[发明专利]一种溶剂法高湿模量棉纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及纺织技术领域，具体是一种溶剂法高湿模量的棉纤维及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：活化，棉浆粕加入去离子水中，调节pH值，加入纤维素酶活化，加碱调节pH值；压榨，经真空脱水压榨；预溶解，加入含有质量百分比50‑88％的N‑甲基吗啉‑N‑氧化物水溶液；溶解，进入溶解设备，经加热抽真空，脱水、溶解、匀化、脱泡；过滤；纺丝，通过喷丝板喷出，采用干湿法纺丝成型；水洗；漂白；上油；烘干。本发明的制备方法，操作简单、无工业污染产生、能耗低且安全性能高，适用于大规模工业化连续性生产的溶剂法棉纤维制造；本方法制备的棉纤维既保留了棉纤维天然的物理和化学性能，又无有害化学残留物且具有较高的湿模量。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体地说，是一种溶剂法高湿模量棉纤维及其制备方法。

背景技术

再生纤维素纤维发展形成了两大类产品，第一类是粘胶纤维，第二类是溶剂法再生纤维素纤维。粘胶纤维长期存在高能耗、高污染、工艺复杂等生产特性，使得国家不得不控制粘胶纤维的产量规模，且粘胶纤维的湿模量、干强度、湿强度较低成为它的劣势；溶剂法再生纤维素纤维的生产过程，采用N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂，整个生产过程无化学反应，生产无工业污染、能耗低、工艺简单，且溶剂法生产的纤维绿色环保，具有高湿模量、干强度、湿强度高的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶剂法高湿模量棉纤维的制备方法。所述方法操作简单、无工业污染生产、能耗低、安全性能高，适用于大规模工业化连续性生产的溶剂法棉纤维制造。本发明的另一目的在于提供一种采用上述制备方法制备而成的溶剂法高湿模量棉纤维。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种溶剂法高湿模量的棉纤维的制备方法，由下述步骤组成：

(A)活化

将聚合度300-1500的棉浆粕，加入到去离子水中，调节pH值在4-6，加入纤维素酶进行活化，再加入碱，调节pH值在9-13，终止活化，得到浆粥；

原料浆粕的聚合度对纺丝成型和纤维成品指标性能有直接关系。原料浆粕聚合度过低，浆液到纺丝难以成型拉丝，所形成的纤维强度随聚合度降低而降低，低强度纤维易发生形变。原料浆粕聚合度过高，则用N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液溶解浆粕效果差，且溶解后的浆液粘度非常高，造成流动性差，纺丝成型和纺丝状态差。优选聚合度400-800的棉浆粕。

步骤A中首先调节pH值在4-6是因为纤维素酶必须在该条件下，活性最好，使浆粕中纤维素之间的化学分子键打开，待纤维素活化完成，调节碱液至pH值9-13，为了使纤维素酶失去活性，不再继续打开纤维素之间的分子键。

(B)压榨

将步骤A得到的浆粥经过真空脱水压榨，得到压榨后的含水率为质量百分比10-60％的纤维素；粉碎后的含水纤维素大小3cm*3cm；

在压榨阶段控制纤维素的含水率及控制纤维素大小状态都是为了在下一工段制得较稳定和均匀的预溶解浆液，只有预溶解浆均匀稳定，才能形成稳定的纺丝浆液。如果含水率太高，则会造成蒸汽能耗的增加，含水纤维素大小过大，会造成预溶解浆不均匀，浆液质量不稳定，影响纺丝成型。

(C)预溶解

将步骤B压榨后的含水纤维素加入含有质量百分比50-88％N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液，得到预溶解浆；

采用质量百分比50-88％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液，不但有利于浆粕溶胀，更利于溶解的均匀和浆液的稳定。浆液质量提高，才能做出高质量的成品。如果采用50％以下N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液水溶液，会造成下工段溶解时，溶解设备负担大，超过设备设计能力，无法溶解浆液，且低浓度造成溶解时电量、蒸汽能耗的增加。88％以上浓度的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液水溶液，现国内外还没有这个技术力量可以达到。

(D)溶解