專利名稱：含有機金屬催化劑的化學纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能纖維及其制造方法，特別是涉及一種含有機金屬催化劑的化學纖維及其制造方法。
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)的殺菌防臭作用報道有趙博(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)；薛福連(抗菌防臭纖維的開發(fā)和應用，廣西化纖通訊2003，2，46-48)；周宇鵬(有機硅表面活性劑在日化及紡織行業(yè)的應用，有機硅材料，2002，01，24-26)；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，功能高分子學報，2002，4，461-465)；楊棟梁(纖維用抗菌防臭整理劑，印染，2001，3，47-52)；蕭耀南、曾漢民(抗菌、消臭功能纖維的研究進展(2)制備，材料科學與工程，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)；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展，印染助劑，2000，5，1-5)；蔡翔、劉侃、蘇開弟(抗菌整理劑CL的合成及應用性能研究，廣西紡織科技，2000，03，2-5)；范耀、葛乃祥、毛明富等(改性織物的性能，印染，1999，05，12-14)；王建平(抗菌纖維的最新進展，產(chǎn)業(yè)用紡織品，1998，11，6-10)等。關(guān)于抗菌防臭纖維和織物的，有中國專利申請?zhí)枮?1109549.0，94112079.1，92109930.4，92108488.9，92108481.1，87100231的專利。但用所謂抗菌防臭、去臭、消臭處理的方法實際上只能防止臭味的產(chǎn)生，不能消除或去除已經(jīng)存在的臭味；只能防止細菌分解汗液中的蛋白質(zhì)而放出臭味，無法去除人體本身分泌出的異味和周圍環(huán)境中的還原性臭味。
鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物具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化合物和廢水處理中的應用研究。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(催化學報，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，化學學報，2001，8，417-420)；葉興凱(酞菁鐵催化氫醌氧化的研究，海南大學學報自然科學版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，2001，10，480-481)；戴清、張欣蕾等(“MPcTS-H2O2”體系對水中有機污染物的催化降解，化工時刊，1998，10，3-6)和路春娥戴清(負載型酞菁對水中十二烷基苯磺酸鈉的催化降解，南京化工大學學報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行了研究。日本信州大學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，(利用酞菁鐵的氧化—還原的催化活性，化學工業(yè)(日)1996，12，19-25；纖維消臭整理，纖維機械學會志(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，負載酞菁纖維素纖維的消臭性能及機理(紡織學報，2002，6，450-451)。
還未見利用鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物的氧化還原的催化能來作消除臭味的聚丙烯、聚酯或是聚酰胺纖維的論文和專利。
利用鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物的氧化還原的催化能有效地消除已經(jīng)存在的臭味。消臭的機理是鐵、鈷、錳的酞菁、卟啉及其卟吩化合物能把含氨、硫的臭味物質(zhì)氧化而失去臭味，其本身被還原成低價的化合物，而后在空氣中它又能被氧化成高價的金屬化合物，又恢復了氧化臭味物質(zhì)的作用。它具有一種能自動再生反復使用的功能，是一種高性能酶性質(zhì)的催化劑，把這種性能用在熔紡化學纖維的制造中還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含有機金屬催化劑的化學纖維及其制造方法，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，滿足生產(chǎn)和生活的需要。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之一為一種含有有機金屬催化劑的化學纖維，有機金屬催化劑與紡絲用高分子化合物的重量比為1∶10～200，所述的有機金屬催化劑選自鐵、鈷、錳的有機化合物。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的紡絲用高分子化合物為聚丙烯、聚酯或聚酰胺中的一種或幾種。
所述的鐵、鈷、錳的有機化合物為酞菁鐵、鈷、錳，卟啉鐵、鈷、錳或卟吩鐵、鈷、錳中的一種或幾種。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之二為一種如權(quán)利要求1所述的化學纖維的制造方法，包括如下步驟，(1)把有機金屬催化劑均勻地分散在紡絲用高分子化合物切片中，兩者的重量比為1∶10～200；(2)通過常規(guī)的熔融法紡絲技術(shù)紡絲得到纖維。
本發(fā)明的有益效果是消臭效果好、投資少、原纖維生產(chǎn)設(shè)備無需改動、可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。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，所得的纖維會制成的織物可用于解決紡織品的使用過程中和周圍環(huán)境的消臭、除臭。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。
實施例中所用高分子化合物均為市購商品，高分子化合物為化纖廠紡絲原料，有機金屬催化劑為市購商品或試驗室自己制備。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，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，浙江工程學院學報，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。
實施例1用市購酞菁鐵100克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，將混有酞菁鐵的聚丙烯切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞，卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。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反應前臭氣濃度，W2反應后臭氣濃度以下實施例的檢測方法相同。
實施例2用卟啉錳15克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，混有酞菁鐵的聚酰胺切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞。卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。該纖維的氨氣消除率65％，硫化氫的消除率在84％以上。
實施例3用四羧基酞菁鈷鈉鹽27克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，混有酞菁鐵的聚丙烯切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞。卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。該纖維的氨氣消除率73％，硫化氫的消除率在90％以上。
實施例4用市售卟吩錳60克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，混有酞菁鐵的聚丙烯切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞。卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。該纖維的氨氣消除率81％，硫化氫的消除率在90％以上。
實施例5用四羥基酞菁鐵5克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，混有酞菁鐵的聚酯切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞。卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。該纖維氨氣消除率38％，硫化氫的消除率57％。
實施例6用市售卟啉鐵28克均勻分散在1000克聚丙烯切片中，混有酞菁鐵的聚丙烯切片經(jīng)螺桿擠出機熔融推經(jīng)紡絲紡絲組件中的過濾裝置和分配板等，最后經(jīng)噴絲孔擠出到冷卻風道，冷卻成型，卷繞。卷繞的纖維再經(jīng)拉伸，定型。得含酞菁鐵的聚丙烯纖維。該纖維的氨氣消除率75％，硫化氫的消除率89％。
權(quán)利要求
1.一種含有有機金屬催化劑的化學纖維，有機金屬催化劑與紡絲用高分子化合物的重量比為1∶10～200，所述的有機金屬催化劑選自鐵、鈷、錳的有機化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學纖維，其特征在于所述的紡絲用高分子化合物為聚丙烯、聚酯或聚酰胺中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學纖維，其特征在于所述的鐵、鈷、錳的有機化合物為酞菁鐵、鈷、錳，卟啉鐵、鈷、錳或卟吩鐵、鈷、錳中的一種或幾種。
4.一種如權(quán)利要求1所述的化學纖維的制造方法，其特征在于包括如下步驟，(1)把有機金屬催化劑均勻地分散在紡絲用高分子化合物切片中，兩者的重量比為1∶10～200；(2)通過常規(guī)的熔融法紡絲技術(shù)紡絲得到纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有有機金屬催化劑的化學纖維，有機金屬催化劑與紡絲用高分子化合物的重量比為1∶10～200，所述的有機金屬催化劑選自鐵、鈷、錳的有機化合物；此纖維的制造方法，包括如下步驟，(1)把有機金屬催化劑均勻地分散在紡絲用高分子化合物切片中，兩者的重量比為1∶10～200；(2)通過常規(guī)的熔融法紡絲技術(shù)紡絲得到纖維。有益效果是消臭效果好、投資少、原纖維生產(chǎn)設(shè)備無需改動、可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號D01F6/04GK1763273SQ200510030020
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者王依民, 章悅庭, 徐盈佳 申請人:東華大學