PVA納米纖維紗線的制備方法與流程

本發明涉及紡織加工技術領域，尤其是涉及一種pva納米纖維紗線的制備方法。

背景技術：

近年來,隨著人們生活水平的提高,在關注紡織品舒適性的同時對紡織服裝的功能性要求也越來越高,納米概念的紗線被不斷提出和受到重視。目前市場上所謂的納米功能紡織品大多只是采用納米功能材料對織物進行后整理而得到，或者采用納米纖維包覆長絲或短纖維紗，或在紡紗前添加納米纖維，然后進行紡紗，目前市場上還沒有純納米纖維做成的紗線。

靜電紡絲技術是通過在聚合物溶液噴出器和接收板之間施加電場從而制造納米級纖維的紡絲技術。該方法首先將聚合物溶液或熔融體帶上幾千至上萬伏靜電，使得聚合物克服表面張力形成噴射細流，細流在噴射過程中溶劑蒸發、聚合物固化,吸附在接收裝置上，形成類似非織造布狀的纖維氈。靜電紡絲適合于大多數高分子溶液,由靜電紡絲法制得的納米纖維具有較小的直徑和很大的比表面積，使纖維具有多種獨特的性能,在生物醫學、空氣過濾、防護衣服等領域都有著巨大的應用潛力。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術在純納米纖維紗線領域的空白，提供一種納米纖維紗線的制備方法，克服了純納米纖維材料難以紡紗成線，斷裂力和斷裂強度不足的問題，首次擺脫了納米纖維材料對于其他添加成分的依賴性，達到了單獨紡線的效果，制造出彈性好，不會發生脆斷的納米纖維紗線。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種納米纖維紗線的制備方法，包括下列步驟：

1)配制質量分數為8％-12％的pva溶液待用；

2)將步驟1)所得的pva溶液通過靜電紡絲技術，制備pva納米纖維膜；

3)將所得的pva納米纖維膜按照任意角度剪裁成合適的尺寸，進行加捻，牽伸至原裁剪尺寸長度方向的數倍，形成pva納米紗線。

優選的，所述pva溶液的質量分數為8％-10％。

優選的，所述納米纖維膜的纖維直徑為201nm-603nm。

優選的，所述加捻是紗條繞著自身的軸線回轉，每回轉一轉，加上一個捻回。

優選的，所述pva納米紗線包括單紗和股線，所述股線為單紗合股而成。

優選的，所述合適的尺寸為寬度5cm，長度至少25cm的納米纖維條。

所述pva溶液的制備為，將一定質量的pva溶于含有3％冰乙酸的去離子水中，室溫溶脹1h，然后90℃回流攪拌1h至溶解.配制質量分數為8％、9％、11％、12％的pva水溶液。

本發明的有益效果是：

本發明制備的pva納米纖維紗線屬于真正意義上的納米紡織品,可以提高產品的附加值。首次擺脫了納米纖維紗線對添加成分的依賴性，達到了單獨紡成紗線的目的，能夠更好地突出納米纖維產品的特性，本發明所得納米紗線彈性好，不會發生脆斷，以5cm寬，25cm長的條，經過加捻牽伸后達50cm以上。

由該紗線制成的功能性紡織品以其獨特的性能在紡織領域發揮作用，對其產品的進一步開發和應用必將具有良好的市場前景。

附圖說明

圖1-4為不同濃度pva納米纖維的掃描電鏡圖，放大倍數為10000倍，圖1-4，pva溶液的質量分數依次為8％，9％，10％，12％；

圖5為9％pva納米纖維紗線的掃描電鏡圖，放大倍數為8000倍。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

實施例1

一種納米纖維紗線的制備方法，包括下列步驟：

1)配制質量分數為8％的pva溶液待用；

2)將步驟1)所得的pva溶液通過靜電紡絲技術，制備pva納米纖維膜；所述納米纖維膜的纖維平均直徑為201nm；

3)將所得的pva納米纖維膜剪裁成寬度5cm，長度至少25cm的納米纖維條，進行加捻，所述加捻是紗條繞著自身的軸線回轉，每回轉一轉，加上一個捻回；牽伸至原裁剪尺寸長度方向的2倍，即50cm，形成pva納米紗線。

實施例2

一種納米纖維紗線的制備方法，包括下列步驟：

1)配制質量分數為12％的pva溶液待用；

2)將步驟1)所得的pva溶液通過靜電紡絲技術，制備pva納米纖維膜；所述納米纖維膜的纖維平均直徑為603nm；

3)將所得的pva納米纖維膜剪裁成寬度5cm，長度至少25cm的納米纖維條，按照任意角度剪裁成合適的尺寸，進行加捻，所述加捻是紗條繞著自身的軸線回轉，每回轉一轉，加上一個捻回；牽伸至原裁剪尺寸長度方向的3倍，即75cm，形成pva納米紗線。

實施例3

一種納米纖維紗線的制備方法，包括下列步驟：

1)配制質量分數為10％的pva溶液待用；

2)將步驟1)所得的pva溶液通過靜電紡絲技術，制備pva納米纖維膜；所述納米纖維膜的纖維平均直徑為326nm；

3)將所得的pva納米纖維膜剪裁成寬度5cm，長度至少25cm的納米纖維條，按照任意角度剪裁成合適的尺寸，進行加捻，所述加捻是紗條繞著自身的軸線回轉，每回轉一轉，加上一個捻回；牽伸至原裁剪尺寸長度方向的4倍，即100cm，合股，形成pva納米紗線。

實施例4

一種納米纖維紗線的制備方法，包括下列步驟：

1)配制質量分數為9％的pva溶液待用；

2)將步驟1)所得的pva溶液通過靜電紡絲技術，制備pva納米纖維膜；所述納米纖維膜的纖維平均直徑為300nm；

3)將所得的pva納米纖維膜剪裁成寬度5cm，長度至少25cm的納米纖維條，按照任意角度剪裁成合適的尺寸，進行加捻，所述加捻是紗條繞著自身的軸線回轉，每回轉一轉，加上一個捻回；牽伸至原裁剪尺寸長度方向的2倍，即50cm，形成pva納米紗線。

以下對本發明所得納米纖維、納米纖維紗線的性質進行掃描電鏡分析

1.納米纖維的掃描電鏡分析

1.1試驗

首先，將納米纖維制作成面積合適的樣品，標記上記號，用鑷子把導電膠粘在樣品臺上，然后將制作好樣品粘在導電膠上，然后把樣品放在真空噴金室里進行噴金導電處理后，最后把樣品放進試樣室，在sigma500型掃描電子顯微鏡下進行觀察。

1.2.結果及分析

1.2.1對不同濃度pva納米纖維sem圖片進行分析，發現質量分數為8-12％的pva溶液所得納米纖維直徑更為均勻，幾乎沒有串珠現象，具有更好的應用價值。

1.2.2如下表對不同直徑納米纖維的平均直徑和直徑標準差進行比較分析

表1納米纖維的平均直徑和直徑標準差

通過表1對pva質量份數為8％、9％、10％、12％，所得納米纖維平均直徑和直徑標準差的比較分析，表明pva質量份數為9％時，所得納米纖維的性能最優。

2.納米纖維紗線的試驗結果及分析

通過對不同濃度的pva納米纖維紗線的掃描電鏡圖片進行分析，特別是9％pva納米纖維紗線的掃描電鏡圖片進行分析，可以看到紗線內部纖維的抱合很明顯，在一定程度上增加了紗線的強力。

3紗線細度的計算

紗線粗細的指標是紗線的細度。本論文采用國際通用的定長制的線密度，公式為：

式中：l-紗線的標準長度,m；

gk-表示紗線的標準重量,g；

nt-表示紗線的線密度,tex。

根據以上的公式計算出9％pva納米纖維紗線的細度如表2所示。

表2寬5cm，長25cm的9％pva納米纖維條制備的納米纖維紗線細度

結論：表2表明：具有一定長度、寬度的9％pva納米纖維膜，能夠制備具有確定長度、細度納米紗線。

4納米纖維紗線的拉伸性能分析

4.1試驗儀器介紹

試驗儀器：南通宏大hdo21ns型電子單紗強力儀。

試驗參數設置：夾持器的距離為500mm；500毫米每分鐘的拉伸速度；用細度為34.50tex的pva紗線；細度為28tex的棉紗線，采用定速拉伸的方式；預加張力加載10cn。

4.2試驗結果及分析

本試驗采用28tex的棉紗線與質量分數為8％-12％的pva納米纖維紗線做對比。

試驗材料：pva納米纖維紗線；棉紗線。

測試得到的pva紗線和棉紗線數據如表3和表4所示。

表3pva紗線拉伸數據

表4棉紗線的拉伸數據

從表3、表4兩個表可以很清楚的觀察到pva納米纖維紗線與棉紗線的差異，pva納米纖維紗線的斷裂伸長率為10.17％，伸長為64.34mm，而棉紗線的斷裂伸長率為5.6％，伸長為28.06mm。說明了pva納米纖維紗線的彈性好，不會發生脆斷。但是，pva納米纖維紗線的強力沒有棉紗線的大，這可能與手工加捻成紗有關系，還有提升的空間，需要做進一步的實驗來驗證和提高，也是本申請人下一步需要克服的問題。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。