[发明专利]一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化纤纺丝，尤其涉及的是，一种再生NMMO(N-methylmorpholine-N-oxide，甲基氧化吗琳)纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法。

背景技术

NMMO是一种纤维素的优良溶剂，极易溶于水，易溶于乙醇、甲醇等极性有机溶剂，在热丙酮和苯中也有较高的溶解度，不溶于一般的有机溶剂。其可以和1-4个水分子结合，在室温条件下化学性质较为稳定；一般情况下，尤其是在工业应用中，NMMO以NMMO一水合物(NMMO·H₂O)或NMMO二水合物(NMMO·2H₂O)的形式应用较多，偶尔有NMMO三水合物(NMMO·3H₂O)或NMMO四水合物(NMMO·4H₂O)存在。其中，NMMO一水合物或NMMO二水合物是固态，NMMO三水合物或NMMO四水合物是液态。高温时，例如高于85℃，NMMO容易发生微量热分解，当温度大于120℃开始分解加速，并发生变色反应，高于175℃则可发生放热反应并气化分解，分解产物主要为N-甲基吗啉、吗啉和二氧化碳。

NMMO主要用作纤维生产的纺丝溶剂，用于生产高档纤维、玻璃纸和植物性食物肠衣。使用NMMO溶剂溶解纤维素具有工艺简单，对环境无污染，溶剂可回收，且溶解过程完全是物理过程的优点，因此采取NMMO为溶剂生产的人造纤维被称为“绿色纤维”。

NMMO可以与纤维素羟基形成新的氢键，使其溶解，但是由于过多氢键的存在，会导致溶液的熔点和粘度(即黏度)较高。熔点较高将会导致NMMO容易发生分解反应，从而不利于NMMO的回收再利用；粘度较高将会导致纺丝原液中所溶解的纤维素浓度较低，致使加工困难，从而影响产量。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法，能够得到熔点较低和粘度较低的再生纤维素纺丝原液。

本发明的技术方案如下：

一种再生纤维素纺丝原液的溶剂，其包括以下重量百分比的组分：非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；并且，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内。

所述的溶剂，其中，所述溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。

所述的溶剂，其中，所述非质子传递极性溶剂至少包括丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或环丁砜其中之一。

一种再生纤维素纺丝原液，其中，包括以下重量百分比的组分：原液溶质10％-18％，原液溶剂82％-90％；其中，所述原液溶质为植物纤维素粉末或浆粕，聚合度为400-1300，所述原液溶质的含水率在重量百分比6％以内；所述原液溶剂包括以下重量百分比的组分：非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；其中，所述原液溶剂的含水率在重量百分比15％以内。

所述的纺丝原液，其中，所述原液溶质为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000。

所述的纺丝原液，其中，所述原液溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。

所述的纺丝原液，其中，所述非质子传递极性溶剂至少包括丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或环丁砜其中之一。

一种再生纤维素纺丝原液的制备方法，其包括以下步骤：A1、采用重量百分比10％-70％的非质子传递极性溶剂，溶解重量百分比30％-90％的NMMO、NMMO水合物或其混合物，得到含水率在重量百分比15％以内的原液溶剂；A2、加入植物纤维素粉末或浆粕作为原液溶质，其中，原液溶质与原液溶剂的重量百分比为10％-18％∶82％-90％；所述植物纤维素的聚合度为400-1300、含水率在重量百分比6％以内；A3、搅拌、膨润10-30分钟得到糊状物；A4、在85℃-120℃下加热溶解，并以300-500转/分旋转得到均质的纺丝原液。

所述的制备方法，其中，步骤A1中，还加入重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。

所述的制备方法，其中，步骤A2中，所述植物纤维素为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000。