[发明专利]纤维素共混纤维的溶剂制备法及其应用

说明书

技术领域

本发明属共混纤维领域，特别是涉及纤维素共混纤维的溶剂制备法及其应用。

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。目前只有极少量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直接溶解，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。

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，而在一定程度上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明显提高生产效率。

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)。其中，竹材作为一种纤维素来源，其生长周期短，一般3～5年即可成材砍伐，产量高，对生长环境要求低，使得成本较低。且不影响生态平衡，因此是未来极佳的纺织原料。并且竹纤维的横截面布满了不规则的空隙，是一种超中空纤维，可在瞬间吸收和蒸发水分，具有极佳的透气、透湿的毛细管效应；因此，竹纤维具有吸湿性能好、透气性强、手感柔软、织物悬垂性好、上色容易、色泽鲜艳、穿着凉爽等一系列优点。同时，竹纤维还具有抑菌性能，并且不因穿着和水洗时而降低或消失。同时考虑到聚乙烯基类高聚物及其共聚物具有一些独特的性质，通过与纤维素共混，共同溶解在共同溶剂中，使共混纤维除具有竹纤维素原有的特性外又具有一些新颖的特性，如优良的耐光性、耐气候性、良好的耐溶剂性、化学稳定性等，因此开发纤维素/聚乙烯基类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

本发明的目的是提供一种纤维素共混纤维的溶剂制备法及其应用，通过以离子液体为共溶剂来制备纤维素共混纤维，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，满足生产需求。

本发明的纤维素共混纤维的溶剂制备法，包括下列步骤：

(1)将粉碎的纤维素、聚乙烯基类高聚物，在机械搅拌下投入到离子液体中，混合均匀，在25～160℃温度下溶解1～80小时，形成总固含量为3～40％的均一稳定纺丝原液，微波辐射、施加一定的真空度等有利于浆粕的溶解，其纤维素、聚乙烯基类高聚物的质量混合比为99.5∶0.5～60∶40；

(2)经过滤、脱泡3～120小时后，采用湿法纺丝、干喷湿纺法或熔喷湿纺法进行纺丝，从喷丝孔喷出的原液细流经凝固浴固化成初生纤维素，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。

所述粉碎的纤维素是采用聚合度在400～2500，α-纤维素含量90％～100％的天然纤维素(可使用竹浆粕、木浆粕、棉浆粕、芦苇浆、甘蔗渣浆、麻杆浆等或其混合使用)经过机械粉碎，浆粕经过活化处理或不做处理。

所述聚乙烯基类高聚物为均聚物或多元共聚物(如聚丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚马来酸酐、聚乙烯醇等)，分子量为30000～300000。