[发明专利]一种海鞘纤维素纤维纺丝液的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素纤维纺丝液的制备方法及其产品，更确切的说是涉及到将海鞘纤维素、海鞘纳米纤维素晶体溶解于离子液体、氢氧化钠/尿素/水体系、氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)体系、或者N-甲基-吗啉-N-氧化物(NMMO)体系中的纤维素纤维纺丝液的制备方法及其产品。

背景技术

随着化石资源储量的逐渐减少，以及废弃化学纤维素纺织品带来的环境污染日益严重，开发利用天然纤维材料成为人们关注的热点之一。纤维素是地球储量最为丰富的天然可再生资源，主要由植物、被囊动物(如海鞘)通过光合作用合成。据统计，地球上每年通过生物的纤维素总量在1000亿吨作用，目前其主要应用在造纸、纺织、化学改性等领域。

海鞘是一种海洋动物，其体壁可以分泌纤维素。海鞘属尾索动物亚门、海鞘纲，据记录全世界约有海鞘2000多种，广泛分布所有海域，包括海冰覆盖的南极。我国海域已经记录的海鞘有66种，其中南海53中。东海24种，黄海21种，渤海5种。我国海鞘资源极其丰富，其中渤海的储量达8100个每立方米，而南海每平方米的海域中生活着2225个海鞘。绝大数的海鞘为固着生活，若附着在船体上会降低船速，加大燃料消耗而且会加速船体腐蚀。如果海鞘附着在海水养殖网箱上，不仅造成网箱负载过重而下沉，而且海鞘会与养殖物争夺养料、氧气和生长空间，降低养殖产业的效益。在我国只有少数海鞘的内脏用于药物提取，而对海鞘被囊中的纤维素的研究开发则鲜有报道。利用海鞘纤维素纤维进行纺丝尚未见报道。目前绝大部海鞘被随意丢弃，不仅是一种资源浪费，而且还会产生环境污染。如果能够有效地利用海鞘这一丰富资源，变废为宝，将会获得广泛的社会及经济效益。

植物纤维素中一般存在I_α和I_β两种晶型，结晶度较低，而海鞘纤维素纤维几乎完全由一种I_β晶型构成，结晶度高，使得海鞘纤维素纤维具有更加优异的力学性能、抗腐蚀性和热稳定性。本发明中选用不同的溶剂体系溶解海鞘纤维素纤维制备纺丝液，不仅可以利用海鞘资源，减少废弃海鞘对环境的污染，而且可以制备不同性能要求的纺丝液。

发明内容

本发明的目的是提供一种海鞘纤维素纺丝液的方法及产品。它具有原材料丰富，制备工艺简单、重复性好、易于大量生产等特点，并且成本较低适合工业化生产。

一种海鞘纤维素纤维纺丝液制备方法及产品，包括以下工艺步骤：

(一)海鞘纤维素/离子液体体系

取适量离子液体，在一定温度下加热至完全融化。加入适量的海鞘纤维素，强力搅拌下溶解一定时间，减压脱泡，制得纺丝液。

本发明制备海鞘纤维素/离子液体体系方法中，所用的海鞘纤维素纤维提取于真海鞘、柄海鞘、皱瘤海鞘等被囊动物。

(二)海鞘纤维素/LiCl/DMAc体系

在一定温度下真空干燥海鞘纤维素一定时间。在一定温度下将Li和DMAc干燥一定时间。配制不同浓度的LiCl/DMAC溶液，将活化后的海鞘纤维素在一定温度下溶解到溶液中制的通明液体。减压脱泡，制得纺丝液。

本发明制备海鞘纤维素/LiCl/DMAc体系中，海鞘纤维素的活化剂为乙二胺、氢氧化钠、DMAc，丙酮等。LiCl的浓度范围为6～15wt％。

(三)海鞘纤维素/氢氧化钠/尿素/水体系

1.分别配制所需浓度的氢氧化钠、尿素溶液，将两种溶液分别冷却至一定温度。将海鞘纤维素加入尿素溶液中，搅拌一定时间，加入氢氧化钠溶液，搅拌一定时间，低温离心脱泡，除去为溶解的大颗粒；

2.将配制好的氢氧化钠/尿素溶液在-12.5℃放置一定时间，加入海鞘纤维素强力搅拌，制得纺丝液。

(四)海鞘纤维素/N-甲基-吗啉-N-氧化物(NMMO)的体系

向浓度为50w/w的DMMO中加入一定量的没食子酸丙酯，80℃下浓缩至DMMO的浓度为13.5wt％。取适量海鞘纤维素加入到一定量的DMMO中，溶胀一定时间，搅拌一定时间得到透明液体，减压脱泡。

具体实施方式如下：

下面结合实施实例对本发明方案加以详细描述。下面实例不构成对本发明的限定。

实施例1

1)取5.06g的1-甲基-3-甲基咪唑氯盐(BMIMCl)固体，80℃加热至固体完全溶解；

2)强力搅拌下加入0.21g的海鞘纤维素纤维粉末；

3)加热搅拌30min得到通明液体，减压脱泡；