一种超高分子量聚乙烯抗菌纤维的制备方法与流程

本发明属于高分子纤维
技术领域：
，具体涉及一种超高分子量聚乙烯抗菌纤维的制备方法。
背景技术：
：超高分子量聚乙烯纤维(uhmwpe)，是目前已经工业化纤维材料中比强度最高的纤维，因其内部结构有较高的结晶度和较强的分子间作用力，使其拥有许多优良的性能如耐磨性、极高的抗冲击性、抗化学药品腐蚀性能、较高的消除噪音性能、自润滑性、低摩擦系数以及安全卫生无毒等卓越的性能，被称为是“神奇的塑料”，广泛地应用在国防军事、海工缆绳、个体防护等领域。随着军民融合的不断深入，超高分子量聚乙烯纤维在民用市场的应用逐渐增大，其中以防切割手套为主的民用市场逐渐占据主导地位。随着超高分子量聚乙烯纤维在民用市场的应用逐渐普遍，对其性能的要求也逐渐扩展，在民用市场，对防护用品的抗菌性能要求较高，而以往对超高分子量聚乙烯纤维的改性中，很少涉及抗菌改性。技术实现要素：本发明提供了一种超高分子量聚乙烯抗菌纤维的制备方法，采用纳米抗菌粒子与超高分子量聚乙烯粉末预混、混合料与溶剂共混的二步法混合技术，实现纳米抗菌粒子在纺丝液中的均匀分散，从而纺丝制得具有抗菌效果的超高分子量聚乙烯纤维。为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种超高分子量聚乙烯抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将超高分子量聚乙烯粉末、纳米抗菌粒子和分散剂预混，制得预混料；步骤2，将步骤1得到的预混料加至溶剂中，在超声波、乳化机高速剪切共同作用下混合均匀，得到纺丝溶液；步骤3，将步骤2得到的纺丝溶液经纺丝后，进行萃取和热牵伸得到纤维。进一步地，步骤1中，超高分子量聚乙烯粉末、纳米抗菌粒子的用量为：uhmwpe粉末95-99.5重量份、纳米抗菌粒子0.5-5重量份。进一步地，所述分散剂剂选自sds、sdbs、pss、pvp、span-60或span-80的一种或多种。进一步地，超高分子量聚乙烯的重均分子量为200-400万。进一步地，所述纳米抗菌粒子为银纳米粒子，所述银纳米粒子的粒径为25-50nm。进一步地，步骤1中预混是在高速剪切作用下进行预混，预混速率是1500～2800r/min。进一步地，所述溶剂选自白油、石蜡油或十氢化萘中的一种。进一步地，纺丝液中超高分子量聚乙烯的质量浓度为6％-8.5％。进一步地，步骤2中乳化机的搅拌速率为1000-3000r/min、搅拌时间为2-4h。进一步地，步骤3中采用冻胶纺丝法进行纺丝。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、本发明在超高分子量聚乙烯粉末中添加纳米抗菌粒子来增强超高分子量聚乙烯纤维的抗菌效果，得到的超高分子量聚乙烯纤维具有优良的抗菌性能；2、本发明先将纳米抗菌粒子和超高分子量聚乙烯粉末混合分散，然后再加入溶剂乳化，这种方法能够使纳米抗菌粒子充分分散在超高分子量聚乙烯粉末中，从而保证了成品纤维中纳米抗菌粒子的含量，确保其性能；3、本发明利用纳米抗菌粒子优异的抗菌性能，将其与超高分子量聚乙烯复合，得到具有抗菌性能的复合纤维，大大的改善了超高分子量聚乙烯纤维的抗菌性能，从而扩大了其应用范围。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。实施例1首先，本实施例采用纳米抗菌粒子与uhmwpe粉末预混、混合料与溶剂共混的二步法混合技术，实现纳米抗菌粒子在纺丝液中的均匀分散，制得高浓度的凝胶纺丝原液。第一步，将95重量份uhmwpe粉末、5重量份纳米抗菌粒子和分散剂在高速剪切作用下预混，制得预混料；第二步，在超声波、乳化机高速剪切共同作用下，将上述预混料与白油、石蜡油、十氢化萘等其中一种溶剂按照一定比例混合，乳化机搅拌速率1000-3000r/min，搅拌时间2-4h，混合均匀，即可得到质量浓度6％-8.5％的纺丝溶液。然后，通过凝胶纺丝液纺丝及超倍热牵伸技术，制得成品纤维。均匀分散的凝胶纺丝原液采用冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到具有抗菌效果的uhmwpe纤维。实施例2首先，本实施例采用纳米抗菌粒子与uhmwpe粉末预混、混合料与溶剂共混的二步法混合技术，实现纳米抗菌粒子在纺丝液中的均匀分散，制得高浓度的凝胶纺丝原液。第一步，将99.5重量份uhmwpe粉末、0.5重量份纳米抗菌粒子和分散剂在高速剪切作用下预混，制得预混料；第二步，在超声波、乳化机高速剪切共同作用下，将上述预混料与白油、石蜡油、十氢化萘等其中一种溶剂按照一定比例混合，乳化机搅拌速率1000-3000r/min，搅拌时间2-4h，混合均匀，即可得到质量浓度6％-8.5％的纺丝溶液。然后，通过凝胶纺丝液纺丝及超倍热牵伸技术，制得成品纤维。均匀分散的凝胶纺丝原液采用冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到具有抗菌效果的uhmwpe纤维。实施例3首先，本实施例采用纳米抗菌粒子与uhmwpe粉末预混、混合料与溶剂共混的二步法混合技术，实现纳米抗菌粒子在纺丝液中的均匀分散，制得高浓度的凝胶纺丝原液。第一步，将97重量份uhmwpe粉末、3重量份纳米抗菌粒子和分散剂在高速剪切作用下预混，制得预混料；第二步，在超声波、乳化机高速剪切共同作用下，将上述预混料与白油、石蜡油、十氢化萘等其中一种溶剂按照一定比例混合，乳化机搅拌速率1000-3000r/min，搅拌时间2-4h，混合均匀，即可得到质量浓度6％-8.5％的纺丝溶液。然后，通过凝胶纺丝液纺丝及超倍热牵伸技术，制得成品纤维。均匀分散的凝胶纺丝原液采用冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到具有抗菌效果的uhmwpe纤维。对比例本实施例与实施例2的区别在于：未加入纳米抗菌粒子。第一步，将uhmwpe粉末和分散剂在高速剪切作用下预混，制得预混料；第二步，在超声波、乳化机高速剪切共同作用下，将上述预混料与白油、石蜡油、十氢化萘等其中一种溶剂按照一定比例混合，乳化机搅拌速率1000-3000r/min，搅拌时间2-4h，混合均匀，即可得到质量浓度6％-8.5％的纺丝溶液。然后，通过凝胶纺丝液纺丝及超倍热牵伸技术，制得成品纤维。将上述实施例制得的成品纤维进行性能测试，结果如下：实施例1实施例2实施例3对比例纤度/dtex194196189195拉伸强度/cn.dex-131.732.533.132.9伸长率/％3.63.53.73.6模量/cn.dex-1928.3952.4948.7936.7金葡菌抑菌率/％96.7297.5195.1289.78大肠杆菌抑菌率/％97.8398.1497.9689.12由以上结果可知，本发明在超高分子量聚乙烯粉末中添加纳米抗菌粒子来增强超高分子量聚乙烯纤维的抗菌效果，得到的超高分子量聚乙烯纤维具有优良的抗菌性能。当前第1页1 2 3 

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