[發明專利]親水性共聚丙烯腈纖維的制備方法

無效

• 申請號: 200710057599.2
• 申請日: 2007-06-12
• 公開（公告）號: CN101070634A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 肖長發;楊炳超;封嚴;胡曉宇;安樹林;賈廣霞
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D01F6/38
• 分類號: D01F6/38;D06M23/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

技術領域

本發明涉及化學纖維制造技術，具體為一種親水性共聚丙烯腈纖維的制備方法，國際專利分類號擬為Int.C1?D01M?15/00(2006.01)。

背景技術

目前親水性纖維的制備方法主要有兩種：

1.親水性聚合物紡絲法：例如：美國阿爾科化學技術(ARCO)公司采用NaOH中和(中和度55％)馬來酸-異丁烯共聚物水溶液，經干法紡絲成形得到纖度為2～3旦的初生纖維，在180℃交聯處理10分鐘后得到親水性纖維的方法，其商品名為“Fibersorb(“吸附纖維”)”(Le-Khac，高聚物和吸附纖維，美國專利5026784，1991.6.25)；中國紡織科學研究院孫玉山等人研究了一種以丙烯酸、丙烯酸鈉、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥丙酯為共聚單體，經聚合引發劑引發，在水溶液中聚合得到共聚物水溶液；以所述共聚物水溶液為皮層或芯層，以聚乙烯醇水溶液為芯層或皮層，經皮—芯型復合噴絲板擠出、干法紡絲和熱交聯得到超吸水纖維的方法(孫玉山等，超吸水纖維的制造方法及其纖維，CN?1407147，2003.4.2)等。但這種方法得到的親水性纖維往往會降低纖維的機械物理性能和耐熱性能，而且吸水后纖維難以保持原有形狀。

2.對常規纖維化學改性處理方法：例如：日本Exlan公司報道了一種采用化學方法對聚丙烯腈纖維進行表面處理，使纖維表面含有粒狀高吸水樹脂層制成親水性纖維的方法(Sawanishi，Shigeru，Wakitani，Mitruru，丙烯酸吸水纖維，美國專利4562114，1985.12.31)。這種方法得到的親水性纖維一方面吸水性能不高，另一方面涂覆層很不耐水洗，在使用過程中會逐漸降低吸水率；再例如，Deo等人研究了一種以KMnO₄-HNO₃引發丙烯腈與棉纖維接枝共聚，水解后得到親水性纖維的方法(H.T.Deo，V.D.Gotmare，灰棉嫁接丙烯腈單體提高其吸水性，應用聚合物科學雜志，1999，72：887～894)，但由于共聚條件所限，聚合物中只能接枝上少量親水性單體，制約了其吸水性；又例如，林昆華等人介紹了一種能將普通市售聚丙烯腈纖維(3.33dtex，65mm)浸入含一定濃度的乙二醇溶液中，油浴加熱至一定溫度并保溫40分鐘后冷卻至室溫，取出纖維反復用蒸餾水浸泡洗至中性，離心甩干，真空干燥，可得交聯度約2.5％的金黃色纖維，再通過NAOH溶液水解、中和、干燥處理后制成親水性纖維的方法(林昆華，蔡冬梅，一種親水性纖維及用其制成的高吸水紙，化學研究與應用2000，12(3)：339～342)。但這種方法制備工藝過程比較復雜，得到的聚丙烯腈大分子交聯度較小，在充分水解后基本不能保持纖維狀，喪失了纖維的物理-機械性能，難于有效地作為纖維材料使用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種親水性共聚丙烯腈纖維的制備方法。該制備方法具有工藝相對簡單，纖維吸水倍率可控、可連續化制備，生產成本較低等特點，所得親水性共聚丙烯腈纖維在具有良好吸水性能的同時，還具有吸水后保持纖維形態、良好物理-機械性能、重復使用性好和可回收利用等特點。

本發明解決所述制備方法技術問題的技術方案是：設計一種親水性共聚丙烯腈纖維的制備方法，該制備方法包括

(1)制備共聚丙烯腈，該共聚工藝為水相沉淀聚合法，以丙烯腈、醋酸乙烯酯和潛交聯劑丙烯酸-2-羥丙酯為單體，其中，丙烯腈占單體總質量的76～85％，醋酸乙烯酯占單體總質量的9～10％，潛交聯劑丙烯酸-2-羥丙酯占單體總質量的5～15％，經占單體總質量0.2％的引發劑氯酸鈉引發，占單體總質量0.6％，pH為2±0.1的還原劑亞硫酸鈉還原，所述單體總質量為水質量的25～40％，共聚反應1～1.5h，可得到共聚丙烯腈；

(2)紡制共聚丙烯腈纖維，將所得的共聚丙烯腈干燥后，與醋酸纖維素按85～95：15～5的比例共混均勻，以N，N-二甲基乙酰胺為溶劑，配置15～25％濃度的紡絲溶液，真空脫泡1.5～2h后，經濕法紡絲，可制得共聚丙烯腈纖維；

(3)后處理工藝，所得共聚丙烯腈纖維經交聯、水解、中和、除堿以及脫水和干燥工藝處理后，即可制得所述的親水性共聚丙烯腈纖維。