磁性海藻纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性海藻纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性纖維是一種對(duì)人體具有一定保健作用的功能纖維。人體具有生物磁場(chǎng)，每一個(gè)細(xì)胞都是一個(gè)微磁單元，因此外界磁場(chǎng)的變化會(huì)通過(guò)神經(jīng)、體液等系統(tǒng)影響人體的生理機(jī)能?；谶@種原理，將具有磁性的紡織纖維織造成保健織物一一如塑身保健內(nèi)衣等，來(lái)調(diào)整人體的機(jī)能，可以起到抗病保健的效果。
[0003]磁性紡織纖維的制備一般采用共混紡絲法，即將納米尺度的磁性粒子(一般粒徑小于Ιμπι)直接加入到成纖聚合物的熔體或紡絲液中；或?qū)⒋欧巯扰c聚合物混合造粒，再加入到聚合物熔體或紡絲液中，再經(jīng)熔融紡絲或溶液紡絲制得磁性纖維。目前大多數(shù)磁性纖維都用這種方法來(lái)制備，制備的磁性纖維磁性顆粒均勻植入在纖維內(nèi)部，不易脫落，耐洗滌、耐摩擦，屬于永久型磁療產(chǎn)品。
[0004]需要注意的是，磁性纖維用在保健產(chǎn)品中一般是制成直接接觸皮膚的貼身衣服使用，如內(nèi)衣、內(nèi)褲、護(hù)膝、護(hù)肘等，但是現(xiàn)有的磁性纖維大多是用合成纖維作為基質(zhì)材料，做成貼身衣服會(huì)存在舒適性的問(wèn)題。再生纖維是以天然聚合物為原料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)也與天然聚合物基本相同，其吸濕和透氣性好，穿著舒適程度要顯著高于合成纖維，適合做成貼身衣物。CN101288842B公開了一種磁性免疫吸附纖維及其制備方法，其將磁性溶膠涂覆到陶瓷纖維和有機(jī)纖維表面得到磁性纖維，但是磁性微粒在纖維表面容易發(fā)生脫落。
[0005]目前現(xiàn)有技術(shù)中，以再生纖維作為基質(zhì)材料制備磁性纖維的研究較為少見(jiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種磁性海藻纖維的制備方法，該方法制備得到的纖維具有良好的磁性、吸濕性、透氣性和抗電磁輻射性，適于保健服裝、織物，特別是保健內(nèi)衣等方面的使用。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種磁性海藻纖維的制備方法，依次包括以下步驟:
[0009]a制備表面穩(wěn)定劑為親水性負(fù)電官能團(tuán)的磁性納米粒子水分散液；
[0010]b配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3?10%的海藻酸鈉溶液；
[0011 ] c將步驟a所得磁性納米粒子水分散液加入到步驟b所得海藻酸鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璧么判约{米粒子-海藻酸鈉紡絲液；
[0012]d將步驟c所得磁性納米粒子-海藻酸鈉紡絲液經(jīng)過(guò)氯化鈣凝固浴后，得到初生纖維；
[0013]e將所述初生纖維經(jīng)過(guò)牽伸、水洗、干燥后，得磁性海藻纖維。
[0014]在上述技術(shù)方案中，在原料的選取上，海藻酸鹽纖維(簡(jiǎn)稱海藻纖維)是一種新型的再生纖維，具有優(yōu)良的吸濕透氣性及生物相容性，與其它種類的天然纖維(如棉纖維等)和再生纖維(如粘膠纖維、再生纖維素纖維等)相比，海藻纖維具有天然自阻燃性、抗靜電性和抗電磁福射的特性;磁性納米粒子在海藻纖維中能均勾分布，不會(huì)產(chǎn)生聚集等現(xiàn)象，因此，制備得到的磁性海藻纖維在保證良好的磁性的同時(shí)，拉伸強(qiáng)度不受影響；以海藻纖維為基質(zhì)制得的磁性纖維必兼具舒適性和多重功能性的特點(diǎn)，更適合保健織物的制備。
[0015]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，磁性納米粒子水分散液的制備步驟為:將一定量的磁性納米粒子粉末，加入到I?50mL去離子水中，通過(guò)超聲分散得到。
[0016]作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案，步驟a中，所述的磁性納米粒子為鐵磁性或超順磁性。
[0017]優(yōu)選的，所述磁性納米粒子為氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵中的一種或任意兩種的混合物，所述親水性負(fù)電官能團(tuán)的端基為羧基、磺酸基團(tuán)或硫酸根基團(tuán)。
[0018]優(yōu)選的，步驟c中，所述磁性納米粒子水分散液中磁性納米粒子的加入量為海藻酸鈉質(zhì)量的0.3?5%。
[0019]上述技術(shù)方案中，磁性納米粒子與海藻酸鈉間呈靜電斥力，此配比的磁性納米粒子與海藻酸鈉溶液混合防止了兩種材料的聚集，使磁性納米粒子可以均勻、穩(wěn)定分散在紡絲液中。
[0020]優(yōu)選的，步驟d凝固浴中，控制溫度為18?50°C。
[0021 ] 優(yōu)選的，步驟e中初生纖維的牽伸比為120?300%。
[0022]本發(fā)明制備方法原理如下:
[0023]表面為負(fù)電基團(tuán)的磁性納米粒子與表面同樣為負(fù)電荷的海藻酸鈉混合制備紡絲液，利用靜電斥力使磁性納米粒子均勻分散在紡絲液中，接著通過(guò)控制紡絲工藝，使磁性納米粒子和海藻酸鈉通過(guò)凝固浴后同時(shí)發(fā)生固化形成復(fù)合纖維，原來(lái)在紡絲液中均勻分散的磁性納米粒子被固定在海藻酸鈣基質(zhì)中，實(shí)現(xiàn)了磁性納米粒子在纖維中的均勻分散，從而制備出磁性海藻纖維。
[0024]本發(fā)明磁性海藻纖維中，磁性粒子分布在海藻纖維的內(nèi)部，且磁性粒子分布均勻，故磁性纖維既具有良好的穩(wěn)定性和磁性能，通過(guò)控制磁性粒子的添加量可以調(diào)節(jié)海藻纖維的磁化強(qiáng)度;通過(guò)控制磁性粒子的表面穩(wěn)定劑的類型，使磁性粒子在纖維中分布均勻、避免了磁性團(tuán)聚，且磁性粒子與海藻纖維的相互作用力強(qiáng)、磁性粒子不易溶出，故磁性纖維磁化強(qiáng)度均一、可調(diào)、穩(wěn)定性好;整個(gè)制備過(guò)程都在水相中進(jìn)行，綠色環(huán)保。
[0025]除此之外，海藻纖維的原料是海帶、褐藻等天然海洋植物的提取物，有利于解決“糧棉爭(zhēng)地”的問(wèn)題，更有利于帶動(dòng)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
[0026]本發(fā)明先在水相中制備好磁性納米粒子，再用其來(lái)制備磁性纖維，而非在纖維成形的同時(shí)生成磁性粒子，這樣更有利于對(duì)纖維磁性的改進(jìn)和調(diào)控，同時(shí)纖維本身的性質(zhì)也更容易調(diào)節(jié);通過(guò)控制所加入的磁性納米粒子的類型，可以根據(jù)需要制得具有永磁性或者超順磁性的海藻纖維;本發(fā)明的復(fù)合磁性纖維保持了海藻纖維本身的強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0028]圖1為純海藻纖維的單絲拉伸曲線圖；
[0029]圖2為本發(fā)明制備得到的磁性海藻纖維的單絲拉伸曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]實(shí)施例1:
[0032]本發(fā)明磁性海藻纖維的制備方法，具體包括以下步驟:
[0033]第一步、制備表面為磺酸基的超順磁性四氧化三鐵納米粒子，磁分離、水洗，真空干燥得到黑色粉末，取0.1g加入ImL去離子水超聲分散得到四氧化三鐵納米粒子分散液；
[0034]第二步、取26.316g海藻酸鈉粉末，用500mL去離子水溶解，加入四氧化三鐵納米粒子分散液，攪拌混合均勻，溶液中納米粒子表面的磺酸基與海藻酸鈉的羧酸基之間表現(xiàn)為靜電斥力，進(jìn)一步過(guò)濾、真空脫泡后得到紡絲液；
[0035]第三步、紡絲液通過(guò)濕法紡絲機(jī)經(jīng)過(guò)噴絲頭進(jìn)入室溫、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氯化鈣水溶液中凝固，得到初生纖維；
[0036]第四步、初生纖維經(jīng)過(guò)牽伸、水洗后干燥，上油處理，得到磁性海藻纖維。
[0037]本實(shí)施例制備得到的磁性海藻纖維的單絲拉伸曲線圖見(jiàn)圖2所示，斷裂強(qiáng)度為1.27cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為5.53 %。
[0038]為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明制備得到的磁性海藻纖維的性能，發(fā)明人進(jìn)一步測(cè)試了純海藻纖維斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率，測(cè)試結(jié)果如圖1所示，純海藻纖維的單絲拉伸曲線圖中，斷裂強(qiáng)度為1.18cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為6.87 %。
[0039]實(shí)施例2:
[0040]本發(fā)明磁性海藻纖維的制備方法，具體包括以下步驟:
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