张旺玺  袁祖培  王艳芝  徐晶晶

中原工学院材料与化工学院河南郑州451191

 摘  要： 采用改性竹炭，添加到聚丙烯或聚酯树脂中进行共混，通过熔融纺丝制备竹  炭改性抗菌纤维。在聚丙烯腈树脂的原位合成中添加竹炭，也可通过溶液纺丝制备抗菌纤维。本文分析了改型竹炭的粒径、竹炭改性树脂的热性能、改性纤维的抗菌特性及本项目制备竹炭改性抗菌纤维的先进性特点。

关键词： 竹炭；竹炭纤维；改性纤维；抗菌纤维

1 序言

    随着社会的发展和科学技术的进步，人们对纤维的需求提出了更高的要求。进入21世纪以来，化学纤维产量急速增加，市场竞争加剧。国际著名化纤制造商大力注重功能性纤维的研究与开发，通过利用化学改性、物理改性和分子设计等手段，强化化学纤维某些性能，提高其附加值，制成了具有特定性能、或功能的化学纤维，即“差别化纤维”。原有化学纤维的染色、光热稳定、抗静电、导电、防污、阻燃、抗起球、蓬松、吸湿、手感等性能都有较大改进。与此同时，人们还掀起了一场绿色革命，对绿色制造、绿色消费和低碳经济等越来越重视。许多国家投入了大量的人力、物力和财力开发新的纤维产品，寻找新的高分子材料，各种高功能性纤维的研发都有了突破性的进展。科技含量高的功能性纤维已成为引导市场和提高企业生存能力的重要因素。

    我国的竹资源非常丰富，对竹的利用历史悠久。竹子取材方便，易于加工,应用广泛。竹炭是以老竹为原料，经炭化而成，其炭质致密，比重大，孔隙发达，碳含量达93%～96%，还含有丰富的矿物质元素。在日本、韩国等国把竹炭美誉为“黑宝贝”、“黑钻石”。竹炭因具有良好的吸附和抗菌等性能，被广泛应用工农业生产，家居生活，室内及公共环境的空气净化、杀菌、水处理等，取得了良好的经济和社会效益。把竹炭加工成微细粉，可以用于制备竹炭纤维。国外对竹炭纤维的研究主要集中在日本，我国台湾省一些纺织化纤企业也有竹炭纤维及纺织品生产。中国专利200310110113.9、200510102775.0、200610037895.1、200710013948.0、200810033788.0等公开了采用湿法纺丝法生产竹炭粘胶纤维的方法，纤维生产时竹炭在纤维素中的分散比较均匀，但是由于粘胶纤维的强度较低且干湿强度相差较大，纤维的伸长率低，定型稳定性差、耐用性大打折扣，这样使面料的应用也受到很大的局限。目前见于报道的大都集中在熔融纺丝竹炭聚酯纤维（涤纶），或竹炭聚丙烯纤维，或竹炭锦纶纤维，如中国专利200510015840.6、200610040491.8、200710190800.4、200710023698.9、200810062457.X、200910184330.X公开了竹炭锦纶或竹炭涤纶纤维的制备方法，即使在加入大量分散剂的情况下，竹炭在高聚物基体中的分散均匀性也难以解决，纺丝断头多，连续稳定性差，纤维色度差异大，使用范围也有一定的局限性。

    采用微纳米级改性竹炭细粉制成的母粒为原料，再混入聚丙烯或聚酯切片进行熔融纺丝试制成竹炭聚丙烯或聚酯纤维，研究了竹炭改性纤维的抗菌性能。还可以通过原位聚合制备聚丙烯腈竹炭复合纤维。

2 纤维制备方法（略）

    2.1 原料

    2.2  纤维制备方法

3 结果与讨论（略）

    3.1 改性竹炭微粉粒度分析

    3.2热性能分析

    3.3 竹炭纤维项目技术先进性特点

    3.4 竹炭抗菌纤维的抗菌检测

4 结论

    原位聚合能使竹炭纳米改性微粉均匀分散在高聚物基体中，改善纤维制备的连续稳定性，纤维加工性能优良，提高竹炭纤维的物理力学性能；采用光催化剂二氧化钛改性的竹炭，能充分利用竹炭的吸附、抗菌等优异功能特性，纤维还具有自清洁功能；制备的新型竹炭聚丙烯腈复合纤维蓬松性好，耐日光性好，可以是短纤维、连续长丝纤维，扩大了竹炭纤维的应用范围；竹炭聚丙烯腈复合纤维的制备可以采用一些常规的工艺设备，如普通聚丙烯腈纤维的聚合、纺丝、牵伸加工成型设备，降低了制造成本，更适合于大批量工业化生产。

    此论文收录在《第11届功能性纺织品、纳米技术及低碳纺织论文集》中

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