[发明专利]一种可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及化学纤维领域，公开了一种可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1：将包含一部分成纤聚合物、硅烷偶联剂和分子量为50‑80万的聚二甲基硅氧烷在内的原料混匀制成含硅母粒；S2：将含硅母粒和另一部分成纤聚合物熔融共混纺丝，获得减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维。本发明通过①采用特定分子量的聚二甲基硅氧烷+②先添加硅烷偶联剂制成含硅母粒再与成纤聚合物熔融共混纺丝，能够在确保化学纤维具有较好的力学性能，且在洗涤过程中微塑料产生较少的前提下，简化制备过程，降低生产成本，并赋予化学纤维较好的染色性能。

技术领域

本发明涉及化学纤维领域，尤其涉及一种可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维及其制备方法。

背景技术

微塑料是指最大维度尺寸小于5mm的各种形状塑料微细物，包括颗粒状、薄膜状和纤维状。大量研究证明微塑料在环境中广泛存在，海洋、江河、湖泊、海滩、湿地、土壤、污水处理沉积物、各类鱼体内、饮用水、啤酒、食盐中等都检测出微塑料。微塑料对人类的危害日益引起重视，它们在空气中成为可吸收粉尘；通过水、食物链进入人类和生物体内不但会造成物理损伤也会影响免疫和代谢系统；另外微塑料表面容易吸附重金属、加剧危害性。已经有一些研究表明：呼吸道炎症、肺纤维化、生殖问题、肝肾损伤、肥胖等相关疾病可能与微塑料污染有关。

在不同形态的微塑料中，成纤维状的微塑料被称为纤维微塑料。纤维微塑料主要来自用洗衣机洗涤衣物等纺织品，在洗涤时因为纺织品与洗衣机的摩擦导致纤维磨损，从纺织品上脱落下来成为纤维微塑料。近年来，有不少专门针对衣物洗涤过程中纤维微塑料产生的实验研究，有研究指出，一件衣服洗涤一次，大概释放1900根纤维微塑料，每升洗衣机的废水当中，至少有100根纤维微塑料。减少衣物洗涤过程中纤维微塑料的产生，对减少纤维微塑料对环境的污染具有重要的价值和意义。

专利CN113668092A公开了一种聚酯纤维及其制备方法。其制备方法为：将功能母粒与聚酯采用皮/芯复合熔融纺丝制得聚酯纤维。其中功能母粒的制备过程包括：将二元酸、二元醇和酸酐进行酯化反应得到端基为羟基的酯化产物；将酯化产物与含有羟基封端聚硅氧烷的改性组分浆料混合后进行缩聚反应制得功能母粒。制得的聚酯纤维具有皮芯结构，皮层为功能母粒，芯层为聚酯。该专利利用聚硅氧烷的润滑作用，能够降低纤维的摩擦系数，提高纤维的耐磨性能，从而减少洗涤过程中纤维微塑料的产生，但存在制备过程复杂、生产成本高、皮芯结构组分差异性带来染色不均匀的问题。

发明内容

为了解决现有技术制备过程复杂、生产成本高、制得的纤维染色性能差的技术问题，本发明提供了一种可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维及其制备方法。本发明能够在确保化学纤维具有较好的力学性能，并使洗涤过程中微塑料产生较大幅减少的前提下，简化制备过程，降低生产成本，并且不会给化学纤维的染色性能带来不利影响。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1：将包含一部分成纤聚合物、硅烷偶联剂和分子量为50-80万的聚二甲基硅氧烷在内的原料混匀制成含硅母粒；

S2：将含硅母粒和另一部分成纤聚合物熔融共混纺丝，获得可减少纺织品洗涤过程中微塑料产生的化学纤维。

本发明团队在结合理论研究和实验验证后发现，当采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)时，与熔融共混纺丝法相配合，利用PDMS所具有的低表面能，能使其在熔融共混纺丝的过程中向熔体表面迁移，从而使最终获得的化学纤维中，纤维表面具有较高的PDMS含量，能在更大程度上减少微塑料的产生。

当采用熔融共混纺丝法在化学纤维中引入PDMS时，存在PDMS与成纤聚合物的相容性和在纤维中分散均匀性问题，这些问题不但导致纺丝性能下贱，而且会造成纤维力学性能降低。为此，本发明采取了以下技术手段：