基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶双组分PTT复合纤维技术领域
本发明涉及一种远红外功能弹性涤纶双组分PTT复合纤维，属于纺织面料技术领
域。
背景技术
随着科学技术的发展，各种功能性纺织品不断的出现，如抗菌、抗紫外线、远红外、
阻燃等各种功能性纤维不断被开发。而远红外功能纤维是今年来一个较新的逐渐被客户认
可的一个功能性纺织材料，它具有保暖、保健、促进人体内循环和提高人体免疫力的功效。
远红外功能纤维可以用来开发各种保暖保健等功能蓄热产品、医疗产品等，如内衣、贴身保
暖服、羽绒服填充物、床罩、床单等。
在电磁波谱中，红外线位于可见光和微波之间，其波长为0.76～1000um。红外线在
电磁波谱中占据很宽的范围，可分为近、中、远三部分，波长在4～1000um的波称为远红外
波。远红外线有以下特征:光线的直进性、屈折性、反射性、穿透性。它的福射能力很强，可对
目标直接加热而不使空间的气体或其他物体升温;能被与其波长范围相一致的各种物体吸
收，产生共振效应与温热效应;能渗透到人体皮肤下，然后通过递质传导和血液循环使热量
深入到细胞组织深处。任何物体都会有红外线向外辖射。在辐射波段中，当分子中的原子或
原子团从高能量的振动状态转变到低能量的振动状态时，会产生2.5~25um的远红外福射，
如果辖射源是由分子的转动特性改变所引起的福射，则发生>25um的远红外福射。振动光谱
的能量约为转动光谱能量的100倍，因此在远红外的波长选择中，2.5~25um为高载能波，具
有较好的应用价值。
根据匹配吸收理论，当红外福射的波长和被福射物体的吸收波长相对应时，物体
分子共振吸收。也就是说远红外纤维的分子振动频率与人体组织中相同振动数的水分子共
振，水分子吸收能量又激起另一次振动，结果引起共鸣共振作用。远红外线具有一定的渗透
力，能够深入皮下组织，引起生物体中偶极子和自由电荷在电磁场作用下发生排序振动，进
而使分子、原子的无规则运动加剧，产生热反应，使皮下组织升温，进而改善微循环，加强了
细胞的再生能力，提高了免疫细胞的吞噬功能，促进生物体的代谢及生长发育。
在实际应用当中，虽然现阶段有许多远红外功能性纤维，但是由于每一种远红外
功能纳米材料只能吸收某一特定频率内的辐射，吸收波普窄不能有效转化外界辐射能量。
目前虽然有单组份的纳米远红外材料与PTT共混制得的远红外功能纤维，但是远
红外功能不稳定、纤维强度低、红外转化率和波普吸收频率窄及阻燃率差等缺点。
发明内容
本发明目的是提供一种基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶PTT纤维，该基于
生物基材料的远红外功能弹性涤纶PTT纤维具有高强度和断裂伸长性能，可以促使人体新
陈代谢旺盛，使身体健康，且海藻炭纤维含有矿物质可放出α波，让人心境宽松而具有舒适
感，海藻炭纤维面料具有保温及保健双重效果，长期穿着使人体分子磨擦产生热反应，促进
身体血液循环，具有蓄热保温的效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于生物基材料的远红外功能
弹性涤纶PTT纤维，其特征在于：所述远红外功能弹性涤纶PTT纤维由以下组分组成：
涤纶PTT颗粒100份，
PET颗粒80份，
功能纳米粉体8~10份，
钛酸酯偶联剂0.6~0.8份；
所述功能纳米粉体进一步由以下组分组成：
层状双氢氧化物（LDHs）38~42份，
海藻碳纤维18~22份，
二氧化硅9~12份，
二氧化锆9~12份，
二氧化锌18~22份；
所述层状双氢氧化物（LDHs）为将碳酸钠、氢氧化钠按照物质的量比1：16混合后室温下
研磨10min获得第一混合液，再将硝酸铝、硝酸镁、聚酰胺和亚磷酸酯按照1：3：1：0.5重量份
混合获得第二混合液，将第一混合液与第二混合液混合后再研磨1h升温至80~120℃保温
后，用蒸馏水多次洗涤、过滤至滤液电导率基本恒定，真空干燥获得纳米层状双氢氧化物
（LDHs），所述氢氧化钠与硝酸铝的摩尔比为2：1。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
作为优选，所述层状双氢氧化物（LDHs）、海藻碳纤维、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锌按
照40：20：10：10：20重量份比例混合。
作为优选，所述功能纳米粉体经过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷表面改
性处理获得改性功能纳米粉体。
作为优选，所述涤纶PTT颗粒为杜邦公司Sorona的PTT纤维颗粒。
作为优选，所述功能纳米粉体的平均粒径≤50nm。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1.本发明基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶双组分PTT复合纤维，其采用特定含
量的层状双氢氧化物（LDHs）、海藻碳纤维、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锌混合，具有高强度
和断裂伸长性能，可以促使人体新陈代谢旺盛，使身体健康，而且海藻炭纤维含有矿物质可
放出α波，让人心境宽松而具有舒适感，海藻炭纤维面料具有保温及保健双重效果，长期穿
着使人体分子磨擦产生热反应，促进身体血液循环，具有蓄热保温的效果。
2.本发明基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶双组分PTT复合纤维，其进一步
添加通过特定的组分和工艺条件形成的层状双氢氧化物（LDHs），其由碳酸钠、氢氧化钠组
成的第一混合液和由硝酸铝、硝酸镁、聚酰胺和亚磷酸酯组成的第二混合形成，既改善了弹
性涤纶PTT纤维耐磨性能，也有助于改善远红外功能弹性涤纶PTT纤维的阻燃效果。
本发明独特的采用了杜邦生物基PTT材料，具有环保、节能等的特点；
本发明使用多种组分的远红外功能纳米材料进行共混改性制的，从而具有较广的能量
吸收频谱和较高的低温远红外释放率；
本发明远红外功能纳米材料中创新的使用了层状双氢氧化物(LDHs)：AL-Mg-CO3-纳
米材料，在400摄氏度左右热分解，生成铝镁氧化物、水和二氧化碳，达到纤维阻燃效果，经
测试其极限氧指数≥30%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶PTT纤维，所述远红外功能弹
性涤纶PTT纤维由以下组分组成，如表1所示：
表1
表1中的份为重量份，上述功能纳米粉体的平均粒径≤50nm。
所述功能纳米粉体进一步由以下组分组成，如表2所示：
表2
所述层状双氢氧化物（LDHs）为将碳酸钠、氢氧化钠按照物质的量比1：16混合后室温下
研磨10min获得第一混合液，再将硝酸铝、硝酸镁、聚酰胺和亚磷酸酯按照1：3：1：0.5重量份
混合获得第二混合液，将第一混合液与第二混合液混合后再研磨1h升温至80~120℃保温
后，用蒸馏水多次洗涤、过滤至滤液电导率基本恒定，真空干燥获得纳米层状双氢氧化物
（LDHs），所述氢氧化钠与硝酸铝的摩尔比为2：1。
上述功能纳米粉体经过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷表面改性处理获得
改性功能纳米粉体。
上述涤纶PTT颗粒为杜邦公司Sorona的PTT纤维颗粒。
一种上述基于生物基材料的远红外功能弹性涤纶PTT纤维的制备方法，包括以下
步骤：
步骤一、将层状双氢氧化物38~42份、海藻碳纤维18~22份、二氧化硅9~12份、二氧化锆9
~12份和二氧化锌18~22份充分混合，并置于500度煅烧炉中加热1小时；
步骤二、将上述经过冷却后的纳米粉体通过气流粉碎机和纳米冲击研磨机充分研磨，
制成平均粒度＜50nm的功能纳米粉体；
步骤三、将上述纳米粉体中加到入过量γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶
联剂KH570）水溶液中，充分混合，搅拌一小时；
步骤四、将上述经改性的纳米粉体沉淀物，彻底烘干并再次充分研磨，获得改性功能纳
米粉体；
步骤五、将充分干燥过的涤纶PTT颗粒50份和PET颗粒40份与上述改性功能纳米粉体8~
10份充分混合，并加入钛酸酯偶联剂0.6~0.8份获得共混料；
步骤六、将上述共混料投入螺旋挤出机熔融共混挤出，造粒得到远红外母粒；
步骤七、将上述远红外母粒、涤纶PTT颗粒50份与PET颗粒40份经熔融纺丝机纺丝获得
远红外功能弹性涤纶PTT纤维。
采用实施例1~4远红外功能弹性涤纶PTT纤维获得的面料测试的技术数据如表3所
示，其中耐磨指标：织物经36000次摩擦后抗起毛起球等级；撕破强力：试样规格为81×66
根/时，纱线规格为32S/3×2S/2：
表3
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能
够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神
实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。