一種聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明公開了一種聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸纖維的方法，屬于紡織化工技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 滌綸是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱，是合成纖維中的三大主力纖維之 一。因滌綸線性大分子是對(duì)稱性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，線性好且分子鏈結(jié)構(gòu)立體規(guī)整，使得其具有強(qiáng)度 高、彈性好和剛性大等優(yōu)越的物理機(jī)械性能，并對(duì)弱酸、堿穩(wěn)定，具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和 良好的耐腐蝕性，是一種較為理想的紡織纖維，但是，滌綸是一種典型的疏水性纖維，其分 子兩端僅各有一個(gè)羥基，無其它親水性基團(tuán)，分子結(jié)構(gòu)呈緊密排列，結(jié)晶度高，吸濕性差。在 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20°C相對(duì)濕度65 % )，滌綸的吸濕率只有0.4 %左右(棉7-8 %，錦綸4 %，腈綸1-2% )，在100%相對(duì)濕度的條件下吸濕率也僅為0.6-0.8%。故其吸濕性差、易產(chǎn)生靜電、易 沾污，影響其穿著舒適性。
[0003] 親水整理，最初被稱作吸水(或吸汗)整理，是針對(duì)以滌綸織物為主的高級(jí)運(yùn)動(dòng)服 或訓(xùn)練服被提出來的。賦予滌綸纖維或織物親水性主要有兩種方法:一是紡絲改性:在纖維 的紡絲過程中利用纖維的合成技術(shù)對(duì)滌綸纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，使滌綸纖維本身具有親水性 能，從而改善滌綸的服用性能;該方法工藝途徑相對(duì)復(fù)雜，可操作性較弱。二是整理改性:大 多在纖維表面改性，利用滌綸織物后整理技術(shù)而達(dá)到改性目的。即在滌綸大分子鏈上引入 親水基團(tuán)，使織物表面形成親水層，從而改變纖維表面性能。
[0004]殼聚糖是甲殼質(zhì)脫除乙酰基后的產(chǎn)物，分子結(jié)構(gòu)中存在著氨基和羥基，可以溶于 稀酸水溶液，具有良好的水解性、透氣性和抗菌性，生物活性等優(yōu)良的特性。用殼聚糖整理 滌綸織物可以綜合改善織物的性能，殼聚糖整理液中加入催化劑和交聯(lián)劑，可以增加其吸 附率，并且提高其耐水洗能力。
[0005]用殼聚糖對(duì)于滌綸織物進(jìn)行親水整理，通常的做法是先將滌綸織物進(jìn)行堿處理， 一方面可以使得纖維表面粗糙化，有利于殼聚糖涂層的附著，另一方面旨在將表面滌綸分 子纖維中的?；l(fā)生一定程度的水解而產(chǎn)生一定數(shù)量的羧基負(fù)離子，便于陽性殼聚糖分子 與滌綸纖維的結(jié)合。聚乙二醇能夠溶解于水和許多溶劑中，溶解性好而且沒有毒副作用，具 有良好的生物相容性，是一種柔性的高分子長(zhǎng)鏈，與其他高分子結(jié)合之后可以改變高分子 的結(jié)構(gòu)二編的柔軟有彈性和韌性。
[0006]我國(guó)已經(jīng)將殼聚糖列入了高新技術(shù)研究和發(fā)展計(jì)劃，高分子量的殼聚糖具有很強(qiáng) 的氫鍵和緊密的晶體結(jié)構(gòu)，不溶于普通的溶劑，只能在酸性介質(zhì)中溶解，而低分子量的殼聚 糖溶于水，目前，有關(guān)殼聚糖降解的方法主要有三種，物理降解法:高能射線、超聲波、光等， 化學(xué)降解法:雙氧水，濃鹽酸，以及高錳酸鉀;酶解降解法：甲殼素酶、殼聚糖酶以及非專一 性糖酶等。
[0007]戴杰等人在2014年《合成纖維》雜質(zhì)的第43卷第9期公開了一篇名為《聚乙二醇接 枝殼聚糖對(duì)滌綸織物性能的影響》的文章，以殼聚糖為原料，通過鄰苯二甲酸酐封閉2位氨 基，利用三聚氰氯將殼聚糖的6位羥基引入聚乙二醇鏈上，得到水溶性較好的殼聚糖衍生 物。用該整理劑對(duì)滌綸織物進(jìn)行處理，在整理劑質(zhì)量濃度為8g/L、焙烘時(shí)間為5分鐘、焙烘溫 度為120°C時(shí)，滌綸織物具有較好的力學(xué)性能、親水性能及抗靜電性能，是本發(fā)明的最接近 現(xiàn)有技術(shù)，但是該技術(shù)是采用聚乙二醇接枝殼聚糖得到的整理劑對(duì)滌綸織物進(jìn)行后期整 理，制備過程時(shí)間久，工藝流程復(fù)雜，并且經(jīng)過整理后的滌綸織物的親水性及抗電性能的耐 水性都不佳，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸 纖維的方法，通過化學(xué)改性，聚乙二醇接枝殼聚糖后與滌綸纖維分子繼續(xù)連接，提高滌綸分 子的親水性能和抗靜電性能，對(duì)滌綸纖維的手感和抗菌性能也有一定的改善，同時(shí)其接枝 牢固，耐水性好;將該滌綸纖維直接進(jìn)行紡織應(yīng)用，不用經(jīng)過后期的整理，具有較高的經(jīng)濟(jì) 效益和應(yīng)用推廣價(jià)值。
[0009] 本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0010] 一種聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸纖維的方法，包括以下步驟：
[0011] 第一步:預(yù)處理滌綸纖維：
[0012] 將滌綸纖維用質(zhì)量份數(shù)為20-22%的氫氧化鈉溶液在50-55°C溫度條件下攪拌處 理1-1.5小時(shí)，機(jī)械攪拌速度為100-150轉(zhuǎn)/分鐘，滌綸纖維與氫氧化鈉溶液的固液比為1: 30-40;預(yù)處理后將滌綸纖維瀝干再用冷水沖洗并且20-30°C烘干，得到預(yù)處理滌綸纖維；
[0013] 第二步:制備聚乙二醇接枝殼聚糖衍生物：
[0014] 取20g殼聚糖溶解于300毫升的N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在50-55°C加熱條件下 攪拌10小時(shí)，再加入20毫升鄰苯二甲酸酐，在135°C下反應(yīng)6-7小時(shí)，用冰水混合物降溫沉 淀，過濾，經(jīng)無水乙醇、水洗滌，50°C烘干，得到酰胺化殼聚糖；
[0015] 將酰胺化殼聚糖、氰尿酸、Na2C〇3按照重量比30:1:3-5混合后添加混合質(zhì)量10倍的 N，N-二甲基甲酰胺溶液，30°C加熱攪拌反應(yīng)10-15小時(shí)，過濾除去溶劑;將不溶物中添加體 積比為1:1的丙酮與乙醚混合溶液，混合溶液添加量為不溶物固體的7-10倍，50°C溫度下攪 拌2-3小時(shí)后靜置沉淀，過濾，用乙醚洗滌，自然晾干，得到氰尿酸改性酰胺化殼聚糖；
[0016] 按照物質(zhì)的量比為1:5-7將氰尿酸改性酰胺化殼聚糖與聚乙二醇1500混合，添加 混合重量20-25倍的甲苯溶液，在60-80°C溫度下攪拌反應(yīng)8-10小時(shí)，攪拌速度為20-30轉(zhuǎn)/ 分鐘，得到聚乙二醇接枝殼聚糖衍生物溶液；
[0017] 第三步:聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸纖維：
[0018] 將預(yù)處理滌綸纖維加入聚乙二醇接枝殼聚糖衍生物溶液中，浴比為1:20-25,升溫 至120-150°C，機(jī)械攪拌反應(yīng)3-5小時(shí)，攪拌速度為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌反應(yīng)結(jié)束后添加預(yù) 處理滌綸纖維重量0.5 %的氯化鈣溶液，降溫至80-100°C攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，攪拌速度為 400-600轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)結(jié)束后將纖維瀝干后經(jīng)冷水沖洗2-3次在80-90°C烘干得到改性后的 滌綸纖維。
[0019] 優(yōu)選的，所述制備聚乙二醇接枝殼聚糖衍生物中氰尿酸的有效成分含量2 97%， 其添加量以氰尿酸有效成分計(jì)。
[0020] 優(yōu)選的，所述聚乙二醇接枝殼聚糖改性滌綸纖維中氯化鈣溶液的質(zhì)量濃度為10- 15%〇
[0021]優(yōu)選的，所述第一步中將滌綸纖維用質(zhì)量份數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液在55°C溫度 條件下攪拌處理1.5小時(shí)，機(jī)械攪拌速度為120轉(zhuǎn)/分鐘，滌綸纖維與氫氧化鈉溶液的固液比 為1:35-40;預(yù)處理后將滌綸纖維瀝干再用冷水沖洗并且20-301烘干，得到預(yù)處理滌綸纖 維。
[0022]優(yōu)選的，所述第二步中將酰胺化殼聚糖、氰尿酸、Na2C03按照重量比30:1:4混合后 添加混合質(zhì)量10倍的N，N-二甲基甲酰胺溶液，30°C加熱攪拌反應(yīng)12小時(shí)，過濾除去溶劑;將 不溶物中添加體積比為1:1的丙酮與乙醚混合溶液，混合溶液添加量為不溶物固體的8倍， 50°C溫度下攪拌3小時(shí)后靜置沉淀，過濾，用乙醚洗滌，自然晾干，得到氰尿酸改性酰胺化殼 聚糖。
[0023]優(yōu)選的，所述第二步中按照物質(zhì)的量比為1:5將氰尿酸改性酰胺化殼聚糖與聚乙 二醇1500混合，添加混合重量20倍的甲苯溶液，在60-80°C溫度下攪拌反應(yīng)10小時(shí)，攪拌速 度為20-30轉(zhuǎn)/分鐘。
[0024]優(yōu)選的，所述第三步中將預(yù)處理滌綸纖維加入聚乙二醇接枝殼聚糖衍生物溶液 中，浴比為1:20，升溫至140°C，機(jī)械攪拌反應(yīng)5小時(shí)，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌反應(yīng)結(jié)束 后添加預(yù)處理滌綸纖維重量0.5%的氯化鈣溶液，降溫至100°C攪拌反應(yīng)1小時(shí)，攪拌速度為 400轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)結(jié)束后將纖維瀝干后經(jīng)冷水沖洗2-3次在90°C烘干得到改