[发明专利]一种再生纤维素湿法纺丝

说明书

本发明公开了一种再生纤维素湿法纺丝，采用纤维素磺酸酯路线实施的湿法纺丝技术，以纤维素磺酸酯为纺丝原液，喷入Na₂SO₄/H₂SO₄/H₂O凝固浴中，形成初生纤维；然后将纤维素初生纤维进行部分乙酰化、湿拉伸、干热拉伸、水洗、烘干、收卷得到部分乙酰化的纤维素纤维。本发明通过将以纤维素为原料的初生纤维部分乙酰化，提高纤维的热稳定性并有利于加工，关键是提高纤维素纤维干热拉伸率，增强纤维素纤维物理性能。

技术领域

本发明公开了一种再生纤维素湿法纺丝及工艺，属于高分子材料技术领域。

背景技术

纤维素作为自然界中丰富的可再生资源，具有良好的生物相容性和可降解性能。

纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖酐之间以β-（1，4）糖苷键连接而成的线性大分子，分子式为C₆H₁₀O₅)n。它由质量分数分别为44.44%、6.17%、49.39%的C、H、O三种元素组成。纤维素大分子中的每个脱水葡萄糖单元的C2、C3、C6位上含有羟基。纤维素的化学反应主要是纤维素羟基上的反应，包括：纤维素的交联、酯化、接枝共聚和醚化等化学反应。

纤维素每个葡萄糖基环上有三个羟基：一个伯羟基C6，两个仲羟基C2和C3，如果葡萄糖基环上3个羟基都被取代了，达到了最高取代度。高取代度纤维素，如醋酸纤维，由于羟基大量减少，则不易亲水，不能用于吸收人体伤口的渗出液，在医用上受到了限制。

纤维素羟基之间存在着大量分子内和分子间氢键，使纤维素分子链紧密、规整地排列，在宏观上表现出高的结晶度、密度。纤维素的内聚能，导致纤维素的熔点和黏流温度均高于热分解湿度，同时，也阻碍了纤维素分子链与外加化学试剂的有效接触，成为其难溶、难熔的材料。纤维素无法熔融的原因是过强的氢键作用导致熔点（Tｍ）高于热分解温度。纤维素在180℃逐渐发生热分解，在315℃时热裂解尤为显著，远低于纤维素Tｍ的估算值。对于无定形纤维素，在热分解温度以下，也不发生粘性流动。

纤维素完全氧化得到二氧化碳和水，选择性氧化可以得到氧化再生纤维素和羧甲基纤维素等材料，这些材料都可以应用于生物医学领域，特别是止血材料领域。

氧化再生纤维素是一种水溶性可吸收止血材料，遇水形成凝胶状，进而对出血点形成物理压迫，压迫止血；氧化再生纤维素的止血机制还包含激活血小板，形成血块，进而止血。

选择性氧化的再生纤维素和羧甲基纤维素由于直接将羟基氧化成羧基，氧化过程对纤维素结构的稳定性，造成一定影响，使之氧化产物在贮存时容易发生降解，导致材料发黄变脆，有效期减短。

综上所述，纤维素受到了化学和物理的多方面限制，限制了其更广泛的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种再生纤维素湿法纺丝。

本发明目的提供以下方案实现：一种再生纤维素湿法纺丝，将纤维素初生纤维进行部分乙酰化；工艺包括纤维素纺丝原液的制备、凝固浴、乙酰化、湿拉伸、干热拉伸、水洗、烘干、收卷。

在上述方案基础上，所述的凝固浴中凝固剂为H₂SO₄、Na₂SO₄和H₂O。

进一步的，所述的凝固浴中凝固剂硫酸与硫酸钠的浓度为：H₂SO₄ 120±10 g/L，Na₂SO₄ 315±20 g/L。

在上述方案基础上，所述的乙酰化，是指将纤维素初生纤维进行部分乙酰化，乙酰基取代部分纤维素OH–C6，后续工序包含干热拉伸。