[发明专利]含有季铵基的纤维材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维材料及其合成方法，尤其涉及一种含有季铵基的纤维材料及其合成方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

对常见的纺织纤维（包括合成纤维和天然纤维）进行功能化，使之既保持纤维材料固有的特点和优点，又被赋予各种特殊的性能和用途，这一领域的研究正在日益受到人们的关注。纺织纤维供应充足、品种繁多，是获取新材料的良好原料来源。化学改性是对纤维进行功能化的重要手段，利用纤维本身所带有的可反应化学基团，通过与某些化学试剂的反应引入新的功能基团和结构，使纤维具有新的表面化学特性，赋予其抗静电、吸水保湿、吸附分离、抗菌除臭、水和空气净化等新的功能。化学改性可采用不同的纤维作为原料，通过不同的处理方法和过程得以实现，以含季铵基的纤维材料为例，有相关文献报道如下：

(1)中国专利CN201110357387.2“一种羟丙基三甲基氯化铵甲壳胺纤维的制备方法”通过甲壳胺纤维的氨基与2，3-环氧丙基三甲基氯化铵分子上环氧基的反应，引入季铵盐基团；(2)中国专利CN201110290869.0“多功能螯合离子交换纤维的制备方法”是以合成纤维或合成纤维与棉、麻混纺纤维为基材纤维，浸过胺基树脂溶液、制得叔胺基功能纤维，而后叔胺基功能纤维依次与5-氯甲基水杨醛和氨基化合物反应，从而得到含有季铵基和水杨醛缩氨基结构的多功能螯合离子交换纤维；(3)中国专利CN201010216107.1“一种强碱性阴离子交换纤维材料及其合成方法”采用腈纶纤维先与多胺基化合物反应引入胺基，再利用胺基与缩水甘油三甲基氯化铵反应引入季铵基，得到一种新型纤维材料；(4)中国专利CN201010555361.4“聚苯硫醚基强碱离子交换纤维的制备方法”将原料聚苯硫醚纤维在溶剂中溶胀、加入原料氯甲醚和催化剂加热进行氯甲基化与交联反应，将得到的氯甲基化交联聚苯硫醚纤维在溶剂中进行溶胀、加入三甲胺溶液进行季铵化反应，得到产物聚苯硫醚基强碱离子交换纤维；(5)中国专利CN200910228776.8“一种含羧基和季铵基的离子交换纤维的制备方法”是将聚丙烯纤维在γ-射线辐照下接枝丙烯酸，然后在紫外辐照下与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反应，得到含有羧基和季铵基的离子交换纤维；(6)中国专利CN200710191881.X“麻纤维接枝胺化改性工艺”先将麻纤维用高碘酸钠等选择性氧化得到氧化麻纤维，然后利用氧化麻纤维表面醛基与端氨基超支化合物及其季铵盐表面的氨基发生反应并以共价键结合，在纤维表面引入丰富的氨基、亚胺基和季铵盐结构；(7)中国专利CN200710047757.6“等离子体法接枝季铵基团的化学纤维及其接枝方法”采用等离子活化纤维接枝阳离子季铵基团的方法，先将所需处理的化学纤维在电晕放电的电场中处理使纤维表面产生自由基或离子基团，然后浸入含双键的季铵单体溶液水溶液中进行接枝聚合反应，再经后处理即得到含有季铵阳离子基团的化学纤维；(8)文献“季铵型阴离子交换纤维的制备及其吸附性能研究”（合成纤维工业，2011年第6期）将棉纤维进行碱化、老化处理，所得的碱纤维与交联剂4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应制得中间产物，再与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵接枝反应得到季铵型阴离子交换纤维；(9)文献“等离子体法制备强碱性离子交换纤维”（北京服装学院学报(自然科学版)2009年第4期）通过等离子体引发苯乙烯单体与腈纶无纺布接枝聚合，对接枝产物进行氯甲基化和胺化反应制备了强碱性离子交换纤维；(10)文献“含季铵基离子交换纤维的制备研究”（离子交换与吸附，2009年第6期）以辐射接枝丙烯酸后的聚丙烯无纺布为基材，采用紫外引发的方法接枝甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，得到含季铵基的离子交换纤维；(11)文献“强碱性离子交换纤维的结构与性能”（材料科学与工艺，2006年第1期）由聚丙烯纤维与苯乙烯-二乙烯苯经γ-射线共辐照接枝后再经氯甲基化和胺化反应后制得聚丙烯基强碱性离子交换纤维；(12)文献“腈纶纤维的季铵化及抗菌效果探讨”（化学世界，1995年第3期）对腈纶或锦纶纤维进行季铵化，使之具有杀菌消毒特性，具体方法：第一步，利用醇钠或四氢铝锂将腈纶的氰基还原成伯胺基，第二步，利用碘甲烷将伯胺基转变为季铵基，如采用锦纶可直接进行第二步反应。