專利名稱：含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維、制造方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涉及含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維、制造方法及其用途。
背景技術(shù)：
隨人們生活水平的不斷提高，人們對服用及家用紡織品，在美觀、舒適、衛(wèi)生等方面的要求也越來越高。希望有些紡織品能有去除臭味的效果。人們在這方面作了不少工作，目前基本上有的在化纖生產(chǎn)過程中就加入抗菌物質(zhì)，有的用后整理的方法加上抗菌物質(zhì)，以使纖維或織物有殺菌防臭作用。相關(guān)的殺菌防臭作用報(bào)道有蕭耀南、曾漢民的抗菌、消臭功能纖維的研究進(jìn)展(2)制備，材料科學(xué)與工程，2001，2，80-88；黃漢生，日本抗菌防臭纖維發(fā)展近況，現(xiàn)代化工2000，9，54-59；薛福連，抗菌防臭纖維的開發(fā)和應(yīng)用，廣西化纖通訊2003，2，46-48；趙博，抗菌防臭型纖維性能及其產(chǎn)品開發(fā)，四川絲綢，2004，4，27-28；王建平，抗菌纖維的最新進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)用紡織品，1998，11，6-10；周宇鵬，有機(jī)硅表面活性劑在日化及紡織行業(yè)的應(yīng)用，有機(jī)硅材料，2002，01，24-26；范耀、葛乃祥、毛明富等，改性織物的性能，印染，1999，05，12-14；蔡翔、劉侃、蘇開弟，抗菌整理劑CL的合成及應(yīng)用性能研究，廣西紡織科技，2000，03，2-5；余志成、陳文興，消臭抗菌纖維素纖維的制備、結(jié)構(gòu)和性能，功能高分子學(xué)報(bào)，2002，4，461-465；楊棟梁，纖維用抗菌防臭整理劑，印染，2001，3，47-52；楊明英、朱良均，抗菌防臭纖維的研究概況，現(xiàn)代紡織技術(shù)，2000，2，39-41；宋肇棠、施曉芳，纖維的抗菌防臭及制菌加工進(jìn)展，印染助劑，2000，5，1-5等?？咕莱衾w維和織物的中國專利有專利申請?zhí)枮?1109549.0，92108481.1，94112079.1，92109930.4，87100231，92108488.9的專利。但用所謂抗菌防臭、去臭、消臭處理的方法實(shí)際上只能防止臭味的產(chǎn)生，對已經(jīng)存在的臭味是不能消除或去除。只能防止細(xì)菌分解汗液中的蛋白質(zhì)而放出臭味，對人體本身分泌出的異味和周圍環(huán)境中的還原性臭味無法去除。
鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物有氧化還原的催化作用。目前已有多篇文章介紹了其在合成有機(jī)化合物和廢水處理中的應(yīng)用研究。如張英菊、梁斌等的四叔丁基金屬酞菁催化活化CO2與環(huán)氧丙烷的環(huán)加成反應(yīng)，催化學(xué)報(bào)，2003，10，765-768；李華明、王燕，醋酸鈀/酞菁鐵催化氧化環(huán)戊烯合成環(huán)戊酮的研究，化學(xué)學(xué)報(bào)，2001，8，417-420；葉興凱，酞菁鐵催化氫醌氧化的研究，海南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版1997，4，280-284；王灶生，磺化酞菁鐵的合成與光催化降解染料廢水的研究，上海環(huán)境科學(xué)，2001，10，480-481；戴清、張欣蕾等“MPcTS-H2O2”體系對水中有機(jī)污染物的催化降解，化工時(shí)刊，1998，10，3-6和路春娥戴清，負(fù)載型酞菁對水中十二烷基苯磺酸鈉的催化降解，南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)1999，6，對廢水中的胺基化合物、偶氮苯、十二烷基苯磺酸鈉的分解進(jìn)行了研究。日本信州大學(xué)的教授白井汪芳研究了酞菁鐵的衍生物用在粘膠纖維的消臭，下文對此進(jìn)行了報(bào)道利用酞菁鐵的氧化一還原的催化活性，化學(xué)工業(yè)(日)1996，12，19-25；纖維消臭整理，纖維機(jī)械學(xué)會志(日)，2001(11)434～443。中國余志誠等曾研究了酞菁鐵吸附在纖維素上的消臭性能，負(fù)載酞菁纖維素纖維的消臭性能及機(jī)理，紡織學(xué)報(bào)，2002，6，450-451。
還未見利用鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物的氧化還原的催化能來作消除臭味的腈綸、維綸或Tencel纖維的論文和專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維。
本發(fā)明目的還提供一種上述含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維的制造方法。
本發(fā)明另一目的是提供一種上述含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維的用途。
利用鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物的氧化還原的催化能有效的消除已經(jīng)存在的臭味。消臭的機(jī)理是鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物能把含氨、硫的臭味物質(zhì)或甲醛氧化而失去臭味，其本生被還原成低價(jià)的化合物，在空氣中它又能被氧化成高價(jià)的金屬化合物，又具有氧化臭味物質(zhì)的作用。它具有一種能自動(dòng)再生反復(fù)使用的功能，是一種高性能酶性質(zhì)的催化劑。是一種全新的化纖的消臭概念。
本發(fā)明目的含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維是一種有機(jī)金屬催化劑和高分子化合物的重量比是(0.5～8)∶(92～99.5)的化學(xué)纖維。所述的高分子化合物為腈綸、維綸或是纖維素纖維。所述的有機(jī)金屬催化劑選自如下的鐵、鈷或錳的有機(jī)化合物a)酞菁鐵、鈷或錳、或它們的其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物。
本發(fā)明的上述含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維的制造方法，是將上述的高分子化合物溶解在溶劑中，配成紡絲所需濃度的漿液，再將所述的有機(jī)金屬催化劑均勻地分散在該漿液中，有機(jī)金屬催化劑和漿液中高分子化合物的重量比是(0.5～8)∶(92～99.5)，然后按照常規(guī)的腈綸、維綸或是纖維素纖維的紡絲設(shè)備和工藝進(jìn)行紡絲、牽伸得到含有機(jī)金屬催化劑的腈綸、維綸或是Tencel纖維。
所述的紡絲用高分子化合物為聚丙烯腈、聚乙烯醇或是纖維素。
所述的有機(jī)金屬催化劑如前所述，選自如下的鐵、鈷或錳的有機(jī)化合物a)酞菁鐵、鈷或錳、或它們的其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物。
用本方法制取消臭纖維，有效果好、投資少、原纖維生產(chǎn)設(shè)備無需改動(dòng)、可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。該類纖維可用于內(nèi)衣、棉毛衫褲、床單、被里、枕巾或是室內(nèi)裝飾用布的制造，用這種纖維制的織物或纖維本身可消除人體排出的體味或室內(nèi)多種異味，解決紡織品的使用過程中和周圍環(huán)境的消臭、除臭。。
具體實(shí)施例方式
通過以下實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例中所用高分子化合物均為市購商品，高分子漿液為化纖廠紡絲原料，有機(jī)金屬催化劑為市購商品或試驗(yàn)室自己制備。制備方法參見磺化酞菁鐵的合成與光催化降解染料廢水的研究，上海環(huán)境科學(xué)，2001，20，480-481；八羧基金屬酞菁衍生物的合成及其催化氧化性能研究，浙江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，3，141-144；四叔丁基金屬酞菁化合物得合成，染料工業(yè)，2001，10，34-36。
實(shí)施例1用市購酞菁鐵6克均勻分散在1000克15％的重量濃度的聚乙烯醇水溶液中，然后脫泡，在小型紡絲機(jī)上把漿液通過噴絲孔擠出到50℃的芒硝凝固浴中凝固成絲，再在90℃的芒硝液中濕熱拉伸、再干熱拉伸、縮醛化，洗滌，上油，干燥得含酞菁鐵的維綸纖維。該纖維的氨氣消除率77％，硫化氫的消除率在90％以上。
檢測方法在10立升的帶有乳膠注射窗的有機(jī)玻璃密封箱內(nèi)先放入2克含本催化劑的纖維，用無臭味新鮮空氣充滿后密封，用注射器通過乳膠窗注入氨氣或硫化氫氣體，使其濃度為100左右PPM。用氣相色譜分析法分析氨氣或硫化氫濃度。經(jīng)過半小時(shí)后分析箱內(nèi)氣體中氨氣或硫化氫含量。臭味消除率為(W1-W2)/W1W1反應(yīng)前臭氣濃度，W2反應(yīng)后臭氣濃度以下實(shí)施例的檢測方法相同。
實(shí)施例2
用卟啉錳2.5克分散在1000克聚丙烯腈重量百分含量為14％的硫氰酸鈉水溶液中(硫氰酸鈉水溶液的硫氰酸鈉重量百分含量為50％)，靜止脫泡，通過噴絲孔把該溶液擠入10℃的10％硫氰酸鈉水溶液凝固成原絲，再經(jīng)第二凝固浴進(jìn)行預(yù)拉伸，凝固浴為3％硫氰酸鈉水溶液，浴溫為50℃。再經(jīng)蒸汽拉伸，拉伸溫度為100℃，隨后水洗、上油、干燥。干燥的纖維在85℃進(jìn)行卷曲，后在130℃溫度熱定型，再次上油，在120℃干燥得到含卟啉錳的腈綸纖維。該布的氨氣消除率65％，硫化氫的消除率84％。
實(shí)施例3用四羧基酞菁鈷鈉鹽4.5克溶解1000克15.4％的重量濃度的聚乙烯醇水溶液中，在小型紡絲機(jī)上把漿液通過噴絲孔擠出到52℃的芒硝凝固浴中凝固成絲，再在88℃的芒硝液中濕熱拉伸、再210℃干熱拉伸、縮醛化、水洗、上油，干燥得含酞菁鈷與纖維大分子有共價(jià)鍵連接的維綸纖維。該纖維的氨氣消除率73％，硫化氫的消除率在90％以上。
實(shí)施例4用市售卟吩錳12克分散在1000克聚丙烯腈重量百分含量為14％的硫氰酸鈉水溶液(硫氰酸鈉水溶液的硫氰酸鈉重量百分含量為50％)，通過噴絲孔把該溶液擠入12℃的10％硫氰酸鈉水溶液凝固成原絲，再經(jīng)第二凝固浴進(jìn)行預(yù)拉伸，凝固浴為3％硫氰酸鈉水溶液，浴溫為50℃。再經(jīng)蒸汽拉伸，拉伸溫度為100℃，隨后水洗、上油、干燥。干燥的纖維在85℃進(jìn)行卷曲，后在125℃溫度熱定型，再次上油，在120℃干燥得到含有卟吩鐵的腈綸纖維。該纖維的氨氣消除率81％，硫化氫的消除率在90％以上。
實(shí)施例5用四羥基酞菁鐵0.8克分散在1000克纖維素重量百分含量為17％的甲基嗎啉氧化物水溶液中(其中甲基嗎啉氧化物和水重量比為12.51)，通過噴絲孔把該溶液擠出經(jīng)過在一小段空氣層中的拉伸，進(jìn)入15的一浴水中凝固成絲，再進(jìn)二浴洗滌，上油，干燥得到含四羥基酞菁鐵的Tencel纖維。該纖維氨氣消除率38％，硫化氫的消除率57％。
實(shí)施例6用市售卟啉鐵5克分散在1000克聚丙烯腈重量百分含量為15％的硫氰酸鈉水溶液中(硫氰酸鈉水溶液的硫氰酸鈉重量百分含量為50％)，靜止脫泡，通過噴絲孔把該溶液擠入9℃的11％硫氰酸鈉水溶液凝固成原絲，再經(jīng)第二凝固浴進(jìn)行預(yù)拉伸，凝固浴為3％硫氰酸鈉水溶液，浴溫為48℃。再經(jīng)蒸汽拉伸，拉伸溫度為100℃，隨后水洗、上油、干燥。干燥的纖維在85℃進(jìn)行卷曲，后在135℃溫度熱定型，再次上油，在120℃干燥得到含卟啉鐵的腈綸纖維。該纖維的氨氣消除率75％，硫化氫的消除率89％，甲醛的消除率81％。
權(quán)利要求
1.一種含有有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維，其特征是含有有機(jī)金屬催化劑和高分子化合物的化學(xué)纖維，有機(jī)金屬催化劑和高分子化合物的重量比是(0.5～8)∶(92～99.5)的化學(xué)纖維，所述的高分子化合物為腈綸、維綸或纖維素纖維；所述的有機(jī)金屬催化劑選自如下的鐵、鈷或錳的有機(jī)化合物a)酞菁鐵、鈷或錳、或它們的其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)纖維的制備方法，其特征是將選自鐵、鈷、錳的有機(jī)化合物的有機(jī)金屬催化劑均勻地溶解或分散在含有高分子化合物的紡絲漿液中，有機(jī)金屬催化劑和漿液中高分子化合物的重量比是(0.5～8)∶(92～99.5)，通過常規(guī)的濕法紡絲技術(shù)紡絲得到的纖維；所述的紡絲用高分子化合物和有機(jī)金屬催化劑如權(quán)利要求1所述。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)纖維的制備方法，其特征是采用常規(guī)的腈綸、維綸或是纖維素纖維的紡絲設(shè)備和工藝進(jìn)行紡絲、牽伸得到含有機(jī)金屬催化劑的腈綸、維綸或是Tencel纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)纖維的用途，其特征是制備消臭或除臭的紡織品。
全文摘要
本發(fā)明是一種含有機(jī)金屬催化劑的化學(xué)纖維、制造方法和用途。含有機(jī)金屬催化劑的纖維。有機(jī)金屬催化劑和高分子化合物的重量比是(0.5～8)∶(92～99.5)，所述的高分子化合物為腈綸、維綸或是纖維素纖維；所述的有機(jī)金屬催化劑選自如下的鐵、鈷或錳的有機(jī)化合物a)酞菁鐵、鈷或錳、或它們的其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩鐵、鈷或錳、或它們的水溶性或水分散性衍生物。把有機(jī)金屬催化劑溶解或分散在紡絲漿液中，通過常規(guī)的濕法紡絲技術(shù)紡絲得到纖維。該纖維具有消臭或除臭的功能?？梢灾苽湎艋虺舻募徔椘贰?br> 文檔編號D01F6/04GK1746342SQ20051002996
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者陳大俊, 章倩, 章悅庭 申請人:東華大學(xué)