一种生物基亲肤纤维及其制备方法与流程

本发明涉及纤维，具体为一种生物基亲肤纤维及其制备方法。

背景技术：

1、生物基亲肤纤维，是指利用天然生物资源作为原料，通过先进的加工技术制备而成的，对皮肤友好、低刺激性的纺织纤维材料。这类纤维因其源自自然，往往具有良好的生物相容性和可降解性，越来越受到人们的青睐，特别是在服装、家纺、医疗纺织品等领域。

2、常见的生物基亲肤纤维包括天丝、莫代尔、竹纤维、大豆蛋白纤维、海藻纤维、牛奶蛋白纤维等，其中，竹纤维作为一种新兴的纺织材料，具有天然抗菌抑菌、强效吸湿透气、负离子释放、环保可持续等优势，但在日常使用过程中人们发现竹纤维制备的面料相较于其他纤维耐磨性较差，这也导致其使用寿命较短；为了改善这一问题，技术人员通过在竹纤维表面涂覆耐磨材料或者将竹纤维再生时添加耐磨材料来提高竹纤维的耐磨性，这也导致竹纤维的力学性能、透气性受到影响。

3、因此，申请人制备了一种生物基亲肤纤维来解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种生物基亲肤纤维，所述生物基亲肤纤维是将改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织后放入n,n-二甲基甲酰胺中浸渍后表面喷涂改性二氧化硅分散液制备得到。

2、进一步的，所述改性竹纤维a是采用异氰酸酯单体、艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后静电纺丝得到；

3、所述改性竹纤维b是采用艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后湿法纺丝得到；

4、进一步的，所述改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维的单丝纤度均为2～4dtex；所述聚乳酸纤维外表面编织的改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维的根数比为3：2：1。

5、本发明还提供了一种生物基亲肤纤维的制备方法，包括以下制备步骤：

6、(1)将3根改性竹纤维a、2根改性竹纤维b、1根聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织，得到复合纤维；

7、(2)将复合纤维在浸泡在n,n-二甲基甲酰胺中，水浴加热至65～85℃，每4小时换一次n,n-二甲基甲酰胺，水浴加热12小时，直至聚乳酸纤维完全去除，得到中空多孔竹纤维；

8、(3)将改性二氧化硅分散液喷涂于中空多孔竹纤维上，室温下干燥，获得生物基亲肤纤维。

9、进一步的，所述改性竹纤维a的制备方法如下：将竹条放入竹条质量20倍的去木质素溶液中，120℃处理7h后取出，并用去离子水清洗6～8次，随后转移至竹条质量20倍的漂白溶液内，反应处理至竹条呈白色后用去离子水冲洗5～7次，接着进行压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为竹条中甲种纤维素重量的25wt％，黄化温度为25℃；经黄化后的竹浆粕在240g/l氢氧化钠溶液中进行溶解得到粘胶液，在溶解过程中加入艾草提取液在25℃下混合20～40min，其中，艾草提取液的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的3wt％，且氢氧化钠含量为粘胶的重量的5wt％，随后进行过滤，随后滴入磷酸调节粘胶液ph为7～8，随后在氮气保护条件下升温至60～70℃，边搅拌边滴加粘胶液质量0.8～1.2倍的异氰酸酯单体，滴加完毕后升温至80～90℃加入粘胶液质量0.0014～0.004倍的异辛酸亚锡，搅拌反应1h，过滤，随后进行静电纺丝，得到改性竹纤维a；以艾草提取液改性粘胶液为多元醇与异氰酸酯单体进行预聚，在改性竹纤维a表面和内部中形成了聚氨酯分子链并引入了异氰酸酯基，改善了竹纤维断裂强度和弹性较弱的问题。

10、进一步的，所述改性竹纤维b的制备方法如下：将竹条放入竹条质量20倍的去木质素溶液中，120℃处理7h后取出，并用去离子水清洗6～8次，随后转移至竹条质量20倍的漂白溶液内，反应处理至竹条呈白色后用去离子水冲洗5～7次，接着进行压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为竹条中甲种纤维素重量的25wt％，黄化温度为25℃；经黄化后的竹浆粕在240g/l氢氧化钠溶液中进行溶解得到粘胶液，在溶解过程中加入艾草提取液在25℃下混合20～40min，其中，艾草提取液的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的3wt％，且氢氧化钠含量为粘胶的重量的5wt％，随后进行过滤，进行湿法纺丝，得到改性竹纤维b。

11、进一步的，所述去木质素溶液中氢氧化钠、亚硫酸钠和去离子水的质量比为5：10：85。

12、进一步的，所述湿法纺丝的酸浴组成为：硫酸100g/l，硫酸钠315g/l，硫酸锌10.0g/l，纺丝速度为50m/min。

13、进一步的，所述改性二氧化硅分散液的制备方法如下：将94质量份无水乙醇、5质量份二氧化硅和1质量份kh-550，以1600～1800r/min搅拌均匀后，在85℃下反应2h，得到改性二氧化硅分散液。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、本发明的生物基亲肤纤维是将改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织后放入n,n-二甲基甲酰胺中浸渍后表面喷涂改性二氧化硅分散液制备得到；其中，改性竹纤维a是采用异氰酸酯单体、艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后静电纺丝得到；改性竹纤维b是采用艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后湿法纺丝得到；改性二氧化硅分散液是将无水乙醇、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂kh-550混合反应得到；本发明制得的生物基亲肤纤维的耐磨性、抗菌性、力学性能较好。

16、本发明的改性竹纤维a、改性竹纤维b均添加艾草提取液，可以使改性竹纤维a、改性竹纤维b具备抗菌防螨、驱蚊防虫、舒缓皮肤的效果。

17、本发明的在改性竹纤维a中添加异氰酸酯单体，以艾草提取液改性粘胶液为多元醇与异氰酸酯单体进行预聚，在改性竹纤维a表面和内部中形成了聚氨酯交联网络并引入了大量未反应的异氰酸酯基，改善了竹纤维断裂强度和抵抗弹性变形能力较弱的问题。

18、本发明先将改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织后放入n,n-二甲基甲酰胺中浸渍，此时，聚乳酸纤维完全去除，形成中空多孔结构的竹纤维，改性竹纤维a、改性竹纤维b编织连接处改性竹纤维a未反应的异氰酸酯基与改性竹纤维b表面的羟基反应交联，将改性竹纤维a、改性竹纤维b编织连接处稳固连接在一起形成中空多孔网络状结构，进一步增强了中空多孔竹纤维的抵抗弹性变形能力，接着喷涂改性二氧化硅分散液，在中空多孔竹纤维表面附着一层纳米二氧化硅耐磨层，同时，纳米二氧化硅与中空多孔竹纤维中在尺度与太阳光波长相当的多级沟壑状结构的除去木质素的竹纤维共同作用，提高了生物质亲肤纤维的太阳光反射率和中红外发射率，进而增强了生物基亲肤纤维在夏日阳光下的降温性能。

技术特征：

1.一种生物基亲肤纤维，其特征在于，所述生物基亲肤纤维是将改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织后放入n,n-二甲基甲酰胺中浸渍后表面喷涂改性二氧化硅分散液制备得到。

2.根据权利要求1所述的生物基亲肤纤维，其特征在于，所述改性竹纤维a是采用异氰酸酯单体、艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后静电纺丝得到；

3.根据权利要求1所述的生物基亲肤纤维，其特征在于，所述改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维的单丝纤度均为2～4dtex；所述聚乳酸纤维外表面编织的改性竹纤维a、改性竹纤维b、聚乳酸纤维的根数比为3：2：1。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

5.根据权利要求4所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述改性竹纤维a的制备方法如下：将竹条放入竹条质量20倍的去木质素溶液中，120℃处理7h后取出，并用去离子水清洗6～8次，随后转移至竹条质量20倍的漂白溶液内，反应处理至竹条呈白色后用去离子水冲洗5～7次，接着进行压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为竹条中甲种纤维素重量的25wt％，黄化温度为25℃；经黄化后的竹浆粕在240g/l氢氧化钠溶液中进行溶解得到粘胶液，在溶解过程中加入艾草提取液在25℃下混合20～40min，其中，艾草提取液的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的3wt％，且氢氧化钠含量为粘胶的重量的5wt％，随后进行过滤，随后滴入磷酸调节粘胶液ph为7～8，随后在氮气保护条件下升温至60～70℃，边搅拌边滴加粘胶液质量0.8～1.2倍的异氰酸酯单体，滴加完毕后升温至80～90℃加入粘胶液质量0.0014～0.004倍的异辛酸亚锡，搅拌反应1h，过滤，随后进行静电纺丝，得到改性竹纤维a。

6.根据权利要求4所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯单体包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、2,4-甲苯二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的任意一项或多项。

7.根据权利要求4所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述改性竹纤维b的制备方法如下：将竹条放入竹条质量20倍的去木质素溶液中，120℃处理7h后取出，并用去离子水清洗6～8次，随后转移至竹条质量20倍的漂白溶液内，反应处理至竹条呈白色后用去离子水冲洗5～7次，接着进行压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为竹条中甲种纤维素重量的25wt％，黄化温度为25℃；经黄化后的竹浆粕在240g/l氢氧化钠溶液中进行溶解得到粘胶液，在溶解过程中加入艾草提取液在25℃下混合20～40min，其中，艾草提取液的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的3wt％，且氢氧化钠含量为粘胶的重量的5wt％，随后进行过滤，进行湿法纺丝，得到改性竹纤维b。

8.根据权利要求5或7所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述去木质素溶液中氢氧化钠、亚硫酸钠和去离子水的质量比为5：10：85。

9.根据权利要求6所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝的酸浴组成为：硫酸100g/l，硫酸钠315g/l，硫酸锌10.0g/l，纺丝速度为50m/min。

10.根据权利要求4所述的生物基亲肤纤维的制备方法，其特征在于，所述改性二氧化硅分散液的制备方法如下：将94质量份无水乙醇、5质量份二氧化硅和1质量份kh-550，以1600～1800r/min搅拌均匀后，在85℃下反应2h，得到改性二氧化硅分散液。

技术总结
本发明公开了一种生物基亲肤纤维及其制备方法，涉及纤维技术领域；本发明的生物基亲肤纤维，是将改性竹纤维A、改性竹纤维B、聚乳酸纤维在聚乳酸纤维外表面编织后放入N,N‑二甲基甲酰胺中浸渍后表面喷涂改性二氧化硅分散液制备得到；所述改性竹纤维A是采用异氰酸酯单体、艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后静电纺丝得到；所述改性竹纤维B是采用艾草提取液改性漂白后的竹浆纤维后湿法纺丝得到；所述改性二氧化硅分散液是将无水乙醇、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH‑550混合反应得到；本发明制得的生物基亲肤纤维的耐磨性、透气性、力学性能较好，夏日阳光下凉爽效果较好。

技术研发人员：周靖,尹红霞,于忠良,杨慧,王沛沛,周道海
受保护的技术使用者：江苏圣海服饰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23