抗菌纤维赢取“高感性抗菌性”


本项目围绕抗菌功能材料及其在高感性聚酯纤维与制品中的应用,进行了抗菌功能材料制备、抗菌功能树脂原位生成、异形/细旦抗菌纤维成形及其针织品结构设计、染色后整理等系列关键技术的研究及规模化生产。

  负载金属离子杂化材料?听了这样专业的名词想必会让多数人挠头,但是提起抗菌功能性纤维,相信大家一定会有豁然开朗的感觉——“原来是抗菌纤维呀”。是的,对于负载金属离子杂化材料的设计制备正是为了更好地研发抗菌功能纤维制品。

  由东华大学、上海德福伦化纤有限公司、太仓荣文合成纤维有限公司、上海康必达科技实业有限公司共同完成的“负载金属离子杂化材料设计制备及其功能纤维与制品开发”在抗菌功能纤维研发的基础研究及成品制备领域均作出了突出贡献。

  “杂化技术是高技术纤维科学与技术支撑。无机材料的特殊功能性和有机材料的易加工特性,调控界面作用, 实现对材料功能的‘剪裁’和‘组装’”。项目第一完成人、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳介绍道。

  高感性纤维是高品质的差别化纤维,是纺织、化纤行业发展方向及经济效益的重要增长点。抗菌纺织品是最受消费者欢迎的功能性纺织品之一,尤其在日本、欧美市场的占有率很高,但国内缺乏产品标准,质量良莠不齐,影响了市场的健康发展。

  然而,高感性+抗菌性的技术瓶颈还有待突破,比如,抗菌材料设计制备,技术不可控、不可调;抗菌树脂中抗菌组分难以分散、稳定性差;纤维可纺性差,工程化、市场化推广弱;前后道技术不匹配、技术创新与集成度低。

  该项目的创新点为日后开发功能性抗菌产品提供了强有力的技术支撑。首先,项目组开发了具有可控形态微纳结构的高分散性、高热稳定性负载金属离子 抗菌功能杂化材料制备关键技术。该抗菌功能材料具有可控微纳结构,平均粒径为200nm~300nm,在高温熔融加工过程中不变色、不变性。

  其次,创立了抗菌功能纳米杂化聚酯树脂的溶胶原位聚合和可控原位氧化-还原制备关键技术。该复合树脂中纳米银和氯化银分散均匀,粒径为400nm左右,可纺性好。

  再次,攻克了高感性抗菌功能纤维细旦、异形成形加工,实现兼具功能性和舒适性抗菌聚酯纤维规模化生产。通过异形喷丝板设计、侧吹风冷却系统结构优化等纺丝关键技术的突破,成功开发了系列高感性的细旦多功能复合(包括导湿、阻燃、抗紫外线)的抗菌聚酯短纤维、长丝及抗菌涤棉复合超细纤维。

  最后,研发人员还建立了杂化材料、导湿抗菌功能纤维、针织品、功能后整理和染色加工以及制品开发的集成技术链。在此基础上,开发了冬季超柔保暖舒适性、夏季超爽凉爽舒适性为特征,兼具抗菌保健等复合功能的四大系列14类针织产品,具有高效广谱抗菌效果,且耐洗性良好。

  以生产差别化纤维 为特色的上海德福伦公司对于这样的产品自然会卯足干劲儿。在实际参与研发生产的过程中,特别是产业化应用后,从2008年至今,公司的主营业务收入和利润 实现双增长。2008年,主营业务收入增长为1.93亿元,到2012年,更是增长了3.42亿元,企业利润增长491万元,年增速达到58.0%。

  总结负载金属离子杂化材料设计制备的成功之处,用研发团队的话来说,他们是用四大技术攻克了四大瓶颈,即:开发了杂化材料设计制备技术制备两类 抗菌材料AB-AC和AB-AS,结构可控、含量可调,解决了瓶颈之一“抗菌材料缺乏设计,技术不可控不可调”;发明了杂化树脂原位聚合和原位氧化还原技 术,抗菌粒子200nm~300nm均匀与稳定分散,耐500℃以上高温,解决了瓶颈之二“抗菌树脂中抗菌组分分散性、稳定性差”;攻克了新型抗菌材料+ 纤维复合异型加工技术,使抗菌材料添加量减少2~3倍,制成率97%,可纺性好,成本降低30%,解决了瓶颈之三“纤维可纺性差,工程化、市场化推广 弱”;学科交叉与产业链整合,建立了从原料—树脂—纤维—织物—染整—产品设计一条龙开发和技术集成,拓展了应用领域,解决了瓶颈之四“前后道技术不匹配、技术创新与集成度低”。