一种弹性抗菌复合纤维及其制备方法与流程

1.本发明涉及纤维制备技术领域，具体为一种弹性抗菌复合纤维及其制备方法。

背景技术：

2.氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，氨纶是我们生活中常用的纤维品种，最突出的特点就是良好的弹性，且伸阔性大、保型性好；
3.聚酯纤维，俗称“涤纶”。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，属于高分子化合物。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，其坚牢耐用、耐磨、抗皱免烫、不粘毛；
4.将氨纶与涤纶进行涤氨包覆工艺可得到具有弹性、抗皱性、耐磨性的复合纤维，可弥补单组分长丝的缺陷，但是现有的复合纤维缺乏抗菌抗病毒的功能。
5.随着人们对于健康生活日益重视，抗菌抗病毒面料织物也已成为大势所趋。
6.市场上主流的处理方式有两种：一种是内置的银离子抗菌面料，采用纺丝级抗菌技术，在纤维生产过程中通过抗菌剂对纤维进行预处理，使其具有一定的抗菌抗病毒效果；另一种是后处理技术，通过面料后续定型工艺加进去。后处理的工艺相对简单成本容易根据客户的具体要求进行控制，是市场上应用最多的一种。
7.但是，其金属离子的抗菌方式，在人体中有金属积聚的风险，抗菌助剂也会有残留，可能对人体产生诸多不良影响，而且在国外一些区域，“银”等金属离子及一些抗菌剂，已被禁止使用；而且，以上两种方式均采用后续加工的方式对纤维纱进行抗菌处理，其纤维本身并不具有抗菌抗病毒效果，在使用和洗涤过程中，不具有较佳的稳定性，在洗涤一两次或数次抗菌抑菌的效果就大大下降，甚至完全消失的情况。
8.因此，亟需一种弹性抗菌复合纤维及其制备方法。

技术实现要素：

9.本发明为了解决上述技术问题，从提供一种弹性抗菌复合纤维及其制备方法。
10.一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
11.s1：将phbv粉末放入氧等离子处理器中，利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化，得到表面羧基化的phbv；
12.s2：将氧化铜纳米粒子分散到醇类溶剂中，然后滴加羧基硅烷偶联剂进行表面改性，得到羧基化的氧化铜纳米粒子；
13.s3：步骤s1中得到的表面羧基化的phbv、步骤s2中经羧基硅烷偶联剂改性的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；
14.s4：将氧化石墨烯分散于水中，制成ph为8～9的氧化石墨烯悬浮液，再加入水溶性聚季铵盐，得到悬浮液，之后将悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末a；
15.s5：将步骤s4中得到的粉末a加入溶有氨纶的极性溶剂中，搅拌均匀后超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末b；
16.s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒b；
17.s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒的氨纶纤维；
18.s8：将步骤s7中得到的氨纶纤维作为芯，外包涤纶纤维经过涤氨包覆工艺，得到抗菌复合丝。
19.作为优选，步骤s1中利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化时，氧等离子体处理器的功率为150～350w，压力为15～35pa，处理时间为30～60min；
20.步骤s2中所述羧基硅烷偶联剂为3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，所述羧基硅烷偶联剂的加入量为氧化铜纳米粒子质量的0.04％～5％；
[0021]
步骤s3中表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为1～10：1～10：80～98。
[0022]
作为优选，步骤s4中氧化石墨烯与水溶性聚季铵盐的质量比为1：5～10；
[0023]
步骤s5中，所述极性溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜，粉末a与氨纶的质量比为1：1～5；
[0024]
步骤s6中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：1～10；
[0025]
步骤s7中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为5～25：5～25：50～90。
[0026]
作为优选，所述挤出设备包括有上料装置、挤出装置、切粒冷却装置以及烘干装置。
[0027]
作为优选，所述上料装置包括有储料罐以及自动螺旋上料机，所述储料罐的下料口与自动螺旋上料机的进料口相连通。
[0028]
作为优选，所述挤出装置自原料进入至挤出方向依次设有输送段、混炼段、塑化段以及挤出段，所述自动螺旋上料机的出料口与挤出装置的进料口相连通。
[0029]
作为优选，所述切粒冷却装置固定于所述挤出装置的挤出口处，其包括有切粒装置、水冷装置以及风冷装置。
[0030]
作为优选，所述切粒装置包括有固定于挤出装置的挤出口处的连接筒以及与连接筒对接的切粒筒体，所述连接筒远离所述挤出装置的一端成型有呈圆周发散布置的挤出孔，所述切粒筒体与连接筒对接的一侧被开放，所述切粒筒体内横卧布置的刀轴，所述刀轴一端转动连接于连接筒上，其另一端转动连接于切粒筒体上，所述刀轴远离连接筒的一端固定有切粒电机，其另一端固定有呈圆周分布的切粒刀，所述切粒刀贴着挤出孔进行切粒，所述切粒筒体远离连接筒的一端开设有粒子出料口，所述刀轴外圆周上通过轴承转动连接有进水筒体，所述进水筒体靠近所述连接筒的一端固定有喷水盘，所述喷水盘上的出水孔与所述进水筒体相连通，所述切粒筒体的底部为向粒子出料口方向向下倾斜的倾斜面；
[0031]
所述水冷装置包括有水冷管体，所述水冷管体一端开设有水冷进料口，其另外一端开设有水冷出料口，所述水冷进料口与所述粒子出料口相连通，所述水冷管体靠近其水冷进料口处固定有进水管，所述水冷管体自水冷进料口方向水冷出料口方向，所述水冷管体内固定有多个交错分布的缓流板，所述缓流板为弧形板体；
[0032]
风冷装置包括有风冷机架，所述风冷机架上固定有输送带，所述输送带位于所述水冷出料口下方，用于承接经过水冷的粒子，所述输送带自输送启动端向输送终端方向向上倾斜，所述输送带下方固定有集水池，所述输送带上均匀固定有阻挡板，所述输送带的两
侧固定有第二阻挡板，所述阻挡板和第二阻挡板上密布有漏水孔，所述风冷机架上位于输送带上方固定有多个出风板，所述出风板上开设有出风口，且与鼓风设备相连接。
[0033]
作为优选，所述烘干装置包括有烘干箱体，所述烘干箱体内设有承接盘，所述承接盘位于所述输送带下方，且自输送带方向向远离输送带方向向下倾斜，所述承接盘固定于驱动振动机构上，所述驱动振动机构包括有振动框架，所述承接盘通过四个弹性支撑板与所述振动框架固定连接，所述振动框架上远离所述输送带的一端固定有振动旋转电机，所述振动旋转电机的输出端铰接有摇杆，所述摇杆另一端铰接于承接盘上，所述承接盘上密布有滴水孔，所述滴水孔的尺寸小于粒子的尺寸，所述承接盘两侧固定有挡板，所述承接盘顶部固定有第二出风口，所述第二出风口与热风加热设备连接。
[0034]
一种弹性抗菌复合纤维的制备方法所制备的弹性抗菌氨纶纤维。
[0035]
本发明的有益效果：
[0036]
本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，将表面羧基化的phbv、经羧基硅烷偶联剂改性的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后造粒得到母粒a，将氧化石墨烯加入水溶性聚季铵盐经过处理得到粉末a，再将粉末a经过处理得到粉末b，最后将粉末b与氨纶切片混合后，造粒得到母粒b，再将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒的氨纶纤维，最后将氨纶纤维作为芯，外包涤纶纤维经过涤氨包覆工艺，得到抗菌复合丝；通过该种制备方法具有如下好处：
[0037]
第一：phbv具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等，所制备的纤维在与细菌和病毒接触后，可破坏有害菌的细胞壁和病毒，抑制细菌和病毒滋生，从而达到抗菌抗病毒的功效；
[0038]
第二：采用羧基化的氧化铜纳米粒子，硅烷偶联剂上的羧基可以与氨纶纤维中的氨基进行接枝反应，提高氧化铜纳米粒子在氨纶纤维中的分散性和分散稳定性，从而提高纤维的抗菌和抗病毒的耐水洗性和使用寿命。
[0039]
第三：氧化石墨烯结构中含有大量的羟基(-oh)和环氧基(c-o-c)以及少量的羧基(-cooh)等含氧官能团，这些官能团在碱水条件下容易发生电离，使氧化石墨烯的结构层表面带负电，采用阳离子型水溶性聚季铵盐作为插层剂兼抗菌剂，可通过离子键作用力将水溶性聚季铵盐插入到氧化石墨烯层间，增大氧化石墨烯片层层间距，混合效果好，同时也增加其与病菌和病毒的接触概率，从而增加了抗菌抗病毒性，之后与氨纶混合制作微胶囊，形成了核壳结构，可提高氨纶纤维的力学性能。
[0040]
第四：采用phbv、氧化铜纳米粒子、氧化石墨烯和聚季铵盐的协同抗菌抗病毒，使得制备的复合纤维具有良好的抗菌抗病毒性，且环保、无毒。
[0041]
(1)本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其包括有挤出设备，所述挤出设备包括有上料装置、挤出装置、切粒冷却装置以及烘干装置，通过上料装置将原料进行充分地混合搅拌后输送至挤出装置，通过挤出装置的输送、混炼、塑化最后熔融挤出，挤出后进行切粒，并通过水直接喷射冷却的方式迅速降温成型，不会出现物料粘连于切粒刀的现象，同时物料也不会因为高温而结合成团，保证了造粒的效果，然后通过进一步的水冷以及风冷的方式，进行更彻底地冷却成型，最后通过烘干装置4进行烘干，一步到位，高效地完成了造粒烘干工序，为后续的制备工艺作准备。
[0042]
(2)本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其包括有挤出设备，所述挤
出设备包括有切粒装置，通过刀轴旋转驱动切粒刀贴着挤出孔进行切粒，切粒的过程中，喷水盘对着挤出孔方向进行喷射冷却水，进行迅速降温成型，从而有效地解决了物料粘连于切粒刀的现象，同时也解决了挤出粒因高温而结合成团的技术问题。
[0043]
(3)本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其包括有挤出设备，所述挤出设备包括有风冷装置，通过输送带将粒子自下而上的输送方式，使得粒子与水进行初步分离，同时出风口的设置，一举两得，不仅进一步进行冷却成型，同时也将部分的水分吹走，为后续烘干做准备。
[0044]
(4)本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其包括有挤出设备，所述挤出设备包括有烘干装置，烘干装置通过振动旋转电机旋转，带动摇杆跟着旋转，从而带动承接盘前后移动，从而使得粒子均匀地分布在承接盘上，粒子在移动地过程还会有微小地振动，不仅加速了与水分的分离速度，同时也使得粒子与热风接触更佳充分，加速烘干效率。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0046]
图1是本发明的挤出设备立体结构图；
[0047]
图2是本发明的切粒装置剖视图；
[0048]
图3是本发明的水冷装置部分结构示意图；
[0049]
图4是本发明的风冷装置立体结构示意图；
[0050]
图5是本发明的烘干装置部分结构示意图。
具体实施方式
[0051]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0052]
一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0053]
s1：将phbv粉末放入氧等离子处理器中，利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化，得到表面羧基化的phbv；
[0054]
s2：将氧化铜纳米粒子分散到醇类溶剂中，然后滴加羧基硅烷偶联剂进行表面改性，得到羧基化的氧化铜纳米粒子；
[0055]
s3：步骤s1中得到的表面羧基化的phbv、步骤s2中经羧基硅烷偶联剂改性的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；
[0056]
s4：将氧化石墨烯分散于水中，制成ph为8～9的氧化石墨烯悬浮液，再加入水溶性聚季铵盐，得到悬浮液，之后将悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末a；
[0057]
s5：将步骤s4中得到的粉末a加入溶有氨纶的极性溶剂中，搅拌均匀后超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末b；
[0058]
s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒b；
[0059]
s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒的氨纶纤维；
[0060]
s8：将步骤s7中得到的氨纶纤维作为芯，外包涤纶纤维经过涤氨包覆工艺，得到抗菌复合丝。
[0061]
具体地，步骤s1中利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化时，氧等离子体处理器的功率为150～350w，压力为15～35pa，处理时间为30～60min；
[0062]
步骤s2中所述羧基硅烷偶联剂为3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，所述羧基硅烷偶联剂的加入量为氧化铜纳米粒子质量的0.04％～5％；
[0063]
步骤s3中表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为1～10：1～10：80～98。
[0064]
具体地，步骤s4中氧化石墨烯与水溶性聚季铵盐的质量比为1：5～10；
[0065]
步骤s5中，所述极性溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜，粉末a与氨纶的质量比为1：1～5；
[0066]
步骤s6中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：1～10；
[0067]
步骤s7中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为5～25：5～25：50～90。
[0068]
实施例一：
[0069]
本实施例描述的一种抗菌抗病毒氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0070]
s1：将20g phbv粉末放入氧等离子处理器中抽真空后通入氨气至28pa，在230w强度下处理8min，然后将处理后的phbv材料清洗、干燥，即得到羧基化的phbv；
[0071]
s2：将氧化铜纳米粒子分散于乙醇中，氧化铜纳米粒子的含量为30％，然后滴加0.3wt.％羧基硅烷偶联剂3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，搅拌1h，得到羧基化的氧化铜纳米粒子；
[0072]
s3：将表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；其中，表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为8：10：82；
[0073]
s4：将1.5g氧化石墨烯置于烧杯中，加入300ml去离子水，用naoh调节ph值为9，磁力搅拌均匀，形成氧化石墨烯悬浮液；加入10g水溶性聚季铵盐，再次搅拌0.5h，使其充分溶解，将混合液置于超声波下3h，过滤，并用去离子水清洗，除去未反应的naoh，烘干，得到粉末a；
[0074]
s5：将40g氨纶溶于盛有100ml二甲基乙酰胺的烧杯中，搅拌至溶解，加入10g粉末a，再次搅拌1h，超声震荡，使用乙醇清洗过滤，烘干，得到粉末b；
[0075]
s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒b；其中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：3；
[0076]
s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒氨纶纤维；
其中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为15：20：65。
[0077]
对本实施例制备的氨纶纤维进行机械性能、抗菌和抗病毒检测，试验方法为《gb/t 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价》、《iso18184-2019抗病毒材料检测方法》、《gb/t 14337-2008测试纤维力学性能》，氨纶纤维强度为2.24cn/dtex，断裂伸长450％，对金黄葡萄球菌的抗菌效果可达99.2％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到99.1％，纤维洗涤50次后，对金黄葡萄球菌的抑菌率达到95.5％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到96.8％，具有较好的抗菌抗病毒性能。
[0078]
实施例二
[0079]
本实施例描述的一种抗菌抗病毒氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0080]
s1：将15g phbv粉末放入氧等离子处理器中抽真空后通入氨气至25pa，在220w强度下处理10min，然后将处理后的phbv材料清洗、干燥，即得到羧基化的phbv；
[0081]
s2：将氧化铜纳米粒子分散于乙醇中，氧化铜纳米粒子的含量为20％，然后滴加0.2wt.％羧基硅烷偶联剂3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，搅拌1h，得到羧基化的氧化铜纳米粒子；
[0082]
s3：将表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；其中，表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为5：5：90；
[0083]
s4：将1.5g氧化石墨烯置于烧杯中，加入300ml去离子水，用naoh调节ph值为8.5，磁力搅拌均匀，形成氧化石墨烯悬浮液；加入8g水溶性聚季铵盐，再次搅拌0.5h，使其充分溶解，将混合液置于超声波下3h，过滤，并用去离子水清洗，除去未反应的naoh，烘干，得到粉末a；
[0084]
s5：将12g氨纶溶于盛有100ml二甲基乙酰胺的烧杯中，搅拌至溶解，加入6g粉末a，再次搅拌1h，超声震荡，使用乙醇清洗过滤，烘干，得到粉末b；
[0085]
s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒b；其中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：5；
[0086]
s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒氨纶纤维；其中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为15：10：75。
[0087]
对本实施例制备的氨纶纤维进行机械性能、抗菌和抗病毒检测，试验方法为《gb/t 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价》、《iso18184-2019抗病毒材料检测方法》、《gb/t 14337-2008测试纤维力学性能》，氨纶纤维强度为2.16cn/dtex，断裂伸长430％，对金黄葡萄球菌的抗菌效果可达99.1％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到99.0％，纤维洗涤50次后，对金黄葡萄球菌的抑菌率达到95.1％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到96.3％，具有较好的抗菌抗病毒性能。
[0088]
实施例三
[0089]
本实施例描述的一种抗菌抗病毒氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0090]
s1：将10g phbv粉末放入氧等离子处理器中抽真空后通入氨气至23pa，在200w强度下处理6min，然后将处理后的phbv材料清洗、干燥，即得到羧基化的phbv；
[0091]
s2：将氧化铜纳米粒子分散于乙醇中，氧化铜纳米粒子的含量为20％，然后滴加0.3wt.％羧基硅烷偶联剂3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，搅拌1h，得到羧基化
的氧化铜纳米粒子；
[0092]
s3：将表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；其中，表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为5：3：88；
[0093]
s4：将1g氧化石墨烯置于烧杯中，加入300ml去离子水，用naoh调节ph值为8，磁力搅拌均匀，形成氧化石墨烯悬浮液；加入6g水溶性聚季铵盐，再次搅拌0.5h，使其充分溶解，将混合液置于超声波下3h，过滤，并用去离子水清洗，除去未反应的naoh，烘干，得到粉末a；
[0094]
s5：将20g氨纶溶于盛有100ml二甲基乙酰胺的烧杯中，搅拌至溶解，加入6g粉末a，再次搅拌1h，超声震荡，使用乙醇清洗过滤，烘干，得到粉末b；
[0095]
s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出机混合挤出，得到母粒b；其中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：8；
[0096]
s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒氨纶纤维；其中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为8：8：84。
[0097]
对本实施例制备的氨纶纤维进行机械性能、抗菌和抗病毒检测，试验方法为《gb/t 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价》、《iso18184-2019抗病毒材料检测方法》、《gb/t 14337-2008测试纤维力学性能》，氨纶纤维强度为2.02cn/dtex，断裂伸长440％，对金黄葡萄球菌的抗菌效果可达99.0％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到98.8％，纤维洗涤50次后，对金黄葡萄球菌的抑菌率达到95.0％，对甲型h1n1流感病毒的抗病毒效果达到95.7％，具有较好的抗菌抗病毒性能。
[0098]
具体地，所述挤出设备包括有上料装置1、挤出装置2、切粒冷却装置3以及烘干装置4；
[0099]
所述上料装置1包括有储料罐11以及自动螺旋上料机12，所述储料罐11的下料口与自动螺旋上料机12的进料口相连通；
[0100]
所述挤出装置2自原料进入至挤出方向依次设有输送段21、混炼段22、塑化段23以及挤出段24，所述自动螺旋上料机12的出料口与挤出装置2的进料口相连通，所述挤出装置2为本领域常规设备，故不多加赘述；
[0101]
所述切粒冷却装置3固定于所述挤出装置2的挤出口处，其包括有切粒装置5、水冷装置6以及风冷装置7；
[0102]
通过上料装置1将经过混合搅拌的原料经自动螺旋上料机12输送至挤出装置2，通过挤出装置2的输送、混炼、塑化最后熔融挤出，挤出后进行切粒，并通过水直接喷射冷却的方式迅速降温成型，不会出现物料粘连于切粒刀的现象，同时物料也不会因为高温而结合成团，保证了造粒的效果，然后通过进一步的水冷以及风冷的方式，进行更彻底地冷却成型，且在风冷的过程中不仅能够实现冷却的技术效果，同时通过输送方向的改变，巧妙地将水和粒子进行初步分离，为后续的烘干做准备，最后通过烘干装置4进行烘干。
[0103]
具体地，所述切粒装置5包括有固定于挤出装置2的挤出口处的连接筒51以及与连接筒51对接的切粒筒体，所述连接筒51远离所述挤出装置2的一端成型有呈圆周发散布置的挤出孔，所述切粒筒体与连接筒51对接的一侧被开放，所述切粒筒体内横卧布置的刀轴52，所述刀轴52一端转动连接于连接筒51上，其另一端转动连接于切粒筒体上，所述刀轴52远离连接筒51的一端固定有切粒电机，其另一端固定有呈圆周分布的切粒刀53，所述切粒
刀53贴着挤出孔进行切粒，所述切粒筒体远离连接筒51的一端开设有粒子出料口，所述刀轴52外圆周上通过轴承转动连接有进水筒体54，所述进水筒体54靠近所述连接筒51的一端固定有喷水盘，所述喷水盘上的出水孔与所述进水筒体54相连通，所述进水筒体54远离所述喷水盘的一端上固定有进水管体，所述进水管体连接外界水源，所述切粒筒体的底部为向粒子出料口方向向下倾斜的倾斜面，通过刀轴52旋转驱动切粒刀53贴着挤出孔进行切粒，切粒的过程中，喷水盘对着挤出孔方向进行喷射冷却水，进行迅速降温成型，不会出现物料粘连于切粒刀的现象，同时物料也不会因为高温而结合成团的现象。
[0104]
具体地，所述水冷装置6包括有水冷管体，所述水冷管体一端开设有水冷进料口，其另外一端开设有水冷出料口，所述水冷管体靠近其水冷进料口处固定有进水管，所述进水管与外界水源连接，用于补充冷却水，进一步提高冷却效果，所述水冷进料口与所述粒子出料口相连通，所述水冷管体自水冷进料口方向水冷出料口方向，所述水冷管体内固定有多个交错分布的缓流板61，所述缓流板61为弧形板体，当粒子进入水冷装置6后进行进一步冷却，通过缓流板61增加粒子的流动行程，提高冷却效果，同时也使得水温均匀，提高冷却的均匀性以及减少设备的占地面积。
[0105]
具体地，风冷装置7包括有风冷机架，所述风冷机架上固定有输送带71，所述输送带71位于所述水冷出料口下方，用于承接经过水冷的粒子，所述输送带71自输送启动端向输送终端方向向上倾斜，所述输送带71下方固定有集水池43，所述输送带71上均匀固定有阻挡板73，所述输送带71的两侧也固定有第二阻挡板，所述阻挡板73和第二阻挡板上密布有漏水孔，所述风冷机架上位于输送带上方固定有多个出风板74，所述出风板74上开设有出风口，且与鼓风设备相连接，通过输送带71将粒子自下而上的输送方式，使得粒子与水进行初步分离，同时出风口的设置，一举两得，不仅进一步进行冷却成型，同时也将部分的水分吹走，为后续烘干做准备。
[0106]
具体地，所述烘干装置4包括有烘干箱体，所述烘干箱体内设有承接盘41，所述承接盘41位于所述输送带71下方，且自输送带71方向向远离输送带71方向向下倾斜，所述承接盘41固定于驱动振动机构上，所述驱动振动机构包括有振动框架，所述承接盘41通过四个弹性支撑板44与所述振动框架固定连接，所述振动框架上远离所述输送带71的一端固定有振动旋转电机，所述振动旋转电机的输出端通过l型的动力轴铰接有摇杆43，所述摇杆43另一端铰接于承接盘41上，所述承接盘41上密布有滴水孔，所述滴水孔的尺寸小于粒子的尺寸，所述承接盘41两侧固定有挡板42，所述承接盘41上方固定有第二出风口，所述第二出风口与热风加热设备连接，通过振动旋转电机旋转，带动摇杆43跟着旋转，从而带动承接盘41前后移动，从而使得粒子均匀地分布在承接盘41上，粒子在移动地过程还会有微小地振动，不仅加速了与水分的分离速度，水分从滴水孔内流出，同时也使得粒子与热风接触更佳充分，加速烘干效率。
[0107]
一种弹性抗菌复合纤维的制备方法的所制备的弹性抗菌复合纤维，具有抗菌抗病毒的性质，phbv具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等，所制备的复合纤维在与细菌和病毒接触后，可破坏有害菌的细胞壁和病毒，抑制细菌和病毒滋生，从而达到抗菌抗病毒的功效，采用羧基化的氧化铜纳米粒子，硅烷偶联剂上的羧基可以与氨纶纤维中的氨基进行接枝反应，提高氧化铜纳米粒子在氨纶纤维中的分散性和分散稳定性，从而提高纤维的抗菌和抗病毒的耐水洗性和使用寿命，氧化石墨烯结构中含有大量的羟基(-oh)和环氧
基(c-o-c)以及少量的羧基(-cooh)等含氧官能团，这些官能团在碱水条件下容易发生电离，使氧化石墨烯的结构层表面带负电，采用阳离子型水溶性聚季铵盐作为插层剂兼抗菌剂，可通过离子键作用力将水溶性聚季铵盐插入到氧化石墨烯层间，增大氧化石墨烯片层层间距，混合效果好，同时也增加其与病菌和病毒的接触概率，从而增加了抗菌抗病毒性，之后与氨纶混合制作微胶囊，形成了核壳结构，可提高氨纶纤维的力学性能，采用phbv、氧化铜纳米粒子、氧化石墨烯和聚季铵盐的协同抗菌抗病毒，使制备的复合纤维具有良好的抗菌抗病毒性，且环保、无毒。
[0108]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：将phbv粉末放入氧等离子处理器中，利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化，得到表面羧基化的phbv；s2：将氧化铜纳米粒子分散到醇类溶剂中，然后滴加羧基硅烷偶联剂进行表面改性，得到羧基化的氧化铜纳米粒子；s3：步骤s1中得到的表面羧基化的phbv、步骤s2中经羧基硅烷偶联剂改性的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒a；s4：将氧化石墨烯分散于水中，制成ph为8～9的氧化石墨烯悬浮液，再加入水溶性聚季铵盐，得到悬浮液，之后将悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末a；s5：将步骤s4中得到的粉末a加入溶有氨纶的极性溶剂中，搅拌均匀后超声震荡、清洗、过滤、烘干，得到粉末b；s6：将粉末b与氨纶切片混合后，通过挤出设备混合挤出，得到母粒b；s7：将母粒a、母粒b与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌抗病毒的氨纶纤维；s8：将步骤s7中得到的氨纶纤维作为芯，外包涤纶纤维经过涤氨包覆工艺，得到抗菌复合丝。2.根据权利要求1所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤s1中利用氧等离子体技术使phbv表面羧基化时，氧等离子体处理器的功率为150～350w，压力为15～35pa，处理时间为30～60min；步骤s2中所述羧基硅烷偶联剂为3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，所述羧基硅烷偶联剂的加入量为氧化铜纳米粒子质量的0.04％～5％；步骤s3中表面羧基化的phbv、羧基化的氧化铜纳米粒子与氨纶切片的质量比为1～10：1～10：80～98。3.根据权利要求1所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤s4中氧化石墨烯与水溶性聚季铵盐的质量比为1：5～10；步骤s5中，所述极性溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜，粉末a与氨纶的质量比为1：1～5；步骤s6中，粉末b与氨纶切片的质量比为1：1～10；步骤s7中，母粒a、母粒b与氨纶切片的质量比为5～25：5～25：50～90。4.根据权利要求1所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述挤出设备包括有上料装置(1)、挤出装置(2)、切粒冷却装置(3)以及烘干装置(4)。5.根据权利要求4所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述上料装置(1)包括有储料罐(11)以及自动螺旋上料机(12)，所述储料罐(11)的下料口与自动螺旋上料机(12)的进料口相连通。6.根据权利要求4所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述挤出装置(2)自原料进入至挤出方向依次设有输送段(21)、混炼段(22)、塑化段(23)以及挤出段(24)，所述自动螺旋上料机(12)的出料口与挤出装置(2)的进料口相连通。7.根据权利要求4所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述切粒冷却装置(3)固定于所述挤出装置(2)的挤出口处，其包括有切粒装置(5)、水冷装置(6)以及风冷装置(7)。
8.根据权利要求7所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述切粒装置(5)包括有固定于挤出装置(2)的挤出口处的连接筒(51)以及与连接筒(51)对接的切粒筒体，所述连接筒(51)远离所述挤出装置(2)的一端成型有呈圆周发散布置的挤出孔，所述切粒筒体与连接筒(51)对接的一侧被开放，所述切粒筒体内横卧布置的刀轴(52)，所述刀轴(52)一端转动连接于连接筒(51)上，其另一端转动连接于切粒筒体上，所述刀轴(52)远离连接筒(51)的一端固定有切粒电机，其另一端固定有呈圆周分布的切粒刀(53)，所述切粒刀(53)贴着挤出孔进行切粒，所述切粒筒体远离连接筒(51)的一端开设有粒子出料口，所述刀轴(52)外圆周上通过轴承转动连接有进水筒体(54)，所述进水筒体(54)靠近所述连接筒(51)的一端固定有喷水盘，所述喷水盘上的出水孔与所述进水筒体(54)相连通，所述切粒筒体的底部为向粒子出料口方向向下倾斜的倾斜面；所述水冷装置(6)包括有水冷管体，所述水冷管体一端开设有水冷进料口，其另外一端开设有水冷出料口，所述水冷进料口与所述粒子出料口相连通，所述水冷管体靠近其水冷进料口处固定有进水管，所述水冷管体自水冷进料口方向水冷出料口方向，所述水冷管体内固定有多个交错分布的缓流板(61)，所述缓流板(61)为弧形板体；风冷装置(7)包括有风冷机架，所述风冷机架上固定有输送带(71)，所述输送带(71)位于所述水冷出料口下方，用于承接经过水冷的粒子，所述输送带(71)自输送启动端向输送终端方向向上倾斜，所述输送带(71)下方固定有集水池(43)，所述输送带(71)上均匀固定有阻挡板(73)，所述输送带(71)的两侧固定有第二阻挡板，所述阻挡板(73)和第二阻挡板上密布有漏水孔，所述风冷机架上位于输送带上方固定有多个出风板(74)，所述出风板(74)上开设有出风口，且与鼓风设备相连接。9.根据权利要求8所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述烘干装置(4)包括有烘干箱体，所述烘干箱体内设有承接盘(41)，所述承接盘(41)位于所述输送带(71)下方，且自输送带(71)方向向远离输送带(71)方向向下倾斜，所述承接盘(41)固定于驱动振动机构上，所述驱动振动机构包括有振动框架，所述承接盘(41)通过四个弹性支撑板(44)与所述振动框架固定连接，所述振动框架上远离所述输送带(71)的一端固定有振动旋转电机，所述振动旋转电机的输出端铰接有摇杆(43)，所述摇杆(43)另一端铰接于承接盘(41)上，所述承接盘(41)上密布有滴水孔，所述滴水孔的尺寸小于粒子的尺寸，所述承接盘(41)两侧固定有挡板(42)，所述承接盘(41)顶部固定有第二出风口，所述第二出风口与热风加热设备连接。10.根据权利要求1-9任一项所述的一种弹性抗菌复合纤维的制备方法所制备的弹性抗菌复合纤维。

技术总结

本发明公开了一种弹性抗菌复合纤维的制备方法，将表面羧基化的PHBV、经羧基硅烷偶联剂改性的氧化铜纳米粒子与氨纶切片混合后造粒得到母粒A，将氧化石墨烯加入水溶性聚季铵盐经过处理得到粉末A，再将粉末A经过处理得到粉末B，最后将粉末B与氨纶切片混合后，造粒得到母粒B，再将母粒A、母粒B与氨纶切片混合后，进行熔融纺丝，得到抗菌氨纶纤维，最后与涤纶纤维经过涤氨包覆工艺，得到抗菌复合丝，采用PHBV、氧化铜纳米粒子、氧化石墨烯和聚季铵盐协同抗菌抗病毒，使抗菌复合丝具有良好的抗菌抗病毒性，且环保，本发明的挤出设备包括上料装置、挤出装置、切粒冷却装置和烘干装置，一步到位，高效地完成了造粒烘干工序，为后续工艺作准备。作准备。作准备。