[发明专利]纤维素共混纤维的溶剂法制备和应用

说明书

技术领域

本发明属纤维素共混纤维领域，特别是涉及纤维素共混纤维的溶剂法制备和应用。

背景技术

自然界中的所有物质中纤维素不仅储备量大，而且有巨大的恢复量。目前只有极少的纤维素被制成纤维。用于制造纤维和薄膜的纤维素量，还不及世界工业生产的纤维素产量的4％。随着人类对自然界认识的不断深入以及石油、煤、天然气等资源的日益短缺，纤维素的利用还将逐渐扩大。纤维素纤维由于原料纤维素能被生物分解或安全燃烧转化成水蒸气和二氧化碳，由废弃物引起的破坏环境问题少。因此发展纤维素纤维是十分必要的。工业化生产制得的粘胶纤维作为一种再生纤维素纤维，因其穿着舒适、对皮肤无刺激等优良服用性能而被广大消费者所青睐，但也有不尽人意的一面，例如穿着过程中容易产生褶皱、不挺括等，同时在生产过程中能耗和水消耗很大，并存在严重的“三废”问题。因此采用新型溶剂将纤维素溶解，以改善粘胶纤维一些天然缺陷、并避免环境污染就成为当务之急。而离子液体作为一种新型的纤维素溶剂，在较宽的范围内以液态存在，且具有良好的热稳定性，无毒、无挥发性，有利于环境保护和操作人员健康。可以通过选择适宜的阴、阳离子组合而改变其物理化学性质，是许多有机物、无机物和高分子材料的良溶剂。许多离子液体对纤维素的溶解度很大，有些甚至达到25％；而采用纤维素黄化法生产粘胶纤维所采用的纤维素浓度不超过10％，因此采用离子液体生产纤维素纤维可以大大提高生产效率。

制造再生纤维素纤维的半制品——浆粕的原材料来源相当广泛，从优质的针叶木和棉短绒到阔叶木、速生材、竹子以及各种草本植物(如甘蔗渣、芦苇、黄麻杆等)。同时，我国麻类作物资源丰富，品种齐全，拥有几乎世界所有的主要麻类作物。目前生产上主要栽种的麻类作物有苎麻、黄麻、红麻、亚麻、大麻和剑麻等，已实现自给有余。麻类纤维是轻纺工业重要而优质的原料，每年收获多次，有较高的生物产量和纤维产量，同时又具有较强的水土保持作用。麻材具有天然的抑菌、防霉性质。在生长过程中农药和杀虫剂使用少，平均产量非常高。将天然麻经过溶解再生后，得到的再生麻纤维的可纺性、织造性、可染性良好，手感柔软，具有吸湿性、透气性、强力高、滑挺等特点，再生麻纤维的力学性能和穿着性能与明显优于天然麻纤维。在再生麻纤维的生产过程中极大限度地保留了抑菌、防霉物质，使其架接在麻纤维大分子链上不受破坏，所以其具有抑菌、防霉性能。同时纱线具有抗静电、高吸湿性、抗紫外线辐射等作用。同时考虑到聚丙烯腈共聚物分子链上氰基的存在赋予聚丙烯腈许多优良性能，主要表现为优良的耐光性、耐气候性、耐霉性及良好的耐溶剂性、化学稳定性和热稳定性，因此开发纤维素/麻/聚丙烯腈共混纤维具有重要意义。

参考文献：

1.美国专利20030157351公开了一种纤维素在离子液体中溶解和加工的方法。

2.中国专利ZL01126469.1公开了采用高湿模量法生产粘胶纤维的方法及用途。

3.中国专利CN1596282A公开了采用离子液体溶解及加工纤维素的方法。

4.中国专利CN03129531.2溶剂法竹纤维素纤维的制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种纤维素共混纤维的溶剂法制备和应用，该方法通过以离子液体为共溶剂来制备纤维素共混纤维，大大提高生产效率，同时还克服了单独使用纤维素没有的抗菌抑菌防臭功能，还克服了单独使用麻浆纤维强度低、白度差的问题，克服了单独使用聚丙烯腈纤维舒适性不够、易产生静电的问题。而且原料来源广泛，生产工艺优化，能够根据需要综合各种原料的优点，解决了目前采用粘胶法生产纤维素共混纤维所带来的环境污染问题，满足生产需要。

本发明的一种纤维素共混纤维的溶剂法制备，包括下列步骤：

(1)将粉碎的高、低聚合度混合的纤维素、麻、聚丙烯腈粉末等与离子液体混合均匀，在25～160℃温度下溶解、脱泡1～120小时，形成总固含量为3～40％的均一稳定纺丝溶液，其中纤维素、麻、聚丙烯腈的质量混合比为5～99.5∶0～10∶0.5～95，微波辐射、施加一定的真空度等有利于浆粕的溶解；

(2)经过滤、脱泡后，采用湿法纺丝、干喷湿纺法或熔喷湿纺法进行纺丝，凝固浴固化，其中凝固浴为水或0～60％的离子液体水溶液，凝固浴温度为0～90℃，纺丝速度为5～150米/分；

(3)再经拉伸、水洗、漂白，以彻底除去纤维中的各种杂质，再经过上油、干燥等工序，得到纤维素共混纤维。