[发明专利]一种含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维及其制备方法，该含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维的制备方法包括以下步骤：1)将聚乙烯醇溶于水中，加热升温，加入硼酸，混合均匀，再加入纳米氧化锌，混合均匀后调节体系pH值，经过滤、脱泡后，制得纺丝原液；2)将步骤1)所得纺丝原液进行含硼碱法湿法纺丝处理，之后经中和、湿牵伸、水洗、热处理得半成品纤维，再经水洗、干燥即得。本发明制得的含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维具有优良的力学性能、抗菌性能，且制备方法工艺简单，成本低廉，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维及其制备方法，属于聚乙烯醇复合纤维技术领域。

背景技术

纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤有较好的生物相容性，且热稳定性好，本身为白色，在制作成产品时可以简单地加以着色，因此，常被用作皮肤的外用药物，对皮肤有收敛、消炎、防腐、防皱和保护等功能。纳米氧化锌在阳光照射下能够产生非常活泼的羟基自由基、过氧离子自由基以及·O₂H自由基，能够破坏微生物细胞的增殖能力，达到抑制或杀灭细菌的作用。纳米氧化锌作为抗菌剂，具有无毒、长效、不产生抗药性、较高的耐热性等优点，因而在塑料、涂料、纤维中都表现出良好的抗菌性能。此外，纳米氧化锌不仅可以作为抗菌剂，还可以作为紫外线屏蔽剂，常被用于化妆品和纤维材料中，以使材料获得抗紫外线的性能。纳米氧化锌作为一种新型的无机功能材料，在日常生活和科研领域具有广阔的市场和诱人的应用前景。

复合纤维是20世纪60年代发展起来的物理改性纤维，属于多组分纤维的一种，主要用于毛毯、毛线、毛织物、保暖絮绒填充物、丝绸织物、非织造布、医疗卫生用品和特殊工作服等。目前复合纤维常用的制备方法有干法熔融纺丝和静电纺丝，制备工艺比较复杂，且生产的复合纤维力学性能较差。专利公布号为CN103388190A的中国发明专利公开了一种抗菌可降解维纶的制作方法，包括将聚乙烯醇、硼酸和8～12％固含量的纳米络合铜溶解在80～90℃的热水中，生成可塑性鳌合物作为纺丝液，通过喷丝板挤出所述纺丝液，并使喷出的纺丝在硫酸钠和氢氧化钠形成的碱性凝固浴中凝固，得到维纶丝，此方法制备的纤维具有良好的可降解和抗菌性能，但成本较高，生成纤维的力学性能较差。因此，提供一种工艺简单、成本低廉、力学性能好的复合纤维的制备方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维的制备方法，该方法制得的复合纤维能够兼顾优良的抗菌性能与力学性能。

本发明的第二个目的是提供一种上述方法制得的含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维。

为了实现以上目的，本发明一种含硼纳米氧化锌/聚乙烯醇复合纤维的制备方法包括以下步骤：

1)将94～99份聚乙烯醇溶于400～900份水中，加热升温至95～100℃后，加入0.1～1份硼酸，混合均匀使硼酸完全溶解，得聚乙烯醇溶液，再加入1～5份纳米氧化锌，混合均匀后调节体系pH值为3～6，经过滤、脱泡后，制得纺丝原液；

2)将步骤1)所得纺丝原液进行湿法纺丝处理，之后经中和、湿牵伸、水洗、热处理得半成品纤维，再经水洗、干燥即得。

上述步骤1)中所用水为40～60℃的温水。

所述纳米氧化锌平均粒径为30～100nm。

所述聚乙烯醇的聚合度为1700～1800，醇解度≥99％。

所述步骤1)中调节pH值所用的酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、甲酸、乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、抗坏血酸中的任意一种或任意组合；所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、二乙醇胺、三乙醇胺、乙醇磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种或任意组合。

所述步骤1)加入纳米氧化锌后混合均匀的方式为搅拌混匀，搅拌时间为2～4h。