[发明专利]一种竹炭复合纤维制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能性纤维制备领域，具体涉及一种竹炭复合纤维的制备方法。

背景技术

近年来，化学纤维产量急速增加，市场竞争加剧，常规化学纤维的生产经济效益不断下降。国际著名化纤制造商大力注重功能性纤维的研究与开发，通过利用化学改性、物理改性和分子设计等手段，强化化学纤维某些性能，提高其附加值，制备了很多种具有特定功能的化学纤维，可以答复改进原有纤维的染色、光热稳定、抗静电、导电、防污、阻燃、抗起球、蓬松、吸湿、手感等方面的性能。

聚丙烯腈纤维，学名Polyacrylonitril，商品名为Acrylic，大陆称为腈纶，是合成纤维四大品种之一，其产量在合成纤维中仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维，全世界的产量已达到300万吨/年。聚丙烯腈纤维是一种优良的纺织用品原料，纤维耐光、抗辐射、柔软、保暖，被誉为“人造羊毛”，广泛地应用于服装面料、篷布、窗帘等领域。

竹炭具有良好的物理化学性能，分子结构呈六角形，质地坚硬，细密多孔，比表面积达每克500m²以上，吸附力强，并且具有弱电性。由于竹炭的优异的性能，用途十分广泛，例如可以用作燃料、水质净化、居室调湿、吸附异味、保健产品、保鲜，甚至在美容皮肤也有应用，有“黑钻石”的美誉。

把竹炭加工成微细粉，可以用于制造竹炭纤维。通过竹炭对聚丙烯腈纤维进行改性，可以赋予聚丙烯腈纤维新的性能，提高纤维的吸附、抗菌等性能，由于添加了了竹炭，还使得纤维具有了自清洁功能，扩大了聚丙烯腈纤维的应用领域。

现有技术中，中国专利文献CN102002772B公开了一种原位聚合制备聚丙烯腈竹炭复合纤维的方法，该方法使用聚合单体、引发剂、溶剂和竹炭改性纳米微粉，分别加入聚合反应釜，反应连续聚合或间歇聚合得到原液然后进行干法纺丝或湿法纺丝，经过水洗、三段牵伸、干燥、上油定型得到竹炭复合纤维。本发明按照该专利的方法制备纤维时发现，由于原液中加入了竹炭微粉，导致初生丝条不易牵伸，而且由于沸水牵伸倍数高达8倍，也导致丝条过牵伸，强度稳定性差，毛丝多，导致原丝利用价值很低。

因此，需要一种可以改进原丝质量的竹炭复合纤维的制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种竹炭复合纤维的制备方法，按照本发明的方法，制备的原丝毛丝少，强度稳定性高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种竹炭复合纤维的制备方法，包括：

步骤a)取丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸与竹炭微粉聚合反应得到竹炭微粉改性的纺丝原液；

步骤b)将所述纺丝原液经喷丝头组件浸入凝固浴水中喷丝，待喷丝稳定后，将喷丝头组件提升到凝固浴液面以上，保持干喷距离为5mm-15mm然后进行纺丝；

步骤c)再经过水洗、热水牵伸、沸水牵伸、收缩上油、干燥、蒸汽牵伸、热收缩步骤得到竹炭复合聚丙烯腈纤维。

优选的，所述步骤b)中保持干喷距离为6-10mm。

优选的，所述步骤c)中的收缩上油时对纤维施加0.95-0.99倍的负牵伸。

优选的，所述步骤c)中的收缩上油中对纤维施加0.96-0.98的负牵伸。

优选的，所述步骤a)中的丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸三种单体按照质量比为89～95:4～8:1。

优选的，所述步骤a)中的丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸三种单体按照质量比为91～95:5～8:1。

优选的，所述步骤c)中的水洗包括三段水洗，水洗温度分别为40℃～45℃：80℃～85℃：96～98℃。

优选的，所述步骤c中)的热水牵伸、沸水牵伸、蒸汽牵伸的牵伸比控制为1.3～3.8：2.6～3.8:1.1～1.8。

优选的，所述丙烯腈、丙烯酸甲酯与衣康酸三种单体与竹炭纳米微粉的质量比为74～98：2～26。

优选的，所述丙烯腈、丙烯酸甲酯与衣康酸三种单体与竹炭纳米微粉的质量比为76～95:5～24。

本发明提供了一种竹炭复合纤维的制备方法，本发明以丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸为单体聚合制备纺丝原液，在其中添加竹炭微粉，并通过喷丝工艺的改进，即先讲喷丝组件浸入到凝固浴中牵引出丝条，然后在通过下降凝固浴的液面，保持5mm-15mm的准干喷距离，下降凝固浴液面时，在毛细作用下，凝固浴液体会顺着丝条爬升到上面，从而对丝条起到一个保护作用，而相对的干喷则使丝条能够在空气中干燥达到更好的强度；然后再通过后续的水洗、热水牵伸、沸水牵伸、蒸汽牵伸最后达到良好的强度。

附图说明