[发明专利]一种可凝胶化的复合纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种可凝胶化的复合纤维的制备方法，属于纺织纤维技术领域。通过采用壳聚糖和成纤高聚物制成纺丝液，然后经喷丝、凝固成型和后处理制得可以在一定pH、温度或压力下即可实现凝胶化的复合纤维材料。制备得到的壳聚糖/成纤高聚物复合纤维具有优良的透气性能、溶胀性能、生物降解性能等，可作为传统水凝胶的代替品，在伤口敷料，护肤品，化妆品，隔热材料，隔音材料等领域有广泛的应用。

技术领域

本发明属于纺织纤维技术领域，具体涉及一种可凝胶化的复合纤维的制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种具有抗菌性能的天然高分子材料，且品种繁多，来源广泛，具有生物降解性能和生物相容性等性能，被广泛应用于生物医学，组织工程，食品，纺织，化工等领域。其中，采用湿法纺丝法可以制备壳聚糖纤维，但是，壳聚糖纤维的力学性能不理想（干态断裂强度小于1.8cN/dtex），影响了纤维的加工和使用。所以，将其它成纤高聚物与壳聚糖进行复合，来制备复合纤维，既可以保留壳聚糖的优异性能，又可以改善纤维的力学性能。

水凝胶纤维拥有纤维或纤维状的外形，这种纤维外形增大了其比表面积与长径比，不仅改善了水凝胶纤维的溶胀性能、缓释性能、固定化能力等性质，还赋予了它许多新的用途。目前的智能水凝胶纤维都是由响应性高分子与水组成的软湿性材料，可以对外界的温度、光、pH、电磁场刺激做出响应，发生体积、长度、直径等外形的或自身吸收或缓释性能的变化，且很多水凝胶纤维都使用壳聚糖做水凝胶基体材料，但是在加工纤维的过程中，大都加入了化学交联剂，这就使得产品在降解时不完全，仍旧会对环境带来污染。如专利CN104939946A公开的一种中空水凝胶纤维的制备及构建分支血管单元的方法中，所需的中空水凝胶纤维由壳聚糖和三聚磷酸钠的交联制得，在制备纤维时用到的三聚磷酸钠交联剂，在进行热分解时会产生刺激气体和有毒气体，可能会引起眼睛、皮肤、呼吸道刺激；且该交联剂无法降解完全。专利CN101624778A公开了一种高吸水性壳聚糖纤维的生产方法，先将丁二酸酐全部溶解到乙醇内并加盐酸做成混合溶液，后将壳聚糖纤维在乙醇中浸泡再脱水；再将脱水后的壳聚糖纤维与混合溶液一同放到恒温水浴里，然后再进行脱水；最后将壳聚糖纤维放入聚山梨酯（Tween）系列表面活性剂和无水乙醇的混合溶液中浸泡，脱水晾干；但是所制得的纤维成分只有壳聚糖，其纤维力学性能有一定的不足，且工艺繁琐。

因为目前的水凝胶纤维，绝大多数在制备过程中要加入化学交联剂，力学性能不足，制备工序繁琐，成本高，且凝胶时间不可控，不能更灵活的体现水凝胶纤维的功能性，所以制备一种不添加交联剂且有较好力学性能的智能凝胶纤维仍需要探索和改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种不添加交联剂等小分子物质，有较好力学性能且在一定pH、温度或者压力下即可凝胶的复合纤维，该复合纤维具有优良的透气性能、溶胀性能、生物降解性能等，可作为传统水凝胶的代替品，在伤口敷料、护肤品、化妆品、隔热材料、隔音材料等领域有广泛的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种可凝胶化的复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）配纺丝液：将壳聚糖和成纤高聚物溶解在溶剂中，形成纺丝溶解液，经搅拌后加入含酸微胶囊，再脱泡得到纺丝液；

（2）喷丝：将步骤（1）得到的纺丝液经计量装置计量后通过喷丝板在凝固浴中形成纺丝细流；

（3）凝固成型：将步骤（2）得到的纺丝细流在凝固浴中停留一段时间，经凝固成型后形成初生纤维；

（4）后处理：将步骤（3）得到的初生纤维经牵伸装置进一步牵伸后，得到可凝胶化的复合纤维。

优选的，步骤（1）中，所述壳聚糖和成纤高聚物溶解在溶剂中，成纤高聚物的质量浓度为1~20.0%，壳聚糖的质量为成纤高聚物质量的5%~100%，含酸微胶囊的质量为成纤高聚物质量的1%~50%；壳聚糖的脱乙酰度为50%~90%。