本發(fā)明涉及聚合物纖維技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚酰胺鍍銀纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

鍍銀纖維是在纖維基底上，通過物理或化學(xué)的方法，鍍上一層銀單質(zhì)層，具有銀的金屬光澤。銀對多種細(xì)菌均有抑制生長繁殖作用，能夠有效殺菌，同時(shí)它還具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，在防靜電和抗電磁輻射方面有著重要的作用。鍍銀纖維具備了纖維的柔軟透氣和牢固耐用性能，同時(shí)由于銀的存在，使鍍銀纖維不僅具有良好的殺菌抗菌能力，還能通過反射人體和外部環(huán)境的熱輻射來調(diào)節(jié)體表熱量，以及由銀的導(dǎo)電性產(chǎn)生的抗靜電和電磁屏蔽等性能。目前，鍍銀纖維在生活中有著越來越廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中使用較廣的纖維鍍銀方法是化學(xué)鍍銀?；瘜W(xué)鍍銀是對纖維表面進(jìn)行敏化等處理后，使銀能夠在纖維表面持續(xù)沉積生長，而后在水溶液中不依賴外加電源，僅靠鍍液中的還原劑與銀離子進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使銀離子不斷還原在自催化表面上，形成銀鍍層的工藝方法。化學(xué)鍍銀工藝簡單，操作方便，且生產(chǎn)成本低廉，所以是大規(guī)模生產(chǎn)中常采用的方法。

然而，目前纖維化學(xué)鍍銀采用的方法多以甲醛作為還原劑。但是，甲醛對人類健康和環(huán)境的危害很大，有致癌、致畸、致突變等危害，不宜大量使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種聚酰胺鍍銀纖維及其制備方法，以葡萄糖為還原劑，未添加甲醛，健康環(huán)保。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種聚酰胺鍍銀纖維的制備方法，包括以下步驟：

將聚酰胺纖維在敏化液中進(jìn)行敏化，得到敏化纖維；

將銀氨溶液和二乙基三胺五乙酸溶于水中，調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，得到鍍液；

將所述敏化纖維在包括鍍液和葡萄糖的混合溶液中進(jìn)行鍍銀處理，得到聚酰胺鍍銀纖維。

優(yōu)選的，所述敏化液為sncl4無水乙醇溶液；

所述敏化液的質(zhì)量濃度為1～5％。

優(yōu)選的，所述敏化的時(shí)間為10～30分鐘。

優(yōu)選的，所述銀氨溶液包含硝酸銀和氨水；

所述銀氨溶液中銀離子和銨根離子的摩爾比為1:(1～3)。

優(yōu)選的，所述鍍液中硝酸銀的濃度為0.01～0.04mol/l；

所述鍍液中二乙基三胺五乙酸的濃度為5×10^-4～7×10^-4mol/l。

優(yōu)選的，所述葡萄糖在混合溶液中的濃度為0.07～0.1mol/l。

優(yōu)選的，所述敏化纖維和鍍液的質(zhì)量比為4:(220～280)。

優(yōu)選的，所述鍍銀處理的溫度為28～32℃；

所述鍍銀處理的時(shí)間為70～100分鐘。

本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述方法得到的鍍銀纖維，所述鍍銀纖維的含銀量為14～15.5％。

本發(fā)明提供了一種聚酰胺鍍銀纖維的制備方法，將聚酰胺纖維在敏化液中進(jìn)行敏化，得到敏化纖維；將銀氨溶液和二乙基三胺五乙酸溶于水中，調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，得到鍍液；將所述敏化纖維在包括鍍液和葡萄糖的混合溶液中進(jìn)行鍍銀處理，得到聚酰胺鍍銀纖維。本發(fā)明以葡萄糖替代甲醛作為鍍銀反應(yīng)的還原劑，并在鍍液中加入二乙基三胺五乙酸形成與之相匹配的鍍銀液體系，調(diào)節(jié)鍍液體系中銀離子還原速率與銀單質(zhì)在纖維表面的沉積速率，使得纖維有較好的導(dǎo)電性能，表現(xiàn)出較好的鍍銀效率。根據(jù)實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明得到的鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值最低為138ω/10cm，銀含量最高為15.5％，鍍銀率可達(dá)到97％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例2中不同dtpa濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中不同鍍液ph值對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例4中不同鍍銀溫度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響；

圖4為30℃鍍銀溫度得到的鍍銀纖維的照片；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5中不同葡萄糖用量對鍍銀纖維電阻的影響；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例6中不同鍍銀時(shí)間對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例7中不同硝酸銀濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種聚酰胺鍍銀纖維的制備方法，包括以下步驟：

將聚酰胺纖維在敏化液中進(jìn)行敏化，得到敏化纖維；

將銀氨溶液和二乙基三胺五乙酸溶于水中，調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，得到鍍液；

將所述敏化纖維在包括鍍液和葡萄糖的混合溶液中進(jìn)行鍍銀處理，得到聚酰胺鍍銀纖維。

本發(fā)明將聚酰胺纖維在敏化液中進(jìn)行敏化，得到敏化纖維。在本發(fā)明中，所述聚酰胺纖維優(yōu)選為尼龍6、尼龍66或尼龍610。本發(fā)明對所述聚酰胺纖維的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知來源的聚酰胺纖維即可，具體的如市售的上述種類的聚酰胺纖維。

本發(fā)明優(yōu)選在敏化前對所述聚酰胺纖維進(jìn)行堿洗。在本發(fā)明中，所述堿洗用洗滌劑優(yōu)選為無機(jī)堿液。在本發(fā)明中，所述無機(jī)堿液優(yōu)選為無機(jī)氫氧化物溶液，更優(yōu)選為naoh溶液或koh溶液。在本發(fā)明中，所述無機(jī)堿液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.1～2％，更優(yōu)選為0.5～1.5％，最優(yōu)選為0.8～1.3％。在本發(fā)明中，所述堿洗能夠去除聚酰胺纖維表面殘存的油脂和其它種類的雜質(zhì)。

在本發(fā)明中，所述堿洗優(yōu)選為：將聚酰胺纖維浸沒在洗滌劑中，進(jìn)行加熱處理。在本發(fā)明中，所述加熱處理的溫度優(yōu)選為75～85℃，更優(yōu)選為78～83℃，最優(yōu)選為80℃；所述加熱處理的時(shí)間優(yōu)選為50～70分鐘，更優(yōu)選為55～65分鐘，最優(yōu)選為60分鐘。

本發(fā)明優(yōu)選對堿性后的聚酰胺纖維進(jìn)行水洗。在本發(fā)明中，所述水洗的次數(shù)可具體為1次、2次、3次或4次。在本發(fā)明中，所述水洗優(yōu)選為將所述聚酰胺纖維浸沒在水中進(jìn)行攪拌處理。本發(fā)明對所述攪拌處理的方式和速率沒有特殊要求，具體的可以為手動攪拌。在本發(fā)明中，每次水洗的時(shí)間優(yōu)選為8～12分鐘，更優(yōu)選為9～11分鐘，最優(yōu)選為10分鐘。在本發(fā)明中，當(dāng)水洗后的洗滌水呈中性時(shí)，水洗結(jié)束。

在本發(fā)明中，所述敏化優(yōu)選為將聚酰胺纖維浸沒于敏化液中進(jìn)行敏化。在本發(fā)明中，所述敏化液優(yōu)選為sncl4無水乙醇溶液；所述敏化劑的質(zhì)量濃度優(yōu)選為1～5％，更優(yōu)選為2～4％，最優(yōu)選為3％。在本發(fā)明中，所述敏化優(yōu)選在室溫下進(jìn)行；所述敏化的時(shí)間優(yōu)選為10～30分鐘，更優(yōu)選為15～25分鐘，最優(yōu)選為20分鐘。

本發(fā)明優(yōu)選對敏化結(jié)束后的聚酰胺纖維進(jìn)行水洗。在本發(fā)明中，所述水洗的次數(shù)可具體為1次、2次、3次、4次或更多次，直至向洗滌用水中滴加硝酸銀無白色沉淀產(chǎn)生時(shí)為止。

本發(fā)明將銀氨溶液和二乙基三胺五乙酸溶于水中，調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，得到鍍液。

在本發(fā)明中，所述銀氨溶液優(yōu)選為硝酸銀水溶液和氨水的混合物。在本發(fā)明中，所述硝酸銀水溶液的濃度為0.03～0.07g/ml，更優(yōu)選為0.04～0.06g/ml，最優(yōu)選為0.05g/ml。在本發(fā)明中，所述氨水的質(zhì)量濃度優(yōu)選為25～29％，更優(yōu)選為26～28％，最優(yōu)選為27％。本發(fā)明優(yōu)選將氨水加入到硝酸銀溶液中得到銀氨溶液，本發(fā)明得到的銀氨溶液澄清無沉淀產(chǎn)生。在本發(fā)明中，所述鍍液中硝酸銀的濃度優(yōu)選為0.01～0.04mol/l，更優(yōu)選為0.02～0.03mol/l，最優(yōu)選為0.025mol/l。在本發(fā)明中，所述鍍液中銀離子和銨根離子的摩爾比優(yōu)選為1:(1～3)，更優(yōu)選為1:2。

在本發(fā)明中，所述硝酸銀溶液和溶解用水的體積比優(yōu)選為20:(240～260)，更優(yōu)選為20:(245～255)，最優(yōu)選為20:250。

在本發(fā)明中，所述二乙基三胺五乙酸(dtpa)為銀離子的絡(luò)合劑，能夠有效控制反應(yīng)速率，使鍍銀過程穩(wěn)定進(jìn)行。在本發(fā)明中，所述鍍液中二乙基三胺五乙酸的濃度優(yōu)選為5×10^-4～7×10^-4mol/l，更優(yōu)選為5.5×10^-4～6.5×10^-4mol/l，最優(yōu)選為6×10^-4mol/l。

本發(fā)明優(yōu)選通過乙酸溶液調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，更優(yōu)選為9.9～10.1，最優(yōu)選為10。在本發(fā)明中，所述乙酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為30～40％，更優(yōu)選為32～38％，最優(yōu)選為34～36％。

得到敏化纖維和鍍液后，本發(fā)明將所述敏化纖維在包括鍍液和葡萄糖的混合溶液中進(jìn)行鍍銀處理，得到鍍銀纖維。

本發(fā)明優(yōu)選將鍍液和葡萄糖溶液混合，得到鍍銀用混合溶液。在本發(fā)明中，所述葡萄糖溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為15～20％，更優(yōu)選為16～19％，最優(yōu)選為17～18％。在本發(fā)明中，所述葡萄糖在混合溶液中的濃度優(yōu)選為0.07～0.1mol/l，更優(yōu)選為0.08～0.09mol/l。在本發(fā)明中，所述敏化纖維和鍍液的質(zhì)量比優(yōu)選為4:(220～280)，更優(yōu)選為4:(230～270)，最優(yōu)選為4:(240～250)。

在本發(fā)明中，所述鍍銀處理優(yōu)選為將敏化纖維浸沒于所述混合溶液中進(jìn)行鍍銀。在本發(fā)明中，所述鍍銀處理的溫度優(yōu)選為28～32℃，更優(yōu)選為29～31℃，最優(yōu)選為30℃；所述鍍銀處理的時(shí)間優(yōu)選為70～100分鐘，更優(yōu)選為80～90分鐘，最優(yōu)選為95分鐘。

本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述方法得到的鍍銀纖維，包括聚酰胺基體纖維和附著在所述基體纖維表面的銀層，所述鍍銀纖維含銀量為14～15.5％。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的聚酰胺鍍銀纖維及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1

清洗：配制1wt％的naoh溶液500ml，將溶液全部倒入1l的燒杯中。將20g尼龍6的原始纖維浸沒在溶液中。將溶液加熱至80℃，保持?jǐn)嚢?h進(jìn)行堿洗。將堿洗后的纖維放入去離子水中攪拌洗滌3次，每次10min。檢測處理后水的ph值接近中性即可。

敏化：稱取4.0克堿洗后的尼龍6纖維，浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的sncl4無水乙醇溶液中，在超聲儀中超聲20min。將纖維取出后，用去離子水清洗3次。用硝酸銀檢測清洗過纖維的水無白色沉淀生成即可。

配制鍍液：稱取1g硝酸銀，加20ml去離子水溶解，向硝酸銀溶液中滴加27wt％的氨水，直到溶液由渾濁變?yōu)槌吻濉Ｏ蜚y氨溶液中加入0.03gdtpa(二乙基三胺五乙酸)，待其溶解后向溶液中加入去離子水至250ml(硝酸銀濃度0.0234mol/l)。將溶液放入30℃恒溫水浴鍋中加熱，使鍍液溫度保持恒定，用ph計(jì)測量鍍液ph值，用乙酸緩沖溶液調(diào)節(jié)至10。

稱取4.0g葡萄糖，加20ml去離子水溶解后加入鍍液中，然后將纖維加入鍍液中，在30℃下持續(xù)攪拌，反應(yīng)90min。取5ml反應(yīng)液加入少量稀hcl溶液檢測反應(yīng)是否完全。溶液中無白色沉淀，將纖維撈出，用自來水沖洗后，將纖維鋪展開放入烘箱中烘干。

鍍銀纖維導(dǎo)電性能和銀含量測量方法

導(dǎo)電性能：將萬用電表打開后，調(diào)節(jié)至電阻檔位，選擇合適的量程(200ω)，兩電極間隔10cm固定，單根的鍍銀纖維纏繞在萬用電表的兩端，待數(shù)值基本穩(wěn)定后讀數(shù)。

銀含量：鍍銀纖維的銀含量是通過鍍銀前后纖維的質(zhì)量變化來計(jì)算。其測定方法為：稱取預(yù)處理后洗凈烘干的尼龍6纖維，記錄其質(zhì)量為m1。反應(yīng)后將鍍銀纖維洗凈烘干至恒重，稱量后記錄其質(zhì)量為m2,則鍍銀纖維的銀含量w可用下式進(jìn)行計(jì)算。

式中m1,m2的單位為克。

鍍銀率：

鍍液中銀含量的有效利用率，即纖維上所鍍銀占鍍液中銀含量的百分比。

實(shí)施例2

除了鍍液中dtpa濃度變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究dtpa濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響，結(jié)果如圖1所示。圖1為本發(fā)明實(shí)施例2中不同dtpa濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

由圖1可知，當(dāng)dtpa濃度為5×10^-4～7×10^-4mol/l時(shí)，鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值為165～180ω/10cm，銀含量為14～14.75％。

實(shí)施例3

除了鍍液ph值變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究鍍液ph值對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響，結(jié)果如圖2所示。圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中不同鍍液ph值對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

由圖2可知，當(dāng)鍍液ph值為9.8～10.2時(shí)，鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值為150～180ω/10cm，銀含量為14～15.1％。此外，當(dāng)ph值為10時(shí)，鍍銀率為94.4％。

實(shí)施例4

除了鍍銀溫度變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究鍍銀溫度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響，結(jié)果如圖3所示。圖3為本發(fā)明實(shí)施例4中不同鍍銀溫度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

由圖3可知，當(dāng)鍍銀溫度分別為26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃和34℃時(shí)，鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值為140～155ω/10cm，銀含量為14.85～15.5％。此外，當(dāng)鍍銀溫度為30℃時(shí)，鍍銀率為97％。

當(dāng)鍍銀溫度為30℃時(shí)，得到的鍍銀纖維的照片如圖4所示，圖4為30℃鍍銀溫度得到的鍍銀纖維的照片。由圖4可知，纖維表面呈銀白色，有金屬光澤，無色差，鍍層均勻。

實(shí)施例5

除了葡萄糖用量變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究葡萄糖用量對鍍銀纖維電阻的影響，結(jié)果如圖5所示。圖5為本發(fā)明實(shí)施例5中不同葡萄糖用量對鍍銀纖維電阻的影響。

由圖5可知，當(dāng)葡萄糖和銀離子的摩爾比從2.5升至4.5時(shí)(分別為2.35、2.8、3.25、3.7、4.15、4.55)，隨著葡萄糖添加量的增加，鍍銀纖維的電阻逐漸降低，并且逐漸趨于穩(wěn)定。

實(shí)施例6

除了鍍銀時(shí)間變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究鍍銀時(shí)間對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響，結(jié)果如圖6所示。圖6為本發(fā)明實(shí)施例6中不同鍍銀時(shí)間對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

由圖6可知，當(dāng)鍍銀時(shí)間分別為20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min、85min或90min時(shí)，低于50min時(shí)，纖維電阻隨反應(yīng)時(shí)間下降較快，50min以后電阻下降幅度減緩并趨于140ω/10cm。而纖維的鍍銀量則剛好相反，逐漸趨于15.5％。

實(shí)施例7

除了鍍液中硝酸銀濃度變化外，其余方案均與實(shí)施例1一致，研究硝酸銀濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響，結(jié)果如圖7所示。圖7為本發(fā)明實(shí)施例7中不同硝酸銀濃度對鍍銀纖維電阻和銀含量的影響。

由圖7可知，當(dāng)硝酸銀濃度在0.01～0.04mol/l范圍內(nèi)變化時(shí)(分別為0.0195mol/l、0.0215mol/l、0.0235mol/l、0.026mol/l、0.029mol/l、0.0335mol/l)，鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值為138～155ω/10cm，銀含量為15.2～15.5％。此外，當(dāng)硝酸銀濃度為0.0261mol/l時(shí)，鍍銀率為97％。

由以上實(shí)施例可知，本發(fā)明提供了聚酰胺鍍銀纖維及其制備方法，將聚酰胺纖維在敏化液中進(jìn)行敏化，得到敏化纖維；將銀氨溶液和二乙基三胺五乙酸溶于水中，調(diào)節(jié)溶液的ph值為9.8～10.2，得到鍍液；將所述敏化纖維在包括鍍液和葡萄糖的混合溶液中進(jìn)行鍍銀處理，得到聚酰胺鍍銀纖維。本發(fā)明以葡萄糖替代甲醛作為鍍銀反應(yīng)的還原劑，并在鍍液中加入二乙基三胺五乙酸形成與之相匹配的鍍銀液體系，調(diào)節(jié)鍍液體系中銀離子還原速率與銀單質(zhì)在纖維表面的沉積速率，使得纖維有較好的導(dǎo)電性能，表現(xiàn)出較好的鍍銀效率。根據(jù)實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明得到的鍍銀纖維具有低電阻、高銀含量的特征，電阻值最低為138ω/10cm，銀含量最高為15.5％，鍍銀率可達(dá)到97％。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。