[发明专利]阻燃抗菌聚酯纤维的熔体直纺制备方法

说明书

本发明涉及一种阻燃抗菌聚酯纤维的熔体直纺制备方法，在聚酯熔体直纺过程中在线添加阻燃抗菌母粒制得阻燃抗菌聚酯纤维；阻燃抗菌母粒中均匀分散有金属改性超支化聚合物；金属改性超支化聚合物为端基含羧基的超支化聚合物与金属离子交联形成的网络聚合物，其具有不溶不熔的特性，在80℃以下不溶于大多数有机溶剂，在室温至T范围内不熔融，T≥370℃；交联是通过端基含羧基的超支化聚合物分子内部的双键上的氧原子与金属离子通过配位键连接同时端基含羧基的超支化聚合物分子末端的酸根离子与金属离子通过离子键连接实现的。本发明在熔体直纺过程中在线添加金属改性超支化聚合物含量高的阻燃抗菌母粒，减少了阻燃抗菌母粒添加量，降低了成本。

技术领域

本发明属于功能纤维制备领域，涉及一种阻燃抗菌聚酯纤维的熔体直纺制备方法。

背景技术

功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新，向高科技产业的转化创造了有利条件，为人类生活水平的提高作出了贡献。功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维。功能纤维多是在纤维原料中添加功能性组分制得的。目前功能纤维的需求方向很多，阻燃和抗菌是诸多方向之一。为了在纤维原料中添加功能性组分，一般需选用共混助剂与功能性组分共混制成功能性母粒后将功能性母粒与纤维原料共混制得纤维。超支化聚合物如超支化聚酯等具有高度支化的分子结构，在高分子共混领域应用广泛，如超支化聚酯与阻燃剂、抗菌剂共混等，超支化聚合物常被作为粘度调节剂广泛地应用于工业生产的各个领域中。

超支化聚合物的合成方法有很多，根据单体类型，主要可以分为两大类：一类是单体法(SMM)，主要是利用AB_n型或者潜在的AB_n型单体进行聚合；另一类是双单体法(DMM)，这种方法需要用两种单体或者一对单体对进行聚合，常见的双单体法主要有A₂+B₃型单体聚合。金属配位聚合物的合成方法主要包括直接配位法、单体配位法、交联配位法和聚合物反应法。其中，交联配位法是将带有可反应官能团的聚合物与金属离子(作为交联剂)进行分子链间的交联反应从而制得以金属络合物配位键为交联点的网络聚合物的方法。

然而，研究人员通过研究发现，随着相对分子量的增加，超支化聚合物的黏度会逐渐增加，但若将超支化聚合物与线型聚合物相比较，超支化聚合物的黏度的增加幅度比线型聚合物增加的幅度小很多。这是因为在溶剂中超支化聚合物可以形成更为紧密的结构，其在溶剂中呈球形且无链缠绕。虽然超支化聚合物在溶剂中会存在溶胀现象，但其溶胀前后的体积变化较小，与在溶剂中会发生较大体积变化的线型聚合物相比，超支化聚合物可以看作特殊意义上的“小分子”。因此，功能性超支化聚合物作为共混物(或添加剂)时的添加量也受到了限制，过高的添加量会使聚合物的粘度过低，给聚合物的成型加工带来困难。目前常见的解决办法是在满足共混物的加工流动性能的前提下，提高功能性超支化聚合物中功能元素的含量，从而使得制得的功能性超支化聚合物满足相应的功能性需求(如阻燃或杀菌等)。近年来已报道的功能性超支化聚合物中功能元素的含量已达20wt％，功能性超支化聚合物中功能元素含量的进一步提高受到限制，因此，研究人员需要寻找新的方法来解决超支化聚合物与其他聚合物共混制备功能性母粒时添加量受到限制的问题。

专利申请公开号为CN101905172A的专利提出一种功能型超支化聚合物固载铂催化剂，其是将二氧化铂中+4价的铂与超支化聚合物通过配位键连接制得功能性超支化聚合物，但其目的领域是自组装，制得的产品同样易溶于有机溶剂，无法解决超支化聚合物作为添加剂给加工成型带来困难的问题。Cerrada P等人在《Macromolecules》文章中提出了一种液晶金属配位聚合物，其先利用二醛单体1,10-双[(4-甲酰基-3-羟苯基)氧]癸烷与二胺单体2-甲基-1,4-苯二胺缩聚制得半柔性液晶聚甲亚胺，然后将带有羟基的主链液晶聚甲亚胺充分分散悬浮在有机溶剂中，最后利用其与金属离子配位络合后得到交联的液晶金属配位聚合物。但该方法制得的产品也只具备液晶性，并不具备不熔不溶的特性，其同样无法解决超支化聚合物作为添加剂时添加量高会给加工成型带来困难的问题。