一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺的制作方法

本发明属于聚酰胺纤维，具体涉及一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺。背景技术：1、聚酰胺纤维是指纤维大分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维，是最早投入工业化生产的合成纤维之一，在合成纤维领域具有举足轻重的作用，具有耐磨性好以及吸湿性好等优点，广泛应用于服装、工业、军事等领域。2、呋喃基聚酰胺纤维是一种生物基聚酰胺纤维，是目前功能性聚酰胺纤维的研发热点之一，合成原料主要包括生物基二元酸和生物基二元胺等，再通过聚合反应合成生物基聚酰胺，通过纺丝工艺得到，具有绿色、环境友好和原料可再生等特点，但是随着经济的快速发展，人们对纺织品的需求已经不仅仅局限于耐用性，其中抗菌性能越来越重要。目前抗菌聚酰胺纤维的制备主要有原纤维法和后整理法，原纤维法是指将抗菌剂添加到纺丝液中，经纺丝工艺制得抗菌纤维，该方法制的纤维抗菌性能和强度难以兼具，后整理法是指采用涂层或浸轧法将抗菌剂附着于纤维表面赋予织物抗菌效果，操作简单但是易脱落，存在抗菌性能不持久的问题。因此，如何提供一种兼具持久抗菌和纤维强度的呋喃基聚酰胺纤维是目前需要解决的问题。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，解决现有呋喃基聚酰胺纤维抗菌耐久差和纤维强度低的问题。2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：3、一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，包括以下步骤：4、s1、保护气体氛围下，将对苯二胺和功能二胺加入极性溶剂中，温度40-60℃搅拌0.5-1h，之后加入呋喃二甲酰氯，温度0-5℃下反应2-5h，反应结束后，用氢氧化钠调节ph为8-10，得到聚酰胺纺丝液；5、s2、将聚酰胺纺丝液进行纺丝，得到呋喃基聚酰胺纤维。6、所述功能二胺以2-氨基-4,6-二氯三嗪和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮为原料合成。7、进一步地，功能二胺制备过程如下：8、将1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷分散于dmso中，用饱和碳酸钠水溶液调节ph值为7-8，加入2-氨基-4,6-二氯三嗪，氮气保护下，控制温度80-85℃，保温搅拌反应4-6h，降温至70-75℃，加入2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的乙腈溶液，用饱和碳酸钠水溶液调节ph值为8-9，控制温度85-90℃，搅拌反应6-8h后冷却至室温，减压蒸馏去除dmso，蒸馏产物依次用去离子水、丙酮和无水乙醇洗涤后干燥，得到功能二胺；9、合成路线如下：10、11、进一步地，功能二胺制备过程中1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、2-氨基-4,6-二氯三嗪和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的摩尔比为1：2-2.1：2-2.1，首先使1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和2-氨基-4,6-二氯三嗪之间发生消去hcl反应，得到中间产物，之后通过季铵化得到功能二胺。12、进一步地，对苯二胺、功能二胺、呋喃二甲酰氯和极性溶剂的质量比为1.08：1.83-3.66：2.6-3.2：28.3-36.4。13、进一步地，纺丝工艺为湿法纺丝或静电纺丝。14、进一步地，采用湿法纺丝工艺时，采用两段拉伸浴方式，两段拉伸浴的牵伸比分别为1.2-1.5倍，3.1-3.3倍，总拉伸比为3.8-4.5倍，两段拉伸浴均为极性溶剂的水溶液，第一段拉伸浴为质量浓度55-60％的极性溶剂水溶液，第二段拉伸浴为质量浓度30-35％的极性溶剂水溶液，两段拉伸浴的浓度差为20-25％，纺丝速度为35-50m/min，热牵引温度为360-400℃，牵伸比为1.5-1.8倍。15、进一步地，采用静电纺丝工艺时，纺丝电压为22.4-25.6kv，纺丝距离为14-16cm，推进速率为3.6-5.4mm/h。16、进一步地，极性溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)和二甲基亚砜(dmso)中的一种或多种。17、进一步地，保护气体为氮气或者氩气。18、本发明的有益效果：19、本发明提供一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，以对苯二胺、功能二胺、呋喃二甲酰氯和极性溶剂制备可纺性高的聚酰胺纺丝液，之后通过湿法纺丝或静电纺丝两种纺丝方式制备呋喃基聚酰胺纤维，获得的纤维强度高、抗菌性能以及阻燃性能好，这些优点使呋喃基聚酰胺纤维在纺织、隔膜、工业、医疗和环保等领域具有广泛的应用前景。20、本发明中呋喃基聚酰胺纤维是一种新型的本质阻燃材料，具体原因在于功能二胺为含有众多氮硫硅阻燃元素的二胺单体，不仅能够参与聚合反应，在聚酰胺分子链中引入si-o-s i柔性链，提高纤维韧性，而且在聚酰胺分子链中引入氮硫硅阻燃元素，在纤维燃烧过程中，发挥良好的凝聚相阻燃作用。21、本发明中呋喃基聚酰胺纤维是一种耐久性的本质抗菌材料，具体原因在于功能二胺中含有双子季铵盐结构和异噻唑啉酮结构，对细菌均具有良好的杀灭效果，相比于直接将抗菌剂添加到纺丝液中制备抗菌纤维，或者通过后整理法形成抗菌涂层而言，本发明将抗菌结构引入聚酰胺分子链上，即不会破坏纤维的力学性能，又具有良好的耐脱落性。技术特征：1.一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，功能二胺制备过程如下：3.根据权利要求2所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、2-氨基-4,6-二氯三嗪和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的摩尔比为1：2-2.1：2-2.1。4.根据权利要求1所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，对苯二胺、功能二胺、呋喃二甲酰氯和极性溶剂的质量比为1.08：1.83-3.66：2.6-3.2：28.3-36.4。5.根据权利要求1所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，纺丝工艺为湿法纺丝或静电纺丝。6.根据权利要求1所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，极性溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，其特征在于，保护气体为氮气或者氩气。技术总结本发明公开了一种呋喃基聚酰胺纤维的纺丝工艺，属于聚酰胺纤维技术领域，步骤如下：保护气体氛围下，将对苯二胺和功能二胺加入极性溶剂中，40‑60℃搅拌0.5‑1h，之后加入呋喃二甲酰氯，温度0‑5℃下反应2‑5h，反应结束后，用氢氧化钠调节pH为8‑10，得到聚酰胺纺丝液；将聚酰胺纺丝液进行纺丝，得到呋喃基聚酰胺纤维；所述功能二胺以2‑氨基‑4,6‑二氯三嗪和1,3‑双(3‑氨基丙基)‑1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷、2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮为原料合成，本发明获得的纤维强度高、抗菌性能以及阻燃性能好，这些优点使呋喃基聚酰胺纤维在纺织、隔膜、工业、医疗和环保等领域具有广泛的应用前景。技术研发人员：柯卓,高瑛受保护的技术使用者：安徽利科新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16