本技術(shù)涉及滌綸纖維制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種抗菌滌綸fdy絲及其制造方法。
背景技術(shù)：
1、滌綸纖維因其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性及易加工特性，在服裝、家紡、醫(yī)療防護(hù)等領(lǐng)域占據(jù)重要地位。然而，滌綸織物表面疏水性與纖維間孔隙結(jié)構(gòu)易吸附人體汗液、皮脂等有機(jī)殘留物，形成微生物滋生溫床，長(zhǎng)期使用易引發(fā)異味、過敏甚至交叉感染等問題。目前行業(yè)普遍采用浸漬、噴涂等后整理工藝對(duì)成品織物施加季銨鹽、納米銀等抗菌劑，雖能短期內(nèi)抑制菌群繁殖，但抗菌劑與纖維間僅通過物理吸附或弱化學(xué)鍵結(jié)合，在實(shí)際使用中經(jīng)多次水洗、摩擦后易脫落失效，抗菌持久性難以滿足醫(yī)療防護(hù)、運(yùn)動(dòng)服飾等高頻次使用場(chǎng)景需求。
2、為提高抗菌長(zhǎng)效性，部分研究嘗試將納米氧化鋅等無(wú)機(jī)抗菌劑直接添加至聚酯熔體進(jìn)行共混紡絲，利用纖維內(nèi)部包覆實(shí)現(xiàn)抗菌成分緩釋。但該方法存在明顯局限，氧化鋅依賴光催化作用實(shí)現(xiàn)抗菌，但其活性位點(diǎn)易被聚酯大分子鏈包裹，難以充分接觸微生物并發(fā)揮催化殺滅作用。如何突破纖維內(nèi)抗菌性能的技術(shù)瓶頸，開發(fā)兼具高效抗菌與長(zhǎng)效抗菌性的功能性滌綸纖維，已成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)與產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵突破口。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決當(dāng)前滌綸纖維抗菌效率與耐久性能的矛盾，本技術(shù)提供一種抗菌滌綸fdy絲及其制造方法，可制得兼具高效與長(zhǎng)效抗菌性能的滌綸fdy絲。
2、第一方面，本技術(shù)提供一種抗菌滌綸fdy絲的制造方法，聚酯熔體經(jīng)紡絲組件擠出、冷卻、上油、牽伸定型、主網(wǎng)絡(luò)、卷繞，制得fdy絲，聚酯熔體中通過在線添加系統(tǒng)加入有1.2～2.5wt%氧化鋅包覆納米銀，所述氧化鋅包覆納米銀中氧化鋅含量為10～20wt%。
3、本技術(shù)通過在聚酯熔體中引入氧化鋅包覆納米銀（zno@ag）復(fù)合抗菌劑，利用核殼結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)突破傳統(tǒng)抗菌劑的性能瓶頸。氧化鋅外殼對(duì)納米銀內(nèi)核形成物理隔絕與化學(xué)保護(hù)，在高溫熔融紡絲（260～290℃）過程中，氧化鋅的致密晶格結(jié)構(gòu)有效阻隔氧氣與納米銀的直接接觸，抑制銀原子的氧化失活，確保納米銀在加工后仍保持高抗菌活性。納米銀通過接觸殺菌及銀離子緩釋機(jī)制快速滅活微生物，而氧化鋅的光催化特性在光照條件下產(chǎn)生活性氧（ros），與銀離子形成雙重抗菌路徑，顯著提升抗菌效率。
4、氧化鋅殼層含量控制在10～20wt%，既能維持納米銀的高效釋放，又可預(yù)防過量氧化鋅釋放的zn2+催化聚酯分子降解，以減少紡絲斷頭率增加、滌綸絲黃變等加工不良現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)抗菌性能與加工穩(wěn)定性的平衡。
5、需要說明的是，上述1.2～2.5wt%氧化鋅包覆納米銀是指氧化鋅包覆納米銀與聚酯熔體的總質(zhì)量為100%，氧化鋅包覆納米銀的質(zhì)量占比為1.2～2.5wt%。
6、在上述任一技術(shù)方案中，所述氧化鋅包覆納米銀的粒徑為30～100nm。
7、在上述任一技術(shù)方案中，所述上油與牽伸定型工序之間設(shè)有預(yù)網(wǎng)絡(luò)工序，且預(yù)網(wǎng)絡(luò)的氣壓為0.03～0.06mpa。
8、在上述任一技術(shù)方案中，所述牽伸定型采用五輥熱輥箱，其中一輥、二輥、三輥的溫度為82～87℃，四輥、五輥溫度為120～135℃，總牽伸倍數(shù)為1.8～2.2。
9、在上述任一技術(shù)方案中，絲束在所述熱輥箱出口的張力14～18cn。
10、在紡絲過程中增設(shè)預(yù)網(wǎng)絡(luò)工序，通過高壓氣流對(duì)絲束進(jìn)行湍流擾動(dòng)，促使單絲間形成均勻分布的空氣節(jié)點(diǎn)，打破纖維集束狀態(tài)，使油劑在單絲表面形成連續(xù)潤(rùn)滑膜。油膜的均勻覆蓋可將單絲與導(dǎo)輥、網(wǎng)絡(luò)噴嘴的摩擦系數(shù)降低，減少摩擦升溫，從而抑制氧化鋅包覆納米銀的熱遷移及表面氧化，避免抗菌活性成分損失。同時(shí)，油劑的潤(rùn)滑作用補(bǔ)償了無(wú)機(jī)顆粒加入后摩擦阻力增大對(duì)紡絲的磨損，減少毛絲斷頭。需要注意的是，該預(yù)網(wǎng)絡(luò)過程應(yīng)控制在低氣壓條件（常規(guī)網(wǎng)絡(luò)混纖氣壓大于0.1mpa），以防止非預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)形成。
11、進(jìn)一步將熱輥箱出口張力控制在14～18cn，通過降低絲束與熱輥的接觸壓力，減少纖維內(nèi)部高分子鏈的取向應(yīng)力，避免因過度牽伸導(dǎo)致抗菌劑-聚酯界面產(chǎn)生微裂紋。需要說明的是，熱輥箱出口張力可通過調(diào)節(jié)熱輥箱出口處導(dǎo)絲輥與熱輥的速差來控制，速差增加，則張力提高。
12、在上述任一技術(shù)方案中，所述紡絲組件的砂杯砂配選用40～60目金屬砂60g，20～40目金屬砂40g。
13、在上述任一技術(shù)方案中，對(duì)所述氧化鋅包覆納米銀進(jìn)行表面改性：將質(zhì)量比為100:0.1～0.3的氧化鋅包覆納米銀與巰基丙酸在溶液中混合，進(jìn)行2～4h自組裝反應(yīng)。
14、在上述任一技術(shù)方案中，所述表面改性后的氧化鋅包覆納米銀與二羥基二苯甲酮的質(zhì)量比為100：5～8。
15、氧化鋅包覆納米銀在制備過程中因包覆不完全或加工應(yīng)力易出現(xiàn)局部納米銀裸露，巰基丙酸通過硫醇基與銀表面形成強(qiáng)配位鍵和共價(jià)鍵，在裸露區(qū)域形成自組裝單分子層，阻隔高溫熔體中氧氣對(duì)納米銀的氧化侵蝕，預(yù)防核殼結(jié)構(gòu)的界面破壞，減少納米銀流失。有利于延長(zhǎng)滌綸絲的抗菌時(shí)效。同時(shí)，巰基丙酸的剩余配位基團(tuán)可與氧化鋅溶出的zn2+（路易斯酸）發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成穩(wěn)定的配位復(fù)合物，減少游離鋅離子對(duì)聚酯分子鏈的催化降解作用，保障纖維良好的斷裂強(qiáng)度。為進(jìn)一步抑制氧化鋅引發(fā)的聚酯熱氧黃變，在表面改性階段引入二羥基二苯甲酮，其鄰位酚羥基與氧化鋅表面的zn2+形成螯合鍵，同時(shí)作為自由基捕捉劑，有效淬滅聚酯加工過程中產(chǎn)生的烷氧自由基和過氧自由基，阻斷熱氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。經(jīng)此雙重改性后，纖維在熔融擠出后的黃變指數(shù)（yi）下降且抗菌劑與聚酯基體的界面結(jié)合強(qiáng)度提升，且經(jīng)50次標(biāo)準(zhǔn)水洗后抗菌率仍＞95%。
16、在上述任一技術(shù)方案中，將所述表面改性后的氧化鋅包覆納米銀置于ph為4～5的溶液環(huán)境，超聲分散0.5～1h；調(diào)節(jié)ph為6～7，加入二羥基二苯甲酮，升溫至80～90℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流反應(yīng)，得到抗黃變氧化鋅包覆納米銀。
17、在上述任一技術(shù)方案中，所述fdy絲的含油率為0.7～0.9%。
18、本技術(shù)的含油率是指絲束中油劑質(zhì)量占絲條的質(zhì)量百分比，測(cè)定時(shí)按照fz/t54118-2019《高收縮滌綸牽伸絲/滌綸預(yù)取向絲混纖絲》的規(guī)定進(jìn)行。
19、第二方面，本技術(shù)提供一種抗菌滌綸fdy絲，由上述任一所述制造方法制得。
20、綜上所述，本技術(shù)具有如下有益效果：
21、本技術(shù)通過氧化鋅包覆納米銀的核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、巰基丙酸與二羥基二苯甲酮協(xié)同改性，結(jié)合預(yù)網(wǎng)絡(luò)分散與低溫牽伸工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)滌綸fdy絲高效抗菌與加工穩(wěn)定性的統(tǒng)一。復(fù)合抗菌劑中氧化鋅外殼保護(hù)納米銀免受高溫氧化，其光催化活性與鋅離子釋放協(xié)同增強(qiáng)抗菌效能，使滌綸fdy絲對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌率超過99.5%，50次標(biāo)準(zhǔn)水洗后抑菌率≥95%。巰基丙酸絡(luò)合游離鋅離子并覆蓋裸露銀顆粒，抑制聚酯熱降解，纖維斷裂強(qiáng)度≥4.0cn/dtex；二羥基二苯甲酮接枝顯著降低滌綸fdy絲的黃變指數(shù)。預(yù)網(wǎng)絡(luò)處理與熱輥低張力設(shè)置的協(xié)同作用，確保油劑均勻分布并降低摩擦熱損傷，降低紡絲斷頭率，適用于醫(yī)療防護(hù)、運(yùn)動(dòng)服飾等高附加值領(lǐng)域，兼具規(guī)模化生產(chǎn)可行性與環(huán)境安全性。