[发明专利]一种以多元羧酸交联醋酸纤维素纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以多元羧酸交联醋酸纤维素纤维的制备方法，属于高技术纤维的制备领域。

相关背景

醋酸纤维素（cellulose acetate, CA）是由纤维素经乙酰化和部分水解后，得到的取代度为2～2.5之间的产物，可溶于浓盐酸、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺以及N,N-二甲基乙酰胺等有机溶剂中，是纤维素衍生物中应用较为广泛的一种。

醋酸纤维素纤维具有吸湿、吸附性好等特点，是一种精密的过滤材料，主要用于制作香烟过滤嘴。而且醋酸纤维素长丝是化学纤维中最酷似蚕丝，光泽优雅、染色鲜艳、染色牢度强、手感柔软滑爽、质地轻，具有优良的自然品质感穿着舒适；回潮率低、弹性好、不易起皱，具有很好的悬垂性、尺寸稳定性，无需水洗定形；其织物具有适度吸湿性、速干性、稳定的抗起球性、抗静电性，易洗涤，可耐高温熨烫和低温打褶，作为蚕丝的替代品，主要用于高档服饰的里料。醋酸纤维素纤维是优良的纺织原料，可与涤纶、锦纶、维纶以及蚕丝等复合纺织各类时装、礼服、高档运动服的面料，市场前景良好。

醋酸纤维素纤维的生产方法有干法、二步湿法以及一步湿法三种纺丝技术，但因湿法纺丝缺点较多，国内外主要醋酸纤维素纤维生产企业都通过以丙酮为溶剂的干法纺丝技术进行生产。以丙酮为溶剂进行干法纺丝制备醋酸纤维素纤维，为了提高在丙酮中的溶解性以及在纺丝过程中原液的流动性，醋酸纤维素的聚合度通常较低，一般控制在200-400，因此得到的醋酸纤维素纤维力学性能相对较差，干强仅为1.06 - 1.23 cN/dtex，极大地限制了其应用领域。 

中国专利CN102251302A公开了一种醋酸纤维素纤维的制备方法，其通过将醋酸纤维素在离子液体中溶解，形成均一稳定的纺丝原液，再将原液进行干喷湿纺，得到醋酸纤维素纤维，其拉伸断裂强度≥1.5cN/dtex。

中国专利102453970A公开了一种低醋酯化纤维素纤维及其制备方法，该专利涉及的纤维素的羟基被部分醋酸酯基取代，取代度在0.01 ~ 0.5，纤维断裂强度≥2.0cN/dtex，断裂伸长率为6% ~ 30%，线密度≤3.5dtex，该纤维具有强度好、手感顺滑、光泽柔和以及染色性能优良的特点，应用面更广。该发明以咪唑型离子液体为溶剂，以普通有机溶剂为助溶剂，进行湿法或干湿法纺丝制备低醋酯化纤维素初生纤维，通过浴内牵伸、浴外牵伸、松弛、洗涤以及干燥等工序，得到的低酯化纤维素纤维。醋酸纤维素纤维力学性能得到了一定程度的提高。

以上采用的甲基咪唑型离子溶剂，价格昂贵，并未规模化生产；干喷湿纺相对干法纺丝，流程长、生产效率低，环境污染较为严重。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种以多元羧酸交联醋酸纤维素纤维的制备方法，其特点是解决现有技术中醋酸纤维素纤维力学性能差的问题。采用多元羧酸化合物作为交联剂，由丙酮、醋酸纤维素以及添加剂混合形成均匀稳定的纺丝原液，经干法纺丝制成初生纤维，再经热处理，使多元羧酸与醋酸纤维素发生成酯交联反应，制备力学性能较好的交联醋酸纤维素纤维。该方法操作简单，多元羧酸化合物无毒性，通过化学交联作用，在苛刻使用条件下交联点稳定可靠。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述的原料分数除特殊说明外均为质量分数。

以多元羧酸交联醋酸纤维素纤维的制备方法包含以下步骤：

（1）醋酸纤维素纺丝原液的制备

将取代度为2 ~ 2.7，聚合度为200 ~ 600醋酸纤维素片21 ~ 44.5份，多元羧酸0.5 ~ 2份，添加剂0 ~ 2份以及丙酮55 ~ 75份，加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的溶解釜中，于温度为40 ~ 70℃，搅拌溶解6 ~ 12h，形成均匀稳定的纺丝原液；

（2）纺丝原液的干法纺丝

将步骤（1）中的纺丝原液注入纺丝料筒，采用加热脱泡、真空脱泡或真空加热脱泡后恒温至25 ~ 50℃；然后通过计量泵计量、过滤后由喷丝孔直径为0.08～0.3mm，于温度为25～40℃的喷丝板挤出，纺丝细流进入长度为4～8m的热甬道，其中甬道上部温度为25～40℃，甬道中部温度为40～60℃，甬道下部温度为60～80℃；脱除溶剂后，经上油、集束、卷绕等工序得到醋酸纤维素初生纤维，卷绕速度为200～400m/min，喷丝头拉伸倍率为4～10倍；丙酮溶剂的回收采用吸附法或液体吸收法，回收率在90~95%之间；

（3）初生纤维的后处理