抗菌PP_PA6复合超细纤维的研制

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验中发现, 皮 组分抗菌 PP 的熔体温度比 芯组分 PA 6的熔体温度高 4~ 10 , 抗菌 PP 的 熔体粘度较低, 利于 PP 熔体向 PA6扩散, 使 PP, PA6界面层变厚, 界面处的粘合力加强, 其纺丝性 能最好; 如果抗菌 PP 的熔体温度比 PA6 的熔体 温度高 10 以 上, 界面处的粘合力太大, 从而造 成可剥离性减弱, 这种现象达到一定程度会造成 复合纤维在加工整理过程中不发生剥离, 影响纤 维超细化效果; 如果 PP 熔体温度低于 PA6 的熔 体温度, 则可纺性下降, 出现注头、断头现象, 生产 消耗高。由表 2可知, 选择 PA 6纺丝温度 260~ 272 , 抗菌 PP 纺丝温度 268~ 280 较合适。
7209 1990标准测试织物的透湿性; 吸湿性测试 采用企业标准。
抗菌性能: 国内测试方法采用湖南省疾病预 防控制中心的 ∀消毒技术规范 #中的振荡烧瓶试 验法; 国外测试方法采用日本统一试验法 ( JISL 1902) , 菌液条件为 1 /20NB 0. 2 mL, 实验 条件为 37 , 18 h。
从图 3中可以看出, 复合纤维截面清晰、均 匀、稳定, 两组无相互覆盖。说明采用的纺丝工艺 是合适的。将生产的抗菌 PP /PA6复合纤维织成 织物, 检测情况见表 4, 说明织物对金黄色葡萄球 菌、大肠杆菌、肺炎杆菌、白色念株有抑菌作用, 且 织物具有导湿排汗功能。
表 4 抗菌纤维织物的抗菌性能 T ab. 4 Antibacterial property of antiba cteria l fabric
将抗菌母粒与 PP 共混, 与 PA6进行双螺杆 复合纺丝, 生产抗菌 PP / PA 6复合纤维, 生产工艺 如下: 螺杆各区熔融温度 PA 6为 268~ 288 , 抗 菌 PP 为 230~ 284 ; 螺杆压力 PA6为 5~ 8 MPa, 抗菌 PP 为 5~ 8 M Pa; 副箱体温度 PA6为 260 ~ 272 , 抗菌 PP为 268~ 280 ; 主箱体温度 269~ 273 ; 纺丝速度 800 m /m in; 拉伸速度 500~ 600 m /m in; 拉伸超 喂率 8% ~ 11% ; 拉 伸倍数 2. 5 ~ 3. 4; 上热盘温度 60~ 80 ; 下热盘温度 100~ 120 ; 热板温度 110~ 120 。其生产工艺流程见图 1。
2 结果与讨论 2. 1 抗菌母粒添加量
由于抗菌母粒中含无机抗菌剂及一些助剂, PP切片中加入过多的抗菌母粒, 将对纺丝产生影 响。从表 1中可以看出, 当添加的抗菌母粒质量 分数超过 7% 时, 可纺性变差, 低于 5% 时, 对可纺 性没有影响, 但纤维织物的抗菌性能较差, 因此添 加抗菌母粒的质量分数以 5% ~ 6% 为宜。
抗菌 PP ! 螺杆 1 ! 副箱体 1 ! ! 复合 箱体
PA 6 ! 螺杆 2 ! 副箱体 2 !
复合组件 冷却 上油 卷绕 平衡
拉伸 (网络 ) 成品 检验 包装
图 1 抗 菌 PP /PA 6复合纤维生产流程 F ig. 1 F low chart of ant ibacterial PP / PA 6 com posite f iber produ ct ion
由于 PP / PA6复合超细纤维的剥离以机械剥
16
合成纤维工业
2009年第 32卷
离为主, 为保证纺造的顺利进行, 纤维在拉伸工序 中应尽可能减少剥离, 在确保纤维应具有的物理 机械性能的前提下, 降低拉伸倍数, 无机抗菌剂的 加入, 使拉伸倍数降低较多, 因此实验中预拉伸倍 数为 1. 005, 总拉伸倍数控制在 2. 5~ 3. 4。 2. 6 产品质量
研究与开发
合 成 纤 维 工 业, 2009, 32 ( 2 ) : 14 CH INA SY NTHETIC FIBER INDU STRY
抗菌 PP / PA6复合超细纤维的研制
谭怀山
( 中国石化集团资产经营管理有限公司巴陵石化分公司, 湖南 岳阳 414014 )
摘 要: 以无机抗菌剂、聚丙烯 ( PP) 和聚己内酰胺 ( PA 6 ) 为原料, 采用复合 纺丝技术 制备抗菌 PP / PA 6 复 合纤维, 对其生产工艺及纤维性能进行了 研究。结果表明: 抗菌剂的加入, 对纺丝工 艺没有明显的影响。选 择 PA 6纺丝温度 260 ~ 270 , 抗菌 PP纺丝温度 268~ 280 , 生产的抗菌 PP /PA 6复合纤维截面稳定清晰, 经染整加工后可得到抗菌 PP /PA 6复合超细纤维。经检测, 纤 维织物对 金黄色葡 萄球菌、大 肠杆菌、肺 炎杆 菌、白色念株菌具有抑菌作用, 其织物具有吸湿排汗快干功能。 关键词: 聚丙烯 聚己内酰胺 复合纺丝 无机抗菌剂 超细纤维 中图分类号: TQ 342. 9 文献 识别码: A 文章编号: 1001 0041( 2009 ) 02 0014 03
收稿日期: 2008 09 14; 修改稿收到日期: 2009 01 14。 作者简介: 谭怀山 ( 1961 ) , 硕士, 高级工程师。主要从事 石化产品研发及管理工作。
第 2期
谭怀山. 抗菌 PP /PA 6复合超细纤维的研制
15
1. 5 测试 吸湿排汗速干性 能: 采用 香港 SGS 公司 BS
目前, 具有吸湿排汗、抗菌防臭等功能性纺织 品已成为市场研发热点。抗菌织物生产有纺丝前 加入抗菌剂制成抗菌纤维和织成织物后再用抗菌 剂进行后整理两种方法, 前者抗菌功能效果持久, 耐洗性好, 后者处理工艺较简单, 但生产中三废 多, 其耐洗性及抗菌效果较差。作者采用母粒共 混法和复合纺丝法相结合, 将无机抗菌剂与聚丙 烯 ( PP ) 与聚己内酰胺 ( PA6) 分别熔融, 在星形复 合喷丝组件内复合, 纺丝得到抗菌 PA 6 /PP 复合 纤维, 该纤维在染整过程中剥离而成为 6根扇形 超细 PP 纤维和 1根星形细旦 PA 6纤维 [ 1~ 4] 。由 于超细丙纶和异形 PA 6纤维的毛细管芯吸效应、 PA6纤维亲水基团和抗菌剂的作用, 该复合纤维 具有优良的吸湿排汗速干和抗菌防臭功能。
抗菌率, % 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌
65. 7
69. 5
82. 2
77. 2
84. 6
82. 0
88. 1
85. 3
可纺性
好 好 好 较好 差
2. 2 熔体流变性能 复合纺丝时选定两种组分的聚合物, 应尽可
能满足熔体的表观粘度 ( a ) 相近, 两种 聚合物 熔体粘度的比率宜控制在 0. 4~ 2. 5, 最好是控制 在 0. 8~ 1. 25[ 2] 。图 2是 PP、抗菌 PP 和 PA 6在 270 下的流变曲线。
表 2 纺丝温度对纤维可纺性的影响 Tab. 2 E ffect of spinning temperature on fiber spinnability
组分 PP PA 6
熔融温度 / 270 288
纺丝温度 / 256 260
纺丝情况 可纺性差, 有硬头丝
PP
280
PA 6
284
274
可纺性好, 截面稳定
参数
86. 66 87. 06 51. 53 > 5. 6 > 2. 1 > 5. 2 > 2. 1 10. 3 10. 7 825. 1
检测单位
江苏省疾 病预防控制 中心
日本东亚 合成株式会 社
香港 SGS 公司
3 结论 a. 利用 双 螺杆 将抗 菌母 粒与 PP 共 混 物、
PA6分别熔融, 采用复合喷丝组件纺丝, 生产抗菌 PP /PA6 复 合 纤 维, 纺 丝 温 度 PA6 为 260 ~ 272 , 抗菌 PP 为 268~ 280 。
1 实试 1. 1 原料
无机抗菌剂 N: 平均粒径为 0. 3 m, 江苏泰 兴纳米材 料 厂产; 分 散剂: 自 制; PP 切片: 牌 号 YS820, 熔体流动 指数 ( M I ) 为 每 10 m in 17. 7g, 中国石化集团洛阳 石化公司 产; PA6 切片: 牌号 YH 402, 相对粘度 2. 45, 熔点 219. 6 , 含水率小 于 600 g / g, 岳阳巴陵石化化工化纤厂有公司产。 1. 2 设备与仪器
图2
!对
的关系曲线
a
F ig. 2 P lots of ! versu s a
∃ 抗菌 PP; % PP; & PA 6
从图 2可以看出, 抗菌 PP 的流变性能与纯 PP的流变性能相似, 抗菌剂的加入, 对 PP 的流变 性能没有明显的影响, 与 PA6 存在等粘点, 在剪 切速率 ( !)为 1 ∋ 103 附近, 其熔体的 a 相近, 因 而在 !为 1 ∋ 103 附近, 两者共纺性好, 无注头丝、 硬头丝, 初生纤维断面均匀、稳定, 组分之间界面 清晰, 无相互覆盖串料, 成品纤维剥离性能良好。 2. 3 纺丝温度
项目
复合纤维
线密度 /d tex 断裂强度 / ( cN( dtex- 1 ) 断裂伸长率, % 沸水收缩率, %
83. 1 3. 38 29. 6 7. 27
111. 0 3. 04 35. 0 6. 54
抗菌复合纤维
78. 8 110. 7
2. 65
2. 70
24. 6
30. 6
5. 68
7. 70
项目
金黄色葡萄球菌抑菌率, % 大肠杆菌抑菌率, % 白色念株菌抑菌率 1) , % 金黄色葡萄球菌静菌活性值 金黄色葡萄球菌杀菌活性值 肺炎杆菌的静菌活性值 肺炎杆菌的杀菌活性值 吸水高度 纵向
横向 3) 透湿指数 / ( g( m- 2 )
1) 振荡 18 h 后;
2) 30 m in; 3) 每 24 h。
根据用户要求, 试生产品种有 83. 3 dtex / 24 ∋ 7 、f 111 dtex / 24 ∋ 7 f抗菌复合纤维, 其物理性能指标 如表 3。从表 3中可看出, 抗菌复合纤维的断裂强 度与断裂伸长率与纯复合纤维相比, 有所降低。
表 3 复 合纤维和抗菌纤维的物理性能 T ab. 3 Physica l properties o f composite and antibacteria l fibers
KV461 4复 合纺丝 机: 中国纺 织维工程研究中心 制; Instron1185万能材料试验机, Instron3325流变 仪: 德国 Instron 公司产; 日本 S 520扫描电镜: 日 本公司制; XKZ 400熔融指数测定仪: 吉林大学机
国内测试方法采用湖南省疾病预防控制中心的消毒技术规范中的振荡烧瓶试jisl1902菌液条件为120nbml实验条件为371抗菌母粒添加量由于抗菌母粒中含无机抗菌剂及一些助剂pp切片中加入过多的抗菌母粒将对纺丝产生影1中可以看出当添加的抗菌母粒质量分数超过7时可纺性变差低于5时性没有影响但纤维织物的抗菌性能较差因此添加抗菌母粒的质量分数以51抗菌母粒添加量对抗菌性能和纺丝性能的影响tab
械厂制。 1. 3 抗菌母粒的制备
将质量分数 10% 的无机抗菌剂 N、75% 的 PP 切片、5% ~ 12% 的分散剂、2% ~ 4% 的助纺剂和 0. 5% ~ 1% 的增白剂混合均匀后在 30螺杆挤 出机上熔融造粒。切片用真空转鼓干燥, 干燥温 度 115 , 干燥时间 6~ 10 h, 真空度 0. 098 M Pa。 1. 4 抗菌 PP /PA 复合纤维的生产
实验中采用 250目 /60目、300目 /60目两层 金属过滤网, 喷丝孔孔径 0. 3 mm, 防止无机粒子 堵塞喷丝孔导致注头使纤维线密度不匀和线密度 偏低, 在组件中比常规复合纺丝多加一层过滤网, 增加组件的自密封性, 防止复合组件内漏, 提高组 件周期。实验表明, 采用双层过滤网, 生产中纺丝 组件可达 4 d以上, 基本满足工业生产的需要。 2. 5 拉伸倍数
268
PP
290
PA 6
290
270
可纺性差, 有注头丝
278
2. 4 组件周期 由于复合纺丝装置没有装预过滤器, 起过滤
功能的是纺丝组件, 抗菌 PP 中含有抗菌剂, 这些 无机抗菌剂是无机不熔性物质, 故组件过滤一方 面需滤去生产过程中带入的杂质以及影响可纺性 的超大粒子, 另一方面又不能把大部分抗菌粒子 滤掉, 使纤维失去抗菌功能。
表 1 抗菌母粒 添加量对抗菌性能和纺丝性能的影响
T ab. 1 E ffect of antibacteria l ma sterbatch addition on antibacterial property and spinning perform ance
抗菌母粒 质量分数, %
4 5 6 7 8
相关文档
最新文档