研究论文 Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 白色竹炭负离子复合功能涤纶短纤维的制备与表征 刘玲玲 ，李青山 ，徐明双 ，李纪安 （１．亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，燕ｌＪＪ大学，河北泰皇岛０６６００４； ２．河北建材职业技术学院建筑材料系，河北秦皇岛０６６００４； ３．张家港市安顺科技发展有限公司，江苏张家港２ｌ５６３１） 摘 要：介绍了竹炭、白竹成粉体的制备，＿＝｝ｆ 其与Ｉ …、树脂混争，坊丝制得具有保健功能的白竹炭 负离子复合功能涤纶短纤维。结采表明：白竹炭负离予复合功能涤纶短纤维｝｝＿有 好吸附性，负离子释 放量明显高于普通涤纶短纤维，同时功能纤维具有较高的远红外 射审， 关键词：：白竹岌；负离子；功能涤纶短纤维；远红外 中图分类号：ＴＱ３４２．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ００１～７０５４（２０１０）０８—００２４—０４ 竹炭是竹材高温热解的同体产物，：ｆＬｌｌＪ）：发达， 比表面积大，具有很强的吸附能力ｌｊ 同时，竹炭 Ｉ具有较强的去污、凋湿、除奥、杀菌、美容、隔热 等功能［２１，可为人类创造良好的生活环境。作为功 级竹炭微粉（竹炭粒径２０～２００ ｌｌｌｌｑ）； 纳米 Ｉ’ ：纯度≥９８．５％，江苏河海纳米科技 有限公 ： 离子添枷剂安娜奥：ＡＩ１ｉｏｎ，纯度＞／－９９．５％， 燕人奇才科技发展有限公司； 涤纶厦纤维的 要原 ：高黏涤纶树脂（黏 度【Ｊ。７ ｔｊｌ／ｇ，张家港市安）ｉｂＯｆ；Ｉ－技发展有限公司）、偶 联剂（密度Ｏ．９７ ｇ／ ｎｓ，南京曙光化工厂）、纺丝助 剂 ： 能性的环境保护材料，竹炭｝ｆ｛于其独特的性质和产 品的高附加值，越来越受到人们的重视，成为 制’ 研究领域的一个新热点｛３１。但是，竹炭趟细粉体颜 色是黑色，添加到纤维中后，将纤维的色度降低很 多。另外竹炭与染料之『日Ｊ容易发牛化学反应，造 服装面料出现不规则的庥点，影响外观， 的竹炭负离子纤维制成的成品而料不能进行染色， 双螺仆挤 ｝Ｉ机．扫描电子显微镜￥４８００（喷 命。ｌ 作电压１ ５ ｋＶ），ＩＣ一１０００型离子测定器， Ｄ１ Ｙ一６Ａ２３￣型大气负离予洲量仪，ＩＲＥ一２型红外 辐射洲量『义（８～１４ １。２竹炭的制备 只能做成黑色一种颜色。为增力ｕ竹炭的应川性．本 项目制备了白色竹炭超细粉体，并将其与Ｐ 坩 脂混合，纺丝制得具有保健功能的Ｉｈ竹炭负离 复 合功能涤纶短纤维。 ）。 炭ｑ三产 ｒ艺包括 料选择、热解工艺、加 ｆ＝＝７乏产后配套等ｆ”。竹材热斛一般经过＝ｒ燥、预炭 、１ 实验 １．１原料与设备 嵌ｆｔ－，｛ｕ煅烧等４ ‘ 段 １．３白竹炭粉体的制备 竹炭：福建省建欧市钟ＩｌＩ炭业公司饥制竹炭， 经秦皇岛市太极环纳米制品有Ｉ；ＥＧ，＇－司制备的徽纳米 收稿日期：２０１０—０５—０５ 修回日期：２０１Ｏ－０７～０７ 作者简介：刘玲玲（１９８６～）女，助教，主要研究方Ｉ句为空气负离 子和健康高分子材料。 本文选＿ｆ｛＝Ｉ具仃光催化性能的纳米材料ＴｉＯ：和 天然矿物纳米负离子添＿７Ｊｕ剂安娜奥，经化学作用， 使其负载列 炭徽孔肇 ，制得具有负离子发射功 能的ｒ１色竹炭走笪细粉体，人火改善了粉体的外观形 虢、一度以及粒度分布，达到协同反应、激活增 ２４合成纤维ＳＦＣ ２０１０ Ｎｏ．８ 研究论文 效，最大限度地提高粉体负离子发生量和远红外线 发射功能。 白竹炭超细粉体化学成份：Ｃ、ＡＩ Ｏ 、ＭｇＯ、 ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｒ２０ ＣＯ、ＣｕＯ、 Ｆｅ２０３、Ｂ２０３、ＴｉＯ２、ＦｅＯ、ＣａＣ等。 １．４白竹炭负离子功能涤纶短纤维的制备 工艺流程：高黏聚酯一真空干燥一混炼一负 离子远红外粉体添加一制成母粒一加入高黏聚酯切 片一真空干燥—熔融纺丝一卷绕一落桶一集束一三 级拉伸一卷曲一定形一烘干一切断一短纤维一 打包【ｑ １．４．Ｉ功能母粒制备工艺条件 螺杆各区温度分别为１区２８０ｃ℃、２区３１０℃、 ３区３ｌ０ ｑＣ、４区３００℃、５区２９０ ｏＣ、６区２９０℃、 ７区２９０℃。熔融、高压过滤、挤出。 １．４．２纺丝工艺的选择（见表１） 表１主要纺丝工艺参数 螺杆挤压机温度，℃ ２８８－２９５ 箱体温度 ２７６—２８０ 上油率／％ ０．５５ 卷绕速度／（ｍ／ｍｉｎ） ２８ｏｏ 平衡温度 ２５ 平衡时间／｝ｌ ８ ２结果与讨论 ２．１扫描电镜（ＳＥＭ）观察 取竹炭、白竹炭粉体、白竹炭母粒和白竹炭负 离子功能涤纶短纤维制样，形貌观察，ＳＥＭ照片 如图１－４。 圈ｌ竹震形貌 由图１～３可知，炭化后竹材的外表面仍然保 留着竹材表皮粗糙不平的颗粒状态，继承了竹材的 多孔状构造特征。竹炭、白竹炭粉体和白竹炭母粒 表面凹凸不平，具有很多空隙和褶皱，这些都显著 增加了材料的比表面积，使其具有良好的吸附性。 图４为白竹炭负离子涤纶短纤维的扫描电镜照片， Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 图２白竹炭粉体形貌 图３白竹炭母料形貌 圈４臼竹炭负禹子涤纶短纤维形貌 可看到纤维表面镶嵌着大量的自竹炭粉体，同时白 竹炭粉体不能完全被基体包埋，这种方式更有利于 自竹炭吸附细菌和人体皮肤排泄出来的过氧化物垃 圾，提高白竹炭粉体的：ｆｌ１ 效利 。 ２．２白竹炭负离子涤纶短纤维的负离子发生量 采用Ｉ（：一１００（）型离子测定器，洲定自竹炭负离 子功能布料和普通布半 ｆ释放 离了的数值如表２。 表２自竹炭负离子涤纶短纤维与普通涤纶纤维经水洗后的浓度 水洗次数 白竹炭负离子涤纶短纤维 普通涤纶短纤维负离子浓 负离子浓度／（个／ｅｒａ １ 度／（个／ｅｒａ ） Ｏ ４０７（） ９５０ ｌＯ ４（ ） ９３０ ２０ ３９８０ ８９０ ３０ ３９５０ ８５０ ４０ ３ ８（ｍ ８（ｍ ５０ ３ ７８０ ８ｏｏ 合成纤维ＳＦＣ ２０１０ ＮＯ ８ ２５ 研究论文 Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 结果表明：白竹炭负离子功能涤纶短纤维负 离子释放量超过了３ ５００个／ｃｍ。，而普通涤纶短纤 维负离子释放量低于１ ０００个／ｃｍ ［７１。水洗不能显 著降低白竹炭负离子涤纶短纤维的负离子释放量， 说明功能涤纶短纤维负离子释放量稳定持久。 采用ＤＬＹ一４Ｇ ２３２型大气负离子测量仪，测定 了两种纤维织物静态与动态负离子释放量如图５～ ８。 图５白竹炭负离子涤纶短纤维织物静态负离子释放量测试图 图６白竹炭负离子涤纶短纤维织物动态负离子释放量测试图 图５～８结果表明，白竹炭负离子功能布料静 态释放负离子量平均为１ ４４０个／ｃｍ ，动态释放负 离子平均数为４ １７３￣＇／ｃｍｓ；普通布料静态释放负 离子量平均为２４７个／ｃｍ。，动态释放负离子平均数 为９６９个／ｅｒａ，。可见，白竹炭负离子涤纶短纤维由 于白竹炭粉体的加入，负离子释放量明显高于普通 布料。 ２．３白竹炭负离子涤纶短纤维远红外发射率的测 试 ２６合成纤维ＳＦＣ ２０１０ Ｎｏ．８ 图７普通涤纶短纤维织物静态负离子释放量测试图 图８晋通涤纶短纾维织物动态负离子释放量测试图 我们将纤维以及其后制成的布料进行远红外 发射率指标的测试，测试结果如表３。 由表３可知，白竹炭负离子涤纶短纤维产品具 有较高的远红外发射功能，其远红外线发射率 （８～１４ ｍ）＞０．８６，有益于身体健康。 表３白竹炭负离子涤纶短纤维产品远红外法向全发射率测试结 样品名称 测试结果 测试方法 纤维 Ｏ．８６ｏ ５Ｏ次洗涤后布料 面料 Ｏ．０．８６０ ８５５ ＧＢ／Ｔ ７２８７—１９８７ １００次洗涤后布料 ０．８５５ ３结语 （１）从功能母粒经熔融纺丝后简单纺制，可制 得非黑色的竹炭功能性纤维，工艺流程可行。 （２）由于白竹炭负离子涤纶短纤维表面镶嵌着 大量的白竹炭粉体，负离子释放量明显高于普通布 料，且负离子释放量稳定持久；其远红外线发射率 （８～１４ ｍ）＞０．８６，有益于身体健康。 研究论文 Ｆｌｂｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 参考文献 ［１］白杨．竹材加工剩余物制备竹炭的发展现状与前景展望［Ｊ］．科技资 讯．２００９，２４：１２２—１２４． 研究生学位论文，２００５，０６． ［５］徐明双，李青山，周学俊一种白竹炭的研究及其制备方法：中国． ２００９１０１４７８６５．ｘ【Ｐ］．２００９－６－２４． 【６］查安霞，衣卫京．三维卷曲中空竹炭／聚酯共混短纤维的生产工艺 探讨［Ｊ］．合成纤维，２００６，３５（ｉ １）：４６—４８． 【７］杨瑞玲，曾新．灸离子涤纶短纤维的研制［Ｊ】．合成纤维，２００２，３ｌ（５）： ２９－３１． 【２】童勤荣．活性炭改性涤纶短纤维的研发及应用ｆＪ］．合成纤维， ２００６，３５（３）：３８－４０． 【３］王建梅 竹炭的魅力［Ｊ】．中国农业信息，２００５，２：８－９． ［４】周建斌．竹炭环境效应及作用机理的研究【Ｉ）Ｊ．南京林业大学博士 Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｍｂｏｏ Ｃｈａｒｃｏａｌ Ａｎｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｓｔａｐｌｅ Ｆｉｂｅｒ ＬＩＵ Ｌｉｎｇ—ｌｉｎｇ ，ＬＩ Ｑｉｎｇ－ｓｈａｎ ，ＸＵ Ｍｉｎｇ—ｓｈｕａｎｇ ，ＬＩ Ｊｉ—ａｎ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈｅｂｅｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉｌａｓ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｚｈａｎｇｊｉａｇａｎｇ Ａｎｓｈｕｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｚｈａｎｇｊｉａｇａｎｇ ２１５６３１，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｍｂｏｏ ｃｈａｒｃｏａｌ ａｎｄ ｗｈｉｔｅ ｃｈａｒｃｏａｌ ｐｏｗｄｅｒａｎｄ ，ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ＰＥＴ ｒｅｓｉｎ，ｔｈｅｎ ｗｈｉｔｅ ｃｈａｒｃｏａｌ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｓｔａｐｌｅ ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ ａｎｄ ａｎｉｏｎ ｃｏｍｐ１ｅｘ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｎｏｎ—ｐｏｌｌｕｔｉｎｇＴｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ．ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｉｔｅ ｂａｍｂｏｏ ｃｈａｒｃｏａｌ ａｎｉｏｎ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｓｔａｐｌｅ ｆｉｂｅｒ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｈｅ ，ａｎｉｏｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｓｔａｐｌｅ ｆｉｂｅｒ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｉｂｅｒ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ ｆａｒ ｉｌｆｒａｒｅｄ ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｈｉｔｅ ｂａｍｂｏｏ ｃｈａｒｃｏａｌ，ａｎｉｏｎ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｓｔａｐｌｅｆａｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ ，合成纤维ＳＦＣ ２０１０ Ｎｏ．８ ２７
