專利名稱：一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維及其制做方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維及其制做方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
中的化學(xué)纖維，大都是采用將高分子化合物制成的液體或固體為主要原料進(jìn)行拉絲、噴絲制做而成。如聚酰胺(尼龍)、聚碳酸脂(PC)線型聚脂(PET)、及聚烯(PVC)等。采用這些原料通過常規(guī)工藝制做的化學(xué)纖維，主要用于工業(yè)生產(chǎn)及生活中的各個方面；特別是用于紡織、吸附、過濾、保溫、絕熱、填充、密封等技術(shù)領(lǐng)域。運用常規(guī)工藝制做的化學(xué)纖維存在著表面光滑，比表面積小，無微孔、不易著色吸附和過濾效果較差、保溫性能低的不足。
本發(fā)明的目的在于提出一種具有納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維及其制做方法和應(yīng)用的技術(shù)方案，用于解決背景技術(shù)所存在的上述不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種具有納米結(jié)構(gòu)高比表面積的化學(xué)纖維其特征在于化學(xué)纖維具有納米級微孔。其制做方法是在制做該化學(xué)纖維的原材料中摻入5-30％納米粒子，納米粒子的粒徑100納米以下，耐溫150℃以上充分?jǐn)嚢璺稚?，將上述原料按現(xiàn)有化學(xué)纖維產(chǎn)品制做的工藝及方法做出表面及內(nèi)部含有納米粒子的化學(xué)纖維，將所制做的上述化學(xué)纖維浸入微孔處理劑溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，使纖維中的納米粒子通過化學(xué)反應(yīng)分解而在纖維上形成許多的微孔。將所制做的上述纖維浸入微孔處理劑溶液中，使纖維中的納米粒子能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并分解，從而在纖維中形成許多微孔。其中納米粒子為碳酸鈣成份，所用微孔處理劑為10-30％鹽酸；納米粒子為硅基氧化物成份，所用微孔處理劑為10-30％氫氧化鈉?；瘜W(xué)纖維清洗劑選擇水或濃度0.5-2％酸、堿的水溶液進(jìn)行漂洗。
上述納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維應(yīng)用于制做香煙過濾咀，也可以用該纖維制做無紡布。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較所具有的優(yōu)點和積極效果是(1)由于采用上述技術(shù)方案制做的納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維，其上含有許多納米級的微孔，由于微孔的存在使得該纖維的性能發(fā)生了很大變化，大大增加了纖維的比表面積，增強(qiáng)了纖維對氣體或液體的吸附量和過濾、保暖、絕熱能力；由于化學(xué)纖維表面積大量微孔存在也使該纖維的重量減輕，并易于著色。(2)該技術(shù)方案由于采用納米粒子做為化學(xué)纖維微孔的實現(xiàn)材料，其孔徑大小相近，孔分布均勻，保證纖維強(qiáng)度的一致性。(3)該技術(shù)方案具有工藝簡單，參數(shù)易控制、技術(shù)含量較高的特點，能夠形成產(chǎn)業(yè)化。(4)該技術(shù)方案制做的化學(xué)纖維比表面積較大，吸附過濾能力極強(qiáng)，因此特別適用于香煙過濾咀的制做，可以極大的提高香煙中煙焦油的濾除率，減少了香煙中尼古丁等有害物質(zhì)對人體的健康危害。
以下用實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
實施例1、造粒前將制備好的粒徑為30納米的碳酸鈣，按15％的比例摻入用于制做化學(xué)纖維的聚丙烯粉料中，用攪拌機(jī)每分60轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0分鐘，將碳酸鈣納米粒子均勻的分散在聚丙烯粉料中。然后用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，(根據(jù)設(shè)備情況也可以直接使用粉料)，將制備好的化學(xué)纖維粒料加入到化學(xué)纖維成形設(shè)備中進(jìn)行拉絲或噴絲，得到的纖維絲上含有了碳酸鈣納米粒子，然后將制做好的含納米粒子的纖維，放入到濃度為15％的鹽酸溶液中，在溫度50度的條件下，(也可以在常溫下)進(jìn)行化學(xué)處理，10分鐘后纖維表面上的碳酸鈣納米粒子脫落，在纖維表面上形成許多納米級微孔，將具有納米微孔的化學(xué)纖維放入濃度為1.5％的氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行清洗即得到納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維。用所制得的上述纖維制做香煙濾咀，具有顯著的過濾效果。
實施例2、將制備好的納米材料，粒徑為50納米的硅基氧化物，按10％的比例加入制做氯綸纖維的原料聚氯乙烯、丙胴和苯的混合溶劑做成的紡絲溶液中，用高速剪切乳化機(jī)以每分10000轉(zhuǎn)的速度，進(jìn)行分散15分鐘，將納米粒子均勻分散在其中，然后用干紡或濕紡法制成纖維絲，將制備好的表面含有納米粒子的纖維放入濃度為20％的氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過15分鐘后纖維表面上的納米粒子分解，并在纖維上形成許多納米級微孔。然后其放入濃度2％的鹽酸水溶液中進(jìn)行清洗，即得到納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維。用所制得的上述纖維制做無紡布，具有重量輕、易染色的效果。
權(quán)利要求
1.一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維，其特征在于化學(xué)纖維具有納米級的微孔。
2.一種制做權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維的方法，其特征在于在用于制做化學(xué)纖維的原料中摻入5-30％的納米粒子，粒徑為100納米以下，耐溫150℃以上，并攪拌分散，將上述原料按現(xiàn)有化纖產(chǎn)品制做的工藝方法制做出的含有納米粒子的化學(xué)纖維，將所制做的上述纖維浸入微孔處理劑溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，使纖維表面上的納米粒子通過化學(xué)反應(yīng)分解，從而在纖維中形成許多微孔，然后將表面具有微孔的纖維放到水或酸堿溶液中進(jìn)行漂洗，除去其中的酸或堿的成份。
3.一種按根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維的應(yīng)用，其特征在于該纖維可用于制做香煙過濾咀。
4.一種按根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維的應(yīng)用，其特征在于該纖維可用于制做無紡布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積的化學(xué)纖維的制做方法，其特征是所用納米粒子是碳酸鈣成份，所用微孔處理劑是10-30％的鹽酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積的化學(xué)纖維的制做方法，其特征是所用納米粒子是硅基氧化物成份，所用的微孔處理劑是10-30％的氫氧化鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)的高比表面積化學(xué)纖維及其制做方法和應(yīng)用。它解決了現(xiàn)有化纖所存在的因表面光滑所致的吸附性、保溫性差的不足。它的主要技術(shù)特征是在化纖表面具有納米級的微孔。這種具有納米級微孔的化纖是通過在化纖原料中添加納米粒子，成形后再用化學(xué)溶液分解而做成。本發(fā)明的材料可用于制做香煙濾嘴，無紡布的工業(yè)產(chǎn)品，具有吸附性保溫性好的顯著優(yōu)點。
文檔編號D01F1/10GK1316553SQ0111531
公開日2001年10月10日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者陳罘杲 申請人:陳罘杲