本技術(shù)涉及腈綸纖維的，更具體地說，它涉及一種高強度抗菌腈綸纖維及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、腈綸纖維是以聚丙烯腈作為原料，通過濕法紡絲、熔融紡絲等工藝制備而成的纖維，具有較好的蓬松性、彈性、保暖性，耐曬性能優(yōu)良，在一般溶劑和酸堿條件下，依然能保持性能完好，被廣泛應(yīng)用于紡織服裝行業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。

2、然而，腈綸纖維其分子鏈主要有ch2、ch、cn等基團，親水性基團的缺失，導(dǎo)致聚丙烯腈吸濕性較差，容易產(chǎn)生靜電，影響舒適性，同時，其存在有斷裂強度較低，并且不具有很好的抗菌性能，不利于腈綸纖維在醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的實際應(yīng)用。

3、現(xiàn)有研究中，將醋酸乙烯酯和丙烯腈發(fā)生共聚反應(yīng)，制備得到纖維具有良好的吸濕性，但是醋酸乙烯酯引入會降低共聚物的結(jié)晶度，使得制備得到的纖維的力學(xué)性能降低。

4、因此，為了更好的利用腈綸纖維，亟需開發(fā)一種親水性能好、強度高且抗菌性能佳的腈綸纖維。

5、基于上述陳述，本技術(shù)提供了一種高強度抗菌腈綸纖維及其制備工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯腈吸濕性較差，同時通過使用醋酸乙烯酯對其共聚改性無法提高其力學(xué)性能且聚丙烯腈不具有抗菌性能影響穿著的舒適性，本技術(shù)提供了一種高強度抗菌腈綸纖維及其制備工藝。

2、一種高強度抗菌腈綸纖維，包括以下重量份原料：110-130份改性聚丙烯腈、8-10份抗菌填料；

3、優(yōu)選的，所述改性聚丙烯腈先由聚丙烯腈經(jīng)乙醇水溶液處理，得預(yù)處理聚丙烯腈，再與功能單體經(jīng)接枝共聚，制得。

4、優(yōu)選的，所述功能單體先由6-氨基-2-巰基嘧啶-4-醇和丙烯酰胺經(jīng)點擊加成反應(yīng)，得氨基單體，再與辛烯基琥珀酸酐經(jīng)開環(huán)酯化反應(yīng)，得不飽和單體，最后再與三羥甲基氨基甲烷經(jīng)酰胺化反應(yīng)，制得。

5、優(yōu)選的，所述抗菌填料先由納米氧化鋅經(jīng)kh-560改性，得環(huán)氧基氧化鋅，繼續(xù)與α-乙酰氨基肉桂酸經(jīng)開環(huán)酯化反應(yīng)，制得。

6、該高強度抗菌腈綸纖維的制備方法，包括以下步驟：

7、將改性聚丙烯腈和抗菌填料在雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒，然后將料粒在熔融紡絲機中進(jìn)行紡絲；得到的纖維在拉伸機中拉伸處理，得高強度抗菌腈綸纖維。

8、優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機的螺桿溫度235-245℃，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為30-40r/min；熔融紡絲機控制紡絲溫度為260-280℃，紡絲速率為600-800m/mi?n；拉伸機的熱盤溫度控制為82-90℃，控制牽伸倍數(shù)為2.8-3.2倍。

9、優(yōu)選的，所述改性聚丙烯腈由以下步驟制得：

10、步驟a1、將聚丙烯腈加入乙醇水溶液中，升溫至回流，攪拌處理2-4h，取出，經(jīng)洗滌干燥，得預(yù)處理聚丙烯腈，其中，聚丙烯腈和乙醇水溶液的質(zhì)量比為2-4：65-75，乙醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30％；

11、步驟a2、將預(yù)處理聚丙烯腈、功能單體和二苯甲酮加入無水乙醇中，攪拌均勻，紫外光輻照25-35min，控制輻照溫度為55-65℃，再經(jīng)索式提取，洗滌，干燥，得改性聚丙烯腈，其中，預(yù)處理聚丙烯腈、功能單體、二苯甲酮和無水乙醇的質(zhì)量比為1.8-2.2：0.6-0.8：0.02-0.04：50-60，在上述反應(yīng)過程中，以無水乙醇為溶劑，二苯甲酮為光引發(fā)劑，預(yù)處理聚丙烯腈上氰基能與功能單體上的氨基發(fā)生接枝共聚，得改性聚丙烯腈。

12、優(yōu)選的，功能單體由以下步驟制得：

13、步驟b1、6-氨基-2-巰基嘧啶-4-醇、丙烯酰胺和光引發(fā)劑加入無水dmf中，攪拌均勻，維持轉(zhuǎn)速不變，邊攪拌邊置于紫外光輻照12-26min，控制輻照溫度為75-85℃，得氨基單體，其中，6-氨基-2-巰基嘧啶-4-醇、丙烯酰胺、光引發(fā)劑和無水dmf的質(zhì)量比為4-6：1.8-2.6：0.02-0.04：60-80，光引發(fā)劑為2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和偶氮二異丁腈按質(zhì)量比1.8：3-5混合而成，在上述反應(yīng)過程中，以無水dmf為溶劑，6-氨基-2-巰基嘧啶-4-醇上的巰基與丙烯酰胺上的不飽和雙鍵發(fā)生點擊加成反應(yīng)，得氨基單體；

14、步驟b2、將氨基單體加入無水dmf中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)ph值為8-9，滴加辛烯基琥珀酸酐和異丙醇的混合液a，控制在10min內(nèi)滴完，滴畢，升溫至74-78℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)6-12h，調(diào)節(jié)ph值為6.8-7.2，洗滌，干燥，得不飽和單體，其中，氨基單體、無水dmf和混合液b的質(zhì)量比為3-5：75-85：26-32，混合液a中，辛烯基琥珀酸酐和異丙醇的質(zhì)量比為2.2-4.6：30，在上述反應(yīng)過程中，以無水dmf為溶劑，氨基單體上的活性氨基與辛烯基琥珀酸酐上的酸酐基發(fā)生開環(huán)酯化反應(yīng)，得不飽和單體；

15、步驟b3、將不飽和單體和三羥甲基氨基甲烷加入無水dmf中，攪拌均勻，邊攪拌邊滴n，n-二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和無水dmf的混合液b，滴畢，升溫至74-78℃，攪拌反應(yīng)5-6h，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾洗滌干燥，得功能單體，其中，不飽和單體、三羥甲基氨基甲烷、無水dmf和混合液b的質(zhì)量比為6-8：1.6-2.2：60-70：25-35，混合液b中，n，n-二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和無水dmf的質(zhì)量比為3.4-4.4：

16、2.4-2.8：23-27，上述反應(yīng)過程中，以無水dmf為溶劑，n，n-二環(huán)己基碳二亞胺為脫水劑，4-二甲氨基吡啶為酰化劑，不飽和單體與三羥甲基氨基甲烷發(fā)生酰胺化反應(yīng)，得功能單體。

17、優(yōu)選的，所述抗菌填料由以下步驟制得：

18、步驟c1、將納米氧化鋅、去離子水、無水乙醇和kh-560超聲混合30-50min，室溫攪拌反應(yīng)6-8h，離心，沉淀洗滌干燥，得環(huán)氧基氧化鋅，其中，納米氧化鋅、去離子水、無水乙醇和kh-560的質(zhì)量比為5：10：25-35：0.4-0.6；

19、步驟c2、將環(huán)氧基氧化鋅超聲分散于無水dmf，滴加四丁基溴化銨、α-乙酰氨基肉桂酸和無水dmf的混合液c，滴畢，升溫至90-110℃，攪拌反應(yīng)2-3h，反應(yīng)結(jié)束后，離心，洗滌數(shù)次，干燥，得抗菌填料，其中，環(huán)氧基氧化鋅、無水dmf和混合液c的質(zhì)量比為2-4：50-60：26-32，混合液c中，四丁基溴化銨、α-乙酰氨基肉桂酸和無水dmf的質(zhì)量比為0.1：1.2-1.6：30，在上述反應(yīng)過程中，以無水dmf為溶劑，四丁基溴化銨為催化劑，環(huán)氧基氧化鋅與α-乙酰氨基肉桂酸發(fā)生開環(huán)酯化反應(yīng)，得抗菌填料。

20、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

21、為了提高腈綸纖維的親水性、強度和抗菌性，本技術(shù)從兩方面入手，一是加入了改性聚丙烯腈，改性聚丙烯腈由預(yù)處理聚丙烯腈經(jīng)功能單體改性，制得，功能單體中含有豐富的活性羥基、柔性長鏈烷烴結(jié)構(gòu)和嘧啶環(huán)，活性羥基的存在不僅能賦予改性聚丙烯腈良好的親水性，而且它還能與抗菌填料上的活性羥基產(chǎn)生氫鍵作用，提高腈綸纖維的強度，柔性長鏈烷烴結(jié)構(gòu)的存在，能與預(yù)處理聚丙烯腈中柔性鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生糾纏繞結(jié)，進(jìn)一步提高腈綸纖維的強度，嘧啶環(huán)的存在不僅自身具有抗菌性，能與抗菌填料中的氧化鋅結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，提高腈綸纖維的抗菌性，二是加入了抗菌填料，一方面發(fā)揮納米氧化鋅的良好的物理性能進(jìn)而提高腈綸纖維的耐候性，另一方面抗菌填料表面接枝的α-乙酰氨基肉桂酸不僅具有剛性環(huán)結(jié)構(gòu)，而且還有著能與功能單體形成氫鍵的酰胺基將其引入腈綸纖維中，能夠與功能單體協(xié)同發(fā)揮作用，共同提高腈綸纖維的強度。