亚胺的结构以及连结二者的结合部位。制备聚合物抗菌剂的聚合方式常见的有两类：—类是多卤代烷与多叔胺的季铵化反应，常用来制备水溶性聚合物抗菌剂；另一类是碳碳双键的加成聚合。常

8、用来制备水不溶性聚合物抗菌剂。27《河北纺织》2008年第四期（总135期）新产品、新材料２.2操作过程PP纤维可分为细旦和超细旦PP纤维、丙烯纤维等。高强聚丙烯纤维、功能性聚丙烯纤维、产业用聚丙烯纤维。采用高分子量PP可制成高强度的丝、量分布的PP，特别是用金属茂催化剂制成的PP具有优越性。改变聚合物的结晶度可制成高收缩性PP纤维，要降低结晶度，可在聚合过程中加入其他单体来实现。例如，使PP95份，聚酯5~20