一种用于制备防化服的防静电的纤维制备的工艺
技术领域
本发明涉及防化技术领域，尤其涉及一种用于制备防化服的防静电的纤维制备的工艺。
背景技术
防化服是为保护自身免遭化学危险品或腐蚀性物质的侵害而设计的防护服装，用以抵御或者降低来自有毒蒸气、气体、微粒、化学飞溅、沉浸或接触有毒材料等带来的伤害，目前市场上广泛使用的防化服，根据材质的不同，可主要分为三类，一是橡胶类防化服，采用天然橡胶或者改性橡胶材料，机械强度高，有弹性，可修补，但是其防化能力有限且成本也比较高，第二类是复合材料类防化服，采用多种高分子材料复合而成，可以实现较宽范围的防护，此类防化服成本低，防化能力强，性价比高，耐候性好，但其无弹性，且不可修补，使用次数有限，三是塑料材料类防化服，常见有PVC防化服和PE防化服，此类防化服成本较低，机械强度高，但材质较硬，不方便检测者活动。
现有的防化服所用的外层材料存在重量重，操作时负荷大；物理机械性能较差，在执行战术技术动作时易出现磨损、撕破等现象；另外不具有防水拒油功能，也不防静电功能，这样不能满足作战环境的需求。内层材料：炭层牢固度较差，不耐水洗，穿着周期短；材料透气透湿性差，影响服装的穿着时限；防护剂量小，特别是对大液滴毒剂的防护时间短，不具备生物病毒防护性能。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的制备防化服的防静电的纤维非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的防化服所用的外层材料存在重量重，操作时负荷大，其物理机械性能较差，在执行战术技术动作时易出现磨损、撕破等现象，另外不具有防水功能，也不防静电功能，满足不了作战环境的需求的缺陷，提供了一种用于制备防化服的防静电的纤维制备的工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种用于制备防化服的防静电的纤维制备的工艺，其特征在于具体制备步骤为：
(1)将麦饭石和水滑石混合研磨粉碎，得到研磨粉末，再将研磨粉末放在烘箱中干燥，得到干燥粉末，继续在带有冷凝管、温度计、搅拌器和微量进样装置的四口烧瓶中预先通氮气，将干燥粉末、去离子水和无水乙醇混合倒入四口烧瓶中搅拌，在搅拌过程中滴加2～3滴质量分数为15％的氨水，保温，得到预处理干燥粉末；
(2)将橄榄和去离子水混合后置于超声波振荡器中超声提取，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏，得到自制植物提取液；
(3)将预处理干燥粉末和自制植物提取液混合搅拌反应，得到反应产物，用无水乙醇洗涤反应产物，使得上层清液呈中性，收集下层固体沉淀物，最后将下层固体沉淀物置于烘箱中干燥，冷却出料，得到改性干燥粉末；
(4)按重量份数计，称取45～50份锦纶切片、12～16份改性干燥粉末和3～6份无水乙醇混合置于搅拌机中搅拌，得到混合浆料，再将混合浆料倒入双螺杆挤出机中挤出造粒，收集颗粒，继续将颗粒放入纺丝机中纺丝，得到纺丝坯体，最后将纺丝坯体放入牵引机中，在牵引倍数为3.5～4.0倍牵引，冷却出料，即得制备防化服的防静电的纤维。
步骤(1)所述的麦饭石和水滑石的质量比为1∶3，研磨粉碎时间为21～25min，干燥温度为60～65℃，干燥时间为15～18min，干燥粉末、去离子水和无水乙醇的质量比为6∶3∶1，搅拌温度为75～80℃，搅拌时间为27～32min，保温时间为10～12min。
步骤(2)所述的橄榄和去离子水的质量比为1∶3，超声提取温度为75～81℃，超声提取频率为23～27kHz，超声提取时间为27～32min，减压蒸馏时间为15～18min。
步骤(3)所述的预处理干燥粉末和自制植物提取液的质量比为3∶1，搅拌反应时间为2～3h，洗涤次数为3～5次，干燥温度为65～70℃，干燥时间为2～4h。
步骤(4)所述的搅拌转速为150～160r/min，搅拌时间为1～2h，造粒温度为480～520℃，造粒压力为3～5MPa，纺丝温度为270～300℃，纺丝速度为760～800m/min，纺丝时间为3～4h，牵伸速度为560～600m/min，牵引时间为1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以锦纶切片为原料，麦饭石和水滑石作为改性剂，并辅以无水乙醇等制备得到制备防化服的防静电的纤维，首先将麦饭石和水滑石研磨粉碎得到研磨粉末，再利用自制植物提取液对研磨粉末进行表面化学改性，并在研磨粉末主链上引入强极性的侧基，增强了研磨粉末与原料的相容性，同时改善了研磨粉末和原料的亲和性，在自制植物提取液的极性作用下，促使研磨粉末有效地填充在体系中，降低体系的气孔率，使体系间层的结构更加致密，从而提高制备防化服的防静电的纤维的耐磨性，又由于化学键较分子间作用力是更强的结合力，不容易受摩擦等因素影响造成研磨粉末脱落，其中研磨粉末含有导电的金属离子，能够把体系表面的静电带走，达到驱除静电的效果，有利于制备防化服的防静电的纤维的防静电性得到提高，具有广泛的应用情景。
具体实施方式
按质量比为1∶3将麦饭石和水滑石混合研磨粉碎21～25min，得到研磨粉末，再将研磨粉末放在烘箱中，在温度为60～65℃的条件下干燥15～18min，得到干燥粉末，继续在带有冷凝管、温度计、搅拌器和微量进样装置的四口烧瓶中预先通氮气，将干燥粉末、去离子水和无水乙醇按质量比为6∶3∶1混合倒入四口烧瓶中，并在温度为75～80℃的条件下搅拌27～32min，在搅拌过程中滴加2～3滴质量分数为15％的氨水，保温10～12min，得到预处理干燥粉末；按质量比为1：3将橄榄和去离子水混合后置于超声波振荡器中，在温度为75～81℃、频率为23～27kHz的条件下超声提取27～32min，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏15～18min，得到自制植物提取液；按质量比为3∶1将预处理干燥粉末和自制植物提取液混合搅拌反应2～3h，得到反应产物，用无水乙醇洗涤反应产物3～5次，使得上层清液呈中性，收集下层固体沉淀物，最后将下层固体沉淀物置于烘箱中，在温度为65～70℃的条件下干燥2～4h，冷却出料，得到改性干燥粉末；按重量份数计，称取45～50份锦纶切片、12～16份改性干燥粉末和3～6份无水乙醇混合置于搅拌机中，在转速为150～160r/min的条件下搅拌1～2h，得到混合浆料，再将混合浆料倒入双螺杆挤出机中，在温度为480～520℃、压力为3～5MPa的条件下挤出造粒，收集颗粒，继续将颗粒放入纺丝机中，在温度为270～300℃、纺丝速度为760～800m/min的条件下纺丝3～4h，得到纺丝坯体，最后将纺丝坯体放入牵引机中，在牵引倍数为3.5～4.0倍、牵伸速度为560～600m/min的条件下牵引1～2h，冷却出料，即得制备防化服的防静电的纤维。
实例1
按质量比为1∶3将麦饭石和水滑石混合研磨粉碎21min，得到研磨粉末，再将研磨粉末放在烘箱中，在温度为60℃的条件下干燥15min，得到干燥粉末，继续在带有冷凝管、温度计、搅拌器和微量进样装置的四口烧瓶中预先通氮气，将干燥粉末、去离子水和无水乙醇按质量比为6∶3∶1混合倒入四口烧瓶中，并在温度为75℃的条件下搅拌27min，在搅拌过程中滴加2滴质量分数为15％的氨水，保温10min，得到预处理干燥粉末；按质量比为1∶3将橄榄和去离子水混合后置于超声波振荡器中，在温度为75℃、频率为23kHz的条件下超声提取27min，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏15min，得到自制植物提取液；按质量比为3∶1将预处理干燥粉末和自制植物提取液混合搅拌反应2h，得到反应产物，用无水乙醇洗涤反应产物3次，使得上层清液呈中性，收集下层固体沉淀物，最后将下层固体沉淀物置于烘箱中，在温度为65℃的条件下干燥2h，冷却出料，得到改性干燥粉末；按重量份数计，称取45份锦纶切片、12份改性干燥粉末和3份无水乙醇混合置于搅拌机中，在转速为150r/min的条件下搅拌1h，得到混合浆料，再将混合浆料倒入双螺杆挤出机中，在温度为480℃、压力为3MPa的条件下挤出造粒，收集颗粒，继续将颗粒放入纺丝机中，在温度为270℃、纺丝速度为760m/min的条件下纺丝3h，得到纺丝坯体，最后将纺丝坯体放入牵引机中，在牵引倍数为3.5倍、牵伸速度为560m/min的条件下牵引1h，冷却出料，即得制备防化服的防静电的纤维。
实例2
按质量比为1∶3将麦饭石和水滑石混合研磨粉碎23min，得到研磨粉末，再将研磨粉末放在烘箱中，在温度为62℃的条件下干燥17min，得到干燥粉末，继续在带有冷凝管、温度计、搅拌器和微量进样装置的四口烧瓶中预先通氮气，将干燥粉末、去离子水和无水乙醇按质量比为6∶3∶1混合倒入四口烧瓶中，并在温度为77℃的条件下搅拌28min，在搅拌过程中滴加2滴质量分数为15％的氨水，保温11min，得到预处理干燥粉末；按质量比为1∶3将橄榄和去离子水混合后置于超声波振荡器中，在温度为77℃、频率为25kHz的条件下超声提取30min，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏16min，得到自制植物提取液；按质量比为3∶1将预处理干燥粉末和自制植物提取液混合搅拌反应2.5h，得到反应产物，用无水乙醇洗涤反应产物4次，使得上层清液呈中性，收集下层固体沉淀物，最后将下层固体沉淀物置于烘箱中，在温度为68℃的条件下干燥3h，冷却出料，得到改性干燥粉末；按重量份数计，称取48份锦纶切片、14份改性干燥粉末和5份无水乙醇混合置于搅拌机中，在转速为155r/min的条件下搅拌1.5h，得到混合浆料，再将混合浆料倒入双螺杆挤出机中，在温度为500℃、压力为4MPa的条件下挤出造粒，收集颗粒，继续将颗粒放入纺丝机中，在温度为280℃、纺丝速度为770m/min的条件下纺丝3.5h，得到纺丝坯体，最后将纺丝坯体放入牵引机中，在牵引倍数为3.8倍、牵伸速度为580m/min的条件下牵引1.5h，冷却出料，即得制备防化服的防静电的纤维。
实例3
按质量比为1∶3将麦饭石和水滑石混合研磨粉碎25min，得到研磨粉末，再将研磨粉末放在烘箱中，在温度为65℃的条件下干燥18min，得到干燥粉末，继续在带有冷凝管、温度计、搅拌器和微量进样装置的四口烧瓶中预先通氮气，将干燥粉末、去离子水和无水乙醇按质量比为6∶3∶1混合倒入四口烧瓶中，并在温度为80℃的条件下搅拌32min，在搅拌过程中滴加3滴质量分数为15％的氨水，保温12min，得到预处理干燥粉末；按质量比为1∶3将橄榄和去离子水混合后置于超声波振荡器中，在温度为81℃、频率为27kHz的条件下超声提取32min，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏18min，得到自制植物提取液；按质量比为3∶1将预处理干燥粉末和自制植物提取液混合搅拌反应3h，得到反应产物，用无水乙醇洗涤反应产物5次，使得上层清液呈中性，收集下层固体沉淀物，最后将下层固体沉淀物置于烘箱中，在温度为70℃的条件下干燥4h，冷却出料，得到改性干燥粉末；按重量份数计，称取50份锦纶切片、16份改性干燥粉末和6份无水乙醇混合置于搅拌机中，在转速为160r/min的条件下搅拌2h，得到混合浆料，再将混合浆料倒入双螺杆挤出机中，在温度为520℃、压力为5MPa的条件下挤出造粒，收集颗粒，继续将颗粒放入纺丝机中，在温度为300℃、纺丝速度为800m/min的条件下纺丝4h，得到纺丝坯体，最后将纺丝坯体放入牵引机中，在牵引倍数为4.0倍、牵伸速度为600m/min的条件下牵引2h，冷却出料，即得制备防化服的防静电的纤维。
对比例
以昆山市某公司生产的制备防化服的防静电的纤维作为对比例
对本发明制得的制备防化服的防静电的纤维和对比例中的制备防化服的防静电的纤维进行检测，检测结果如表1所示：
采用表面电阻率测试仪进行测试；
摩擦电压测试参照GB/T%2012703.5-2010进行检测；
表1涂料性能测定结果
根据表1中数据可知本发明制得的制备防化服的防静电的纤维具有稳定的高研磨效率，在使用过程中磨痕比制备防化服的防静电的纤维降低了98％，另外不会产生静电，也不会对人体健康产生危害，明显优于对比例样品，具有重要的市场价值和社会价值。
