本發明涉及纖維領域，具體為一種功能性聚酰亞胺紗線及其制備方法。

背景技術：

1、隨著功能性紡織品市場需求的持續增長，傳統單一纖維材料已難以滿足多元化應用場景的需求，聚酰亞胺纖維作為高性能特種纖維，具備優異的耐高溫、耐化學腐蝕、高強度和高模量等特性，廣泛應用于航空航天、高溫過濾材料等領域；而牦牛絨作為天然特種動物纖維，具有細度細、手感柔軟、保暖性佳、吸濕性強等特點，是高端保暖紡織品的優質原料；同時，將牦牛絨脫色，可實現顏色需求，豐富混紡紗線色彩，將兩者進行混紡，可以實現耐高溫防護與天然親膚性能的有機結合。

2、然而，聚酰亞胺纖維與牦牛絨均不具備良好的抗菌性能，不抗菌的紡織品容易成為細菌、真菌等微生物滋生的溫床，在溫暖潮濕的環境下，這些微生物會大量繁殖，分解汗液和皮脂，產生難聞的異味，且長期使用不抗菌的紡織品，尤其是與皮膚直接接觸的衣物，可能導致皮膚感染或過敏，細菌的過度繁殖可能破壞皮膚表面的微生態平衡，引發皮炎、瘙癢等皮膚問題，因此，本技術介紹了一種具有抗菌能力的功能性聚酰亞胺紗線及其制備方法。?

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種功能性聚酰亞胺紗線及其制備方法，以解決現有技術中存在的問題。

2、一種功能性聚酰亞胺紗線的制備方法，所述功能性聚酰亞胺紗線是將改性聚酰亞胺纖維與改性牦牛絨利用醋酸鋅溶液表面處理，再混紡，制得；

3、所述改性牦牛絨是將牦牛絨表面處理后依次與2-(二苯基膦基)乙胺、2-溴-1-[3,5-二(叔丁基)-4-羥基苯基]乙酮、4-(2-氨乙基)吡啶反應，制得；

4、所述改性聚酰亞胺纖維是將端氨基含氫硅油先與1-(3-烯丙基-2,4-二羥基苯基)乙酮反應，再與4,4'-氧二苯胺和4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐反應，紡絲，最后與4-吡啶甲磺酰氯反應，制得；

5、所述端氨基含氫硅油是由七甲基環四硅氧烷、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷反應制得。

6、作為優化，所述功能性聚酰亞胺紗線的制備方法主要包括以下制備步驟：

7、（1）將預改性聚酰亞胺纖維、乙醚、三乙胺按質量比1:9~11：0.1~0.2混合，在0~4℃，200~300r/min下攪拌9~11min，在10~12min內勻速加入預改性聚酰亞胺纖維質量0.14~0.16倍的4-吡啶甲磺酰氯，升溫至室溫，繼續攪拌1.8~2.2h，過濾，用乙醇洗滌4~6次，在-10~0℃下真空干燥24~26h，制得改性聚酰亞胺纖維；

8、（2）將預改性牦牛絨、4-(2-氨乙基)吡啶、4a型分子篩和甲苯按質量比1:0.14~0.16:0.3~0.32:14~16，在200~300r/min，158~162℃下攪拌23~25h，冷卻至室溫，過濾，除去分子篩，用乙醇洗滌3~5次，在-10~0℃下真空干燥24~26h，制得改性牦牛絨；

9、（3）將改性聚酰亞胺纖維與改性牦牛絨在0.1mol/l的醋酸鋅溶液中浸泡18~22min，在50~60℃下干燥10~12h，將改性聚酰亞胺纖維與改性牦牛絨按質量比3.8~4.2:1混紡，制得功能性聚酰亞胺紗線。

10、作為優化，步驟（1）所述預改性聚酰亞胺纖維是將4,4'-氧二苯胺、n,n-二甲基乙酰胺和改性聚硅氧烷按質量比1:14~16:2.4~2.6混合，在200~300r/min下攪拌12~14min，在9~11min內勻速加入4,4'-氧二苯胺和改性聚硅氧烷總氨基摩爾量0.53~0.55倍的4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐，繼續攪拌12~12.5h，制得聚酰亞胺紡絲液；將聚酰亞胺紡絲液倒入紡絲裝置的料斗中，進行濕法紡絲，凝固浴是體積分數為28%~32%的n,n-二甲基乙酰胺水溶液，噴絲板規格為50孔×80μm，凝固浴溫度為24~26℃，再用去離子水洗滌3~4次，在78~82℃下干燥8~9h，制得聚酰亞胺絲前驅體；將聚酰亞胺絲前驅體依次在98~102℃、195~205℃、290~310℃下各靜置55~65min，再在315~325℃下牽伸至2~3倍，制得預改性聚酰亞胺纖維。

11、作為優化，所述改性聚硅氧烷是將氯鉑酸與異丙醇按質量比1:108~112混合均勻，制得氯鉑酸溶液；將端氨基含氫硅油、1-(3-烯丙基-2,4-二羥基苯基)乙酮、氯鉑酸溶液和二甲基亞砜按質量比3~4:1：0.03~0.05：22~24混合，在64~66℃，200~300r/min下攪拌12~13h，在110~120℃下真空干燥4~5h，制得。

12、作為優化，所述端氨基含氫硅油是將七甲基環四硅氧烷、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷按摩爾比1:1混合，用0.1mol/l硫酸溶液將ph調至3~4,在27~29℃，200~300r/min下攪拌5~6h，用0.1mol/l氫氧化鈉溶液將ph調至6~8，過濾，用去離子水洗滌3~5次，在-10~0℃下真空干燥24~26h，制得。

13、作為優化，步驟（2）所述預改性牦牛絨是將前處理牦牛絨、丙酮和安息香二甲醚按質量比1：6~8：0.2~0.22混合，在200~300r/min，38~42℃，氮氣保護下攪拌5~7min，在5~7min內勻速加入前處理牦牛絨質量0.14~0.16倍的2-溴-1-[3,5-二(叔丁基)-4-羥基苯基]乙酮，繼續攪拌6~7h，過濾，用乙醇洗滌4~6次，在50~60℃下干燥14~16h，制得預改性牦牛絨。

14、作為優化，其特征在于，所述前處理牦牛絨是利用質量分數為30%的雙氧水、滲透劑jfc、偏硅酸鈉和去離子水配置表面處理液，使得滲透劑jfc的濃度為0.9~1.1g/l，30%的雙氧水的濃度為39~41ml/l，偏硅酸鈉3.4~3.6g/l，將牦牛絨浸沒在表面處理液中，在48~52℃下靜置38~42min，取出，用去離子水洗滌7~9次，在50~60℃下干燥14~16h，制得雙氧水預處理羊毛織物；將2-(二苯基膦基)乙胺、丙酮按質量比1：9~11，混合均勻，制得2-(二苯基膦基)乙胺溶液；將雙氧水預處理羊毛織物浸沒在2-(二苯基膦基)乙胺溶液中，在58~62℃下靜置16~18min，取出，用去離子水洗滌5~7次，在50~60℃下干燥14~16h，制得。

15、作為優化，所述牦牛絨是先將成年牦牛原絨去除草屑、沙土等雜質，再選取細度15~25μm，長度23~34mm的牦牛原絨，再脫色，清洗，干燥，制得。

16、作為優化，步驟（3）所述混紡的具體工藝為：使用小樣開松機開松2~3次；再使用精梳聯合機梳毛，具體參數為：錫林轉速：318~322r/min，道夫轉速：30~34r/min，隔距設置：刺輥-錫林0.25mm，錫林-蓋板0.2~0.3mm，輸出定量：18~20g/m，質量控制：梳棉條重量不勻率≤1.2%，棉結雜質粒數≤20粒/g；使用數字式小樣并條機，進行并條操作，具體參數為：35~40倍，后區牽伸倍數1.15~1.20，并條次數：4~6次；利用數字式小樣粗紗機制紗，具體參數為：總牽伸倍數：5~10倍，后區牽伸倍數1.15~1.50，前區牽伸倍數1.00~1.25，錠速：200~220r/min；再使用多功能細紗小樣機，具體參數為：總牽伸倍數：35~45倍，前區牽伸倍數30~40，混合紗支：18.5tex，捻度：58~75捻/10cm（z捻）錠速：5000~6500r/min，在線檢測：實時監測紗線條干cv值≤13.5%，粗細節疵點≤15個/km；最后使用倍捻機加捻，捻度追加15~20捻/10cm。

17、與現有技術相比，本發明所達到的有益效果是：

18、將端氨基含氫硅油先與1-(3-烯丙基-2,4-二羥基苯基)乙酮反應，再與4,4'-氧二苯胺和4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐反應，紡絲，最后與4-吡啶甲磺酰氯反應，制得改性聚酰亞胺纖維；將牦牛絨表面處理后依次與2-(二苯基膦基)乙胺、2-溴-1-[3,5-二(叔丁基)-4-羥基苯基]乙酮、4-(2-氨乙基)吡啶反應，制得改性牦牛絨；將改性聚酰亞胺纖維與改性牦牛絨利用醋酸鋅溶液表面處理，再混紡，制得功能性聚酰亞胺紗線。

19、首先，將端氨基含氫硅油先與1-(3-烯丙基-2,4-二羥基苯基)乙酮反應，再與4,4'-氧二苯胺和4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐反應，紡絲，最后與4-吡啶甲磺酰氯反應，制得改性聚酰亞胺纖維；將端氨基含氫硅油引入聚酰亞胺纖維中，由于有機硅的引入，使得材料中存在具有高鍵能和旋轉自由性較大的硅氧鍵，可以在保持聚酰亞胺較高熱穩定性的同時，提高聚酰亞胺的柔韌性；再與1-(3-烯丙基-2,4-二羥基苯基)乙酮反應，在聚酰亞胺上引入臨羥基苯乙酮結構，其羥基與羰基的氧原子之間可以形成分子內氫鍵，構成一個螯合環結構，可以吸收紫外線，將紫外光轉化為無害的熱能釋放，從而達到耐老化效果；最后與4-吡啶甲磺酰氯反應，引入吡啶基團，方便與后續步驟中引入的鋅離子絡合。

20、其次，將牦牛絨表面處理后依次與2-(二苯基膦基)乙胺、2-溴-1-[3,5-二(叔丁基)-4-羥基苯基]乙酮、4-(2-氨乙基)吡啶反應，制得改性牦牛絨；將牦牛絨表面處理后依次與2-(二苯基膦基)乙胺、2-溴-1-[3,5-二(叔丁基)-4-羥基苯基]乙酮反應，既引入了受阻酚結構，又形成了季鏻鹽；受阻酚結構中的羥基可以通過空間位阻效應降低氫原子解離難度，使氫原子更容易脫離分子結構并與自由基結合，從而終止氧化反應鏈，減少高溫下分子結構變形風險，達到耐老化效果；季鏻鹽可以通過靜電力吸附病原微生物，破壞膜完整性，使得胞內物質流失，導致細菌死亡，從而達到抗菌效果。

21、最后，將改性聚酰亞胺纖維與改性牦牛絨利用醋酸鋅溶液表面處理，再混紡，制得功能性聚酰亞胺紗線；利用醋酸鋅溶液表面處理，改性聚酰亞胺纖維與功能化牦牛均含吡啶結構，可以與鋅離子絡合，鋅離子可以通過靜電作用吸附到細菌表面，與細胞膜結合后導致其電解質失衡，使細胞壁破裂，阻斷細菌的呼吸作用和營養吸收，還可以在進入細胞內部后，與酶結合導致其活性喪失，從而達到抗菌效果。