[发明专利]一种聚丙烯/掺杂氧化物复合功能纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属复合功能纤维的制备领域，特别是涉及一种聚丙烯/掺杂氧化物复合功能纤维 的制备方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，电磁辐射成为了另外一种污染源，危害了人的健康， 另外人们对纺织品的要求也逐渐提高，因此开发具有电磁波吸收，抗菌，抗静电，抗紫外 的功能纤维已经十分的必要。

例如专利CN1442518A将TiO₂，CuS等纳米抗菌粉体和粘胶纤维等复合制备得到了 抗菌纤维，专利CN1278032A报道了将金属镍等纳米金属颗粒和涤纶复合制的抗静电抗紫 外功能纤维的，Journal of Polymer Research(2007)14：107-113报道了将钡铁氧体和锰锌铁氧 体和聚丙烯复合制得电磁波吸收纤维，但是兼具这些功能纤维还未见报道，掺杂氧化物半 导体功能粉体的出现为这种复合功能纤维提供了可能。

In₂O₃，SnO₂，ZnO等宽带半导体材料由于其特殊的光学和电学性能，近年来受到了 广泛的关注。由半导体连续光谱理论，可见光和红外波段的光波在半导体中的传播特性与 等离子频率ωp密切相关，等离子频率的定义式为：

相应的等离子波长为：

λp=2πce(m*ϵ0N)12]]>

式中，m^*为自由载流子的有效质量，ε₀为介电常数，e为电子电荷，N为材料中载流 子的密度，c为真空光速。

半导体对电磁波的反射与电磁波的波长有关，当入射光的λ＜λp(即ω＞ωp)时，半导 体具有电介质的特性，有很高的透过率，很低的反射率。当入射光的 λ＞λp(即ω＜ωp)时，半导体具有金属的特性，有很高的反射率。而半导体的λp主要取 决于载流子的浓度N，从理论上来讲，当向相应的基体材料中掺杂相应的高价离子，如向 In₂O₃中掺杂Sn元素，向SnO₂中添加Sb元素，向ZnO中添加Al元素后，材料的载流子 的浓度N有了数量级的提高，电导率也有数量级的提高。掺杂氧化物半导体由于电极化和 传导损耗，又对微波有介电损耗，因此ITO，ATO，ZAO具有很多特殊的光学和电学的性 质，例如电磁波吸收，抗紫外，可见光透过等功能。将掺杂氧化物半导体应用于纺织品用 纤维领域未见报道。

聚丙烯纤维的资源丰富，生产成本低，其密度小，耐化学腐蚀性好，无毒，耐虫蛀，在产 业和服装领域有广泛的应用。但是聚丙烯也有一些缺点，例如抗紫外抗静电的性能较差， 易老化等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚丙烯/掺杂氧化物复合功能纤维的制备方法， 该制备方法生产设备简单，易于工业化生产，制得的复合功能纤维具有电磁波吸收，降低 红外发射率，抗菌，抗紫外，防老化等功能，可以广泛应用在防电磁波辐射，抗菌抗老化 抗静电纺织品等各种领域。

本发明的一种聚丙烯/掺杂氧化物复合功能纤维的制备方法，包括：

(1)将烘干的聚丙烯基体和掺杂氧化物粉体，其重量比为99.9∶0.1-70∶30，预混合 均匀；

(2)将双螺杆共混挤出机各段的温度调节至160-220℃，加入预混合好的粉体放入 双螺杆挤出机挤出，经过水浴冷却后经过切粒，得到纺丝的母粒；

(3)将母粒加入复合纺丝机，纺丝温度为190-250℃，喷丝板为28-64孔，喷丝孔直 径为0.2-0.5mm，熔融纺丝的卷绕速度为300-600m/min，得到初生丝；