[发明专利]一种超疏水聚酯纤维的制备方法

说明书

本发明提供了一种超疏水聚酯纤维的制备方法，将含氟化合物与聚酯原料共聚得到含氟聚酯，将干燥后的含氟聚酯切片与超疏水纳米粉体、润滑改性剂搅拌均匀经挤出形成均匀的熔体，熔体经纺丝制得超疏水聚酯纤维。本发明添加少量的含氟聚合物聚合得到的含氟聚酯，由于链段上引入了氟原子，降低了聚酯的表面能，提高了聚酯疏水性；制备的聚酯纤维有优异的超疏水性能，超疏水的SiO₂纳米粒子与聚酯共混不易出现团聚，加入的润滑改性剂可起到保持超疏水效果更持久的作用。制备的超疏水聚酯纤维可作为超疏水防污面料，户外防水防污运动装备面料等的原料，可省去织物表面疏水改性的步骤，节约成本，减少了化学表面超疏水改性对环境的污染。

技术领域

本发明涉及一种超疏水纤维，具体涉及一种超疏水聚酯纤维的制备方法。

背景技术

通常将与水的接触角大于90°的表面称为疏水表面，而与水的接触角大于150°的表面则称为超疏水表面。超疏水表面的特殊浸润性使其具有自清洁、抗粘附、防污抑菌、防水等优良特性，引起了人们的极大关注和研究兴趣。聚酯纤维可应用于各种织物、面料、服装领域，若能赋予其超疏水自清洁性，可使其具有更广阔的应用前景。

目前传统的聚酯材料超疏水处理主要采用表面改性，在材料表面构筑微纳米结构，该方法较为繁琐和昂贵，需要设计制造专门设备和复杂苛刻的制备工艺条件。表面超疏水处理后还存在超疏水耐久性差，表面超疏水结构易被破坏等问题，这些问题都限制了超疏水聚酯的大规模应用。

文献“无氟酯化修饰法对涤纶织物的超疏水整理”(武汉纺织大学学报,2014.6)记载了以氢氧化钠溶液作为刻蚀剂，使用化学刻蚀在涤纶织物表面上构筑出具有微/纳米级双尺寸粗糙表面，刻蚀时酯键水解生成羟基端。再将织物浸泡在有机物十八烷酸丙酮溶液中进行低表面能酯化修饰，修饰后未经水洗的涤纶样品平均接触角达到151°，经过5次洗涤后表面超疏水性能下降，在相当于20次皂液洗涤后接触角为下降到123°。

另一种聚酯疏水改性方法不同于表面改性，是一种共聚合的方法，将具有低表面能基团的原料通过聚合反应，在分子链段中引入低表面能元素(如氟、硅)，可以直接制备出低表面能的聚酯材料，维持长久的疏水性，应用于对疏水性要求不高的领域。但是要达到超疏水性能，还是要通过改变表面结构来实现。

专利号201310445955.3公开了一种含氟PET-PTT共聚酯FDY纤维及其制备方法，采用含氟对苯二甲酸、对苯二甲酸、乙二醇和1,3-丙二醇作为主要原料，加入抑制剂制备得到含氟PET-PTT共聚酯熔体，熔体直接挤出或制成切片经螺杆熔融挤出、冷却、上油、拉伸和卷绕制得含氟PET-PTT共聚酯FDY纤维，由于氟原子的引入，改善了聚酯FDY纤维的超疏水、憎水憎油、防污方面性能。但所制备纤维并未达到超疏水性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超疏水聚酯纤维的制备方法，通过共聚合方法提高材料本身疏水性能，并通过共混改性方法加入超疏水纳米SiO₂粉体，用于构筑聚酯表面微纳米结构从而得到超疏水性能持久的聚酯纤维，所制备纤维去油干燥后测得表面接触角可达153°，不仅操作较简单，而且所制备的超疏水纤维的超疏水性能持久。

技术方案：一种超疏水聚酯纤维的制备方法，将含氟化合物与聚酯原料共聚得到含氟聚酯，将干燥后的含氟聚酯切片与超疏水纳米粉体、润滑改性剂搅拌均匀经挤出形成均匀的熔体，熔体经纺丝制得超疏水聚酯纤维。

进一步，将含氟化合物与对苯二甲酸、乙二醇、催化剂搅拌成均匀浆料后进行酯化反应和缩聚反应。

进一步，乙二醇与对苯二甲酸的添加量摩尔比为1.1-1.7。

进一步，所述含氟化合物为氟化二醇，包括1H，1H，9H，9H-全氟-1,9-壬烷二醇或2，2，3，3-四氟-1，4-丁二醇，添加量为对苯二甲酸质量的2-20％。