本發(fā)明涉及紡絲的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲。
背景技術(shù)：
目前商業(yè)化生產(chǎn)的聚乳酸纖維是以玉米淀粉發(fā)酵而成的乳酸為原料，經(jīng)脫水聚合反應(yīng)制成聚乳酸，再通過紡絲加工制成。聚乳酸纖維兼有天然纖維和合成纖維的特點(diǎn)，所制成的成衣穿著舒適，并具有抗皺、抗紫外線輻射等性能。其制品廢棄后，在土壤或水中微生物的作用下分解成二氧化碳和水，隨后在太陽光光合作用下，又會(huì)成為淀粉的起始原料。由于這是一個(gè)循環(huán)過程，可減少對環(huán)境的影響，減少纖維工業(yè)對石油資源的依賴，故pla纖維又被稱為21世紀(jì)的環(huán)保型可循環(huán)材料。但是單一的聚乳酸纖維的耐熱和耐酸堿性能無法滿足實(shí)際使用時(shí)的需求，故此亟需設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲來解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，具有優(yōu)異的耐熱和耐酸堿性能。
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維30-50份、亞麻纖維5-15份、洋麻纖維2-6份、玄武巖纖維4-9份、紅麻纖維2-6份、棉纖維1-5份、玉米纖維3-8份、單壁碳納米管1-4份、殼聚糖3-6份、氫氧化鋁2-5份、羥基磷灰石3-6份、聚酯纖維3-5份、磷苯二甲酸二辛酯2-5份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯2-6份、聚丁二酸丁二醇酯1-4份、玉米淀粉3-9份、3-羥基丁酸酯2-6份、丙二醇5-15份、聚乙二醇4-9份、苯基次磷酸鋁2-5份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5604-8份、耐酸堿改性助劑4-9份。
優(yōu)選地，改性聚乳酸纖維的原料按重量份包括：聚磷酸銨5-15份、乙醇6-12份、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷4-8份、冰醋酸2-6份、聚乳酸纖維10-20份、云母3-6份、甘油1-5份、鋅苯磷酸2-8份。
優(yōu)選地，改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：將聚磷酸銨和乙醇混合均勻，然后升溫保溫，接著加入γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均勻，攪拌，調(diào)節(jié)ph，然后升溫，保溫，洗滌后真空中干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加入聚乳酸纖維、云母、甘油和鋅苯磷酸混合均勻，攪拌，升溫，保溫，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
優(yōu)選地，改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：將聚磷酸銨和乙醇混合均勻，然后升溫至60-80℃，保溫20-40min，接著加入γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均勻，于650-850r/min轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，調(diào)節(jié)ph至3.5-5.0，然后升溫至65-75℃，保溫0.5-1.5h，洗滌后真空中于65-75℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加入聚乳酸纖維、云母、甘油和鋅苯磷酸混合均勻，于80-120r/min轉(zhuǎn)速攪拌10-20min，升溫至150-160℃，保溫10-20min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
優(yōu)選地，耐酸堿改性助劑的原料按重量份包括：鋁粉2-8份、鋅粉3-6份、納米碳化硅2-6份、乙醇4-6份、正硅酸乙酯2-4份、乙烯基三乙氧基硅烷1-3份、氨水3-6份、醇酸丁酸纖維素溶液2-5份。
優(yōu)選地，耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：將鋁粉、鋅粉、納米碳化硅和乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，然后升溫，保溫，接著加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均勻，攪拌，真空過濾，洗滌，然后加入醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
優(yōu)選地，耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：將鋁粉、鋅粉、納米碳化硅和乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1-3h，然后升溫至30-70℃，保溫10-20min，接著加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均勻，于450-650r/min轉(zhuǎn)速攪拌5-7h，真空過濾，洗滌，然后加入醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌20-40min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
優(yōu)選地，耐酸堿改性助劑的制備工藝中，醇酸丁酸纖維素溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-35％。
本發(fā)明的制備方法，包括：將改性聚乳酸纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、玄武巖纖維、紅麻纖維、棉纖維、玉米纖維、單壁碳納米管、殼聚糖、氫氧化鋁、羥基磷灰石、聚酯纖維、磷苯二甲酸二辛酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、玉米淀粉、3-羥基丁酸酯、丙二醇、聚乙二醇、苯基次磷酸鋁、硅烷偶聯(lián)劑kh-560和耐酸堿改性助劑混合均勻，然后于500-800r/min轉(zhuǎn)速攪拌20-40min，然后放入熔體紡絲機(jī)中，于140-160℃，噴絲孔擠出，冷卻固化后得到實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲。
本發(fā)明的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料包括改性聚乳酸纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、玄武巖纖維、紅麻纖維、棉纖維、玉米纖維、單壁碳納米管、殼聚糖、氫氧化鋁、羥基磷灰石、聚酯纖維、磷苯二甲酸二辛酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、玉米淀粉、3-羥基丁酸酯、丙二醇、聚乙二醇、苯基次磷酸鋁、硅烷偶聯(lián)劑kh-560和耐酸堿改性助劑。單壁碳納米管、殼聚糖、氫氧化鋁、羥基磷灰石和玉米淀粉作為填料，有效提高了本發(fā)明的耐酸堿性能、韌性和阻燃性。苯基次磷酸鋁的含磷量高，具有磷系阻燃功能，苯基次磷酸鋁在聚合物中分散性好，熱穩(wěn)定性能優(yōu)異。其中，改性聚乳酸纖維通過將聚磷酸銨和乙醇混合均勻，然后升溫保溫，接著加入γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均勻，攪拌，調(diào)節(jié)ph，然后升溫，保溫，洗滌后真空中干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加入聚乳酸纖維、云母、甘油和鋅苯磷酸混合均勻，攪拌，升溫，保溫，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維，聚磷酸銨為膨脹性阻燃劑，并作為酸源，通過γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，有效增多了氨基和羥基，并與聚乳酸纖維、云母、甘油和鋅苯磷酸混合后，使得云母和鋅苯磷酸接枝到聚乳酸纖維上，實(shí)現(xiàn)了對聚乳酸纖維的接枝改性，得到的改性聚乳酸纖維具有優(yōu)異的耐熱和耐酸堿性能。其中，耐酸堿改性助劑通過將鋁粉、鋅粉、納米碳化硅和乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，然后升溫，保溫，接著加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均勻，攪拌，真空過濾，洗滌，然后加入醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑，以鋁粉、鋅粉和納米碳化硅作為改性填料，以醇酸丁酸纖維素溶液作為接枝基料，并通過正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷進(jìn)行接枝改性，得到的耐酸堿改性助劑運(yùn)用到本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲中，有效提高了不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有優(yōu)異的耐熱耐酸性性能。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)室面料用紡絲具有優(yōu)異的耐熱和耐酸堿性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
具體實(shí)施方式中，改性聚乳酸纖維的重量份可以為30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份；亞麻纖維的重量份可以為5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；洋麻纖維的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份；玄武巖纖維的重量份可以為4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份；紅麻纖維的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份；棉纖維的重量份可以為1份、2份、3份、4份、5份；玉米纖維的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；單壁碳納米管的重量份可以為1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；殼聚糖的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氫氧化鋁的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；羥基磷灰石的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；聚酯纖維的重量份可以為3份、3.5份、4份、4.5份、5份；磷苯二甲酸二辛酯的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚己二酸對苯二甲酸丁二酯的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份；聚丁二酸丁二醇酯的重量份可以為1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；玉米淀粉的重量份可以為3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；3-羥基丁酸酯的重量份可以為2份、3份、4份、5份、6份；丙二醇的重量份可以為5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；聚乙二醇的重量份可以為4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、9份；苯基次磷酸鋁的重量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硅烷偶聯(lián)劑kh-560的重量份可以為4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；耐酸堿改性助劑的重量份可以為4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份。
實(shí)施例1
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維40份、亞麻纖維10份、洋麻纖維4份、玄武巖纖維6.5份、紅麻纖維4份、棉纖維3份、玉米纖維5.5份、單壁碳納米管2.5份、殼聚糖4.5份、氫氧化鋁3.5份、羥基磷灰石4.5份、聚酯纖維4份、磷苯二甲酸二辛酯3.5份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯4份、聚丁二酸丁二醇酯2.5份、玉米淀粉6份、3-羥基丁酸酯4份、丙二醇10份、聚乙二醇6.5份、苯基次磷酸鋁3.5份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5606份、耐酸堿改性助劑6.5份。
改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將10份聚磷酸銨和9份乙醇混合均勻，然后升溫至70℃，保溫30min，接著加入6份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和4份冰醋酸混合均勻，于750r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，調(diào)節(jié)ph至4.3，然后升溫至70℃，保溫1h，洗滌后真空中于70℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加15份入聚乳酸纖維、4.5份云母、3份甘油和5份鋅苯磷酸混合均勻，于100r/min轉(zhuǎn)速攪拌15min，升溫至155℃，保溫15min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將5份鋁粉、4.5份鋅粉、4份納米碳化硅和5份乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌2h，然后升溫至50℃，保溫15min，接著加入3份正硅酸乙酯、2份乙烯基三乙氧基硅烷和4.5份氨水混合均勻，于550r/min轉(zhuǎn)速攪拌6h，真空過濾，洗滌，然后加入3.5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌30min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
實(shí)施例2
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維30份、亞麻纖維15份、洋麻纖維2份、玄武巖纖維9份、紅麻纖維2份、棉纖維5份、玉米纖維3份、單壁碳納米管4份、殼聚糖3份、氫氧化鋁5份、羥基磷灰石3份、聚酯纖維5份、磷苯二甲酸二辛酯2份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯6份、聚丁二酸丁二醇酯1份、玉米淀粉9份、3-羥基丁酸酯2份、丙二醇15份、聚乙二醇4份、苯基次磷酸鋁5份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5604份、耐酸堿改性助劑9份。
改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將5份聚磷酸銨和12份乙醇混合均勻，然后升溫至60℃，保溫40min，接著加入4份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和6份冰醋酸混合均勻，于650r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min，調(diào)節(jié)ph至3.5，然后升溫至75℃，保溫0.5h，洗滌后真空中于75℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加10份入聚乳酸纖維、6份云母、1份甘油和8份鋅苯磷酸混合均勻，于80r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，升溫至150℃，保溫20min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將2份鋁粉、6份鋅粉、2份納米碳化硅和6份乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1h，然后升溫至70℃，保溫10min，接著加入4份正硅酸乙酯、1份乙烯基三乙氧基硅烷和6份氨水混合均勻，于450r/min轉(zhuǎn)速攪拌7h，真空過濾，洗滌，然后加入2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌20min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
實(shí)施例3
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維50份、亞麻纖維5份、洋麻纖維6份、玄武巖纖維4份、紅麻纖維6份、棉纖維1份、玉米纖維8份、單壁碳納米管1份、殼聚糖6份、氫氧化鋁2份、羥基磷灰石6份、聚酯纖維3份、磷苯二甲酸二辛酯5份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯2份、聚丁二酸丁二醇酯4份、玉米淀粉3份、3-羥基丁酸酯6份、丙二醇5份、聚乙二醇9份、苯基次磷酸鋁2份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5608份、耐酸堿改性助劑4份。
改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將15份聚磷酸銨和6份乙醇混合均勻，然后升溫至80℃，保溫20min，接著加入8份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和2份冰醋酸混合均勻，于850r/min轉(zhuǎn)速攪拌10min，調(diào)節(jié)ph至5.0，然后升溫至65℃，保溫1.5h，洗滌后真空中于65℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加20份入聚乳酸纖維、3份云母、5份甘油和2份鋅苯磷酸混合均勻，于120r/min轉(zhuǎn)速攪拌10min，升溫至160℃，保溫10min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將8份鋁粉、3份鋅粉、6份納米碳化硅和4份乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌3h，然后升溫至30℃，保溫20min，接著加入2份正硅酸乙酯、3份乙烯基三乙氧基硅烷和3份氨水混合均勻，于650r/min轉(zhuǎn)速攪拌5h，真空過濾，洗滌，然后加入5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌40min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
實(shí)施例4
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維35份、亞麻纖維12份、洋麻纖維3份、玄武巖纖維8份、紅麻纖維3份、棉纖維4份、玉米纖維4份、單壁碳納米管3份、殼聚糖4份、氫氧化鋁4份、羥基磷灰石4份、聚酯纖維4.5份、磷苯二甲酸二辛酯3份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯5份、聚丁二酸丁二醇酯2份、玉米淀粉8份、3-羥基丁酸酯3份、丙二醇12份、聚乙二醇5份、苯基次磷酸鋁4份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5605份、耐酸堿改性助劑8份。
改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將8份聚磷酸銨和11份乙醇混合均勻，然后升溫至65℃，保溫35min，接著加入5份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和5份冰醋酸混合均勻，于680r/min轉(zhuǎn)速攪拌25min，調(diào)節(jié)ph至3.6，然后升溫至72℃，保溫0.8h，洗滌后真空中于72℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加12份入聚乳酸纖維、5份云母、2份甘油和7份鋅苯磷酸混合均勻，于85r/min轉(zhuǎn)速攪拌18min，升溫至152℃，保溫18min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將3份鋁粉、5份鋅粉、3份納米碳化硅和5.5份乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1.5h，然后升溫至60℃，保溫12min，接著加入3.5份正硅酸乙酯、1.5份乙烯基三乙氧基硅烷和5份氨水混合均勻，于480r/min轉(zhuǎn)速攪拌6.5h，真空過濾，洗滌，然后加入3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％的醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌25min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
實(shí)施例5
本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纖維45份、亞麻纖維8份、洋麻纖維5份、玄武巖纖維5份、紅麻纖維5份、棉纖維2份、玉米纖維7份、單壁碳納米管2份、殼聚糖5份、氫氧化鋁3份、羥基磷灰石5份、聚酯纖維3.5份、磷苯二甲酸二辛酯4份、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯3份、聚丁二酸丁二醇酯3份、玉米淀粉4份、3-羥基丁酸酯5份、丙二醇8份、聚乙二醇8份、苯基次磷酸鋁3份、硅烷偶聯(lián)劑kh-5607份、耐酸堿改性助劑5份。
改性聚乳酸纖維按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將12份聚磷酸銨和7份乙醇混合均勻，然后升溫至75℃，保溫25min，接著加入7份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3份冰醋酸混合均勻，于820r/min轉(zhuǎn)速攪拌15min，調(diào)節(jié)ph至4.9，然后升溫至68℃，保溫1.2h，洗滌后真空中于68℃干燥至恒重，冷卻至室溫，然后加18份入聚乳酸纖維、4份云母、4份甘油和3份鋅苯磷酸混合均勻，于115r/min轉(zhuǎn)速攪拌12min，升溫至158℃，保溫12min，冷卻至室溫得到改性聚乳酸纖維。
耐酸堿改性助劑按如下工藝進(jìn)行制備：按重量份將7份鋁粉、4份鋅粉、5份納米碳化硅和4.5份乙醇混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌2.5h，然后升溫至40℃，保溫18min，接著加入2.5份正硅酸乙酯、2.5份乙烯基三乙氧基硅烷和4份氨水混合均勻，于620r/min轉(zhuǎn)速攪拌5.5h，真空過濾，洗滌，然后加入4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％的醇酸丁酸纖維素溶液混合后，攪拌35min，冷卻至室溫得到耐酸堿改性助劑。
將實(shí)施例1-實(shí)施例5中的實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲的原料進(jìn)行混紡編制成面料，并對面料進(jìn)行性能檢測，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。
表1：
通過對表1中數(shù)據(jù)的分析，得到本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)室面料用耐熱耐酸堿紡絲具有優(yōu)異的耐熱和耐酸性性能，且力學(xué)性能好。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。