含废毛活性炭聚酯纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种含废毛活性炭聚酯纤维的制备方法，属于人造长丝的制造方法技术领域。将废毛活性炭颗粒分散到聚酯载体中，形成聚酯母粒，形成聚酯母粒，将聚酯母粒与合成纤维母粒共混，熔融纺丝制备得到聚酯原丝，将聚酯原丝导入水中洗涤，去除水溶性聚合物，获得含废毛活性炭的聚酯纤维，聚酯纤维中活性炭含量为1.0‑6.5%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种含废毛活性炭聚酯纤维的制备方法，属于人造长丝的制造方法技术领域。

背景技术

废弃纤维资源量巨大，处理不当不仅会造成环境污染，而且会增加处理成本，浪费资源。利用废弃毛纤维制备高贯穿多微孔颗粒活性炭，这有利于减轻环境对废弃物处理压力，并为废弃毛纤维的合理利用提供更多有效途径，从而提高产品利用附加值。

废毛活性炭是以废弃毛纤维为原料经炭化活化过程烧制而成，呈现高度贯穿、活化微孔明显、且稳定的网络状结构，比表面积大，拥有较强的吸附能力，具有导电和阻隔电磁波辐射的能力。

废毛活性炭聚酯纤维是通过添加微纳米超细废毛颗粒活性炭粉末纺制而得的功能性聚酯纤维，是一种具有吸湿、透气、除臭、吸附、抗静电、吸附功能的保健纤维。

中国专利CN 102161485 B “利用废弃羊毛制备活性炭的方法”涉及利用废弃羊毛制备活性炭的方法，但制备的活性炭比表面积较低，不超过450m².g^-1，低的比表面积限制了颗粒活性炭的应用；中国专利CN>

中国专利CN 100528978C“一种功能竹炭粉体加工方法及其在合成纤维中应用”和中国专利CN 1302900C“一种竹炭超细粉体的加工方法及其在合成纤维中的应用”涉及一种将竹炭粉体添加到合成纤维中的制备方法，但因大分子合成高聚物将竹炭紧紧包裹，很难发挥竹炭应有的功效，因此如何更好地发挥活性炭在聚酯纤维中的功效也是本发明需要解决的技术问题。

基于此，做出本申请。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种含废毛活性炭的聚酯纤维制备方法，该工艺能很好发挥活性炭在聚酯纤维中的功效，提高聚酯纤维面料的吸湿、透气、除臭、吸附、抗静电、吸附等方面的性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

含废毛活性炭聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：

（1）将比表面应大于500m²·g^-1的废毛活性炭研磨制成微纳米超细的废毛活性炭颗粒；

（2）将废毛活性炭颗粒分散到聚酯载体中，制备成高活性炭含量的聚酯母粒；

（3）将高活性炭含量的聚酯母粒与合成纤维母粒（由PET聚酯和水溶性聚合物制备而成）共混，熔融纺丝，从而制备获得含废毛活性炭的聚酯原丝；

（4）将聚酯原丝导入95℃-105℃的水溶液中洗涤，去除水溶性聚合物，获得含废毛活性炭的聚酯纤维。

进一步的，作为优选：

步骤（1）中，废毛活性炭颗粒是由废毛活性炭在空气气氛中行星式高能球磨机研磨获得，其粒径控制小于550nm。

步骤（1）中，所述的研磨过程需向废毛活性炭中加入小分子无机聚合物或无机电解质作为分散剂以配成球磨原料，分散剂可以是硅酸钠、铝酸钠、柠檬酸铵、三聚磷酸钾、焦磷酸钾、2-磷酸丁烷-1,2,4三羟酸等，要求分散剂占废毛活性炭的用量控制在1%-15%，将球磨原料按球料比5：1到15：1装入钢罐中进行研磨即可得到废毛活性炭颗粒。

步骤（2）中，所述的合成纤维母粒为聚酯与水溶性聚合物的混合物，其水溶液聚合物含量为3-25%。

步骤（3）中，所述高活性炭含量的聚酯母粒中，活性炭含量控制在15%-48%。

步骤（3）中，所述的聚酯原丝中，水溶性聚合物（包括水溶性聚酯或水溶性其他聚合物）含量控制在2%-23%。

步骤（4）中，所述含废毛活性炭的聚酯纤维中，活性炭含量控制在1.0%-6.5%。

与常规的抗菌粘胶纤维制备相比，本发明的工作原理及有益效果如下：

（1）本申请所制得的含废毛活性炭的聚酯纤维具有吸湿、透气、除臭、吸附、抗静电、吸附功能。本申请中，聚酯母粒中含有废毛活性炭，合成纤维母粒中含有水溶性聚合物，在纺丝过程中，聚酯原丝中的水溶性聚酯在水溶过程中，将废毛活性炭颗粒的孔洞进行适当暴露并贯穿，使聚酯纤维成型过程中形成孔洞，不仅可以最大程度的发挥活性炭的功效，赋予聚酯纤维良好的吸附和除臭抗静电性，而且，这些孔洞的存在还提高了聚酯纤维的吸湿透气性。

（2）制得的含废毛颗粒活性炭的聚酯纤维具有较低的沸水收缩率，且性能稳定。本申请中，以含有废毛活性炭颗粒的聚酯母粒和含有水溶性聚合物的合成纤维母粒为原料进行共混熔融纺丝，在聚酯原丝中引入活性炭和水溶性组分，而后再在热水中进行洗涤，水溶性组分发生水溶并出离聚酯原丝，聚酯原丝发生二次成型形成聚酯纤维，原料经过两次成型并最终形成涤纶纤维，其中的收缩因素在成型过程中得到控制，因而其废水收缩率可控制在1.0-1.8%之间。

（3）制备流程短，工艺过程简单、适合于批量工业化生产。本申请中，纤维的制备主要分为四部：聚酯母粒的合成、合成纤维母粒的合成、共混熔融纺丝和热水洗涤，四个工序中，聚酯母粒合成与合成纤维母粒合成可同步进行，共混熔融纺丝完成后可直接进行热水洗涤，无需进行其他的工序，且操作过程中可控性好，工艺过程简单，不仅适用于小批量生产，还可以用于批量工业化生产。

具体实施方式

实施例1

利用空气气氛中行星式高能球磨机对柠檬酸铵（含量为12%）和比表面应为570m²·g^-1的废毛活性炭（含量为88%）构成的球磨原料进行研磨，控制球料比为15:1，从而获得小于400nm的微纳米超细废毛活性炭粉末。取微纳米超细废毛活性炭粉末4kg和6kg聚酯切片，经混合造粒机造粒获得高活性炭含量的聚酯母粒。然后将10kg高活性炭含量的聚酯母粒与15kg特性粘度为0.49dl/g的水溶性聚酯切片和90kg聚酯切片进行混合，并经熔融纺丝、牵伸定型等工序后获得含废毛活性炭的聚酯原丝纤维。最后将含废毛活性炭的聚酯原丝纤维放入95℃热水溶液中约50分钟，以去除水溶性聚酯，从而获得含4%废毛活性炭的聚酯纤维。

本实施例所制备的含废毛活性炭聚酯纤维的规格为120D/108f，断裂强度大于2.8cN/dtex，沸水收缩率1.8±0.4%。

实施例2

利用空气气氛中行星式高能球磨机对铝酸钠（含量为10%）和比表面应为600m²·g^-1的废毛活性炭（含量为90%）构成的球磨原料进行研磨，控制球料比为12:1，从而获得小于450nm的微纳米超细废毛活性炭粉末。取微纳米超细废毛活性炭粉末3kg和8kg聚酯切片，经混合造粒机造粒获得高活性炭含量的聚酯母粒。然后将11kg高活性炭含量的聚酯母粒与8kg特性粘度为0.48dl/g的水溶性聚酯切片和109kg聚酯切片进行混合，并经熔融纺丝、牵伸定型等工序后获得含废毛活性炭的聚酯原丝纤维。最后将含废毛活性炭的聚酯原丝纤维放入100℃热水溶液中约45分钟，以去除水溶性聚酯，从而获得含2.5%废毛活性炭的聚酯纤维。

本实施例所制备的含废毛活性炭聚酯纤维的规格为130D/108f，断裂强度大于3.0cN/dtex，沸水收缩率1.3±0.3%。

实施例3

利用空气气氛中行星式高能球磨机对三聚磷酸钾（含量为6%）和比表面应为730m²·g^-1的废毛活性炭（含量为94%）构成的球磨原料进行研磨，控制球料比为8:1，从而获得小于520nm的微纳米超细废毛活性炭粉末。取微纳米超细废毛活性炭粉末3kg和12kg聚酯切片，经混合造粒机造粒获得高活性炭含量的聚酯母粒。然后将15kg高活性炭含量的聚酯母粒与4kg特性粘度为0.46dl/g的水溶性其他聚合物切片和145kg聚酯切片进行混合，并经熔融纺丝、牵伸定型等工序后获得含废毛活性炭的聚酯原丝纤维。最后将含废毛活性炭的聚酯原丝纤维放入105℃热水溶液中约70分钟，以去除水溶性聚酯，从而获得含1.88%废毛活性炭的聚酯纤维。

本实施例所制备的含废毛活性炭聚酯纤维的规格为140D/108f，断裂强度大于3.2cN/dtex，沸水收缩率1.0±0.3%。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。