[發明專利]一種海鞘纖維素纖維紡絲液的制備方法及其產品

無效

• 申請號: 201210543888.4
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103031608A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 樸光哲;李健榮;張青;張大為
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: D01D1/02
• 分類號: D01D1/02;D01F2/00;D01F2/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及纖維素纖維紡絲液的制備方法及其產品，更確切的說是涉及到將海鞘纖維素、海鞘納米纖維素晶體溶解于離子液體、氫氧化鈉/尿素/水體系、氯化鋰/N，N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)體系、或者N-甲基-嗎啉-N-氧化物(NMMO)體系中的纖維素纖維紡絲液的制備方法及其產品。

背景技術

隨著化石資源儲量的逐漸減少，以及廢棄化學纖維素紡織品帶來的環境污染日益嚴重，開發利用天然纖維材料成為人們關注的熱點之一。纖維素是地球儲量最為豐富的天然可再生資源，主要由植物、被囊動物(如海鞘)通過光合作用合成。據統計，地球上每年通過生物的纖維素總量在1000億噸作用，目前其主要應用在造紙、紡織、化學改性等領域。

海鞘是一種海洋動物，其體壁可以分泌纖維素。海鞘屬尾索動物亞門、海鞘綱，據記錄全世界約有海鞘2000多種，廣泛分布所有海域，包括海冰覆蓋的南極。我國海域已經記錄的海鞘有66種，其中南海53中。東海24種，黃海21種，渤海5種。我國海鞘資源極其豐富，其中渤海的儲量達8100個每立方米，而南海每平方米的海域中生活著2225個海鞘。絕大數的海鞘為固著生活，若附著在船體上會降低船速，加大燃料消耗而且會加速船體腐蝕。如果海鞘附著在海水養殖網箱上，不僅造成網箱負載過重而下沉，而且海鞘會與養殖物爭奪養料、氧氣和生長空間，降低養殖產業的效益。在我國只有少數海鞘的內臟用于藥物提取，而對海鞘被囊中的纖維素的研究開發則鮮有報道。利用海鞘纖維素纖維進行紡絲尚未見報道。目前絕大部海鞘被隨意丟棄，不僅是一種資源浪費，而且還會產生環境污染。如果能夠有效地利用海鞘這一豐富資源，變廢為寶，將會獲得廣泛的社會及經濟效益。

植物纖維素中一般存在I_α和I_β兩種晶型，結晶度較低，而海鞘纖維素纖維幾乎完全由一種I_β晶型構成，結晶度高，使得海鞘纖維素纖維具有更加優異的力學性能、抗腐蝕性和熱穩定性。本發明中選用不同的溶劑體系溶解海鞘纖維素纖維制備紡絲液，不僅可以利用海鞘資源，減少廢棄海鞘對環境的污染，而且可以制備不同性能要求的紡絲液。

發明內容

本發明的目的是提供一種海鞘纖維素紡絲液的方法及產品。它具有原材料豐富，制備工藝簡單、重復性好、易于大量生產等特點，并且成本較低適合工業化生產。

一種海鞘纖維素纖維紡絲液制備方法及產品，包括以下工藝步驟：

(一)海鞘纖維素/離子液體體系

取適量離子液體，在一定溫度下加熱至完全融化。加入適量的海鞘纖維素，強力攪拌下溶解一定時間，減壓脫泡，制得紡絲液。

本發明制備海鞘纖維素/離子液體體系方法中，所用的海鞘纖維素纖維提取于真海鞘、柄海鞘、皺瘤海鞘等被囊動物。

(二)海鞘纖維素/LiCl/DMAc體系

在一定溫度下真空干燥海鞘纖維素一定時間。在一定溫度下將Li和DMAc干燥一定時間。配制不同濃度的LiCl/DMAC溶液，將活化后的海鞘纖維素在一定溫度下溶解到溶液中制的通明液體。減壓脫泡，制得紡絲液。

本發明制備海鞘纖維素/LiCl/DMAc體系中，海鞘纖維素的活化劑為乙二胺、氫氧化鈉、DMAc，丙酮等。LiCl的濃度范圍為6～15wt％。

(三)海鞘纖維素/氫氧化鈉/尿素/水體系

1.分別配制所需濃度的氫氧化鈉、尿素溶液，將兩種溶液分別冷卻至一定溫度。將海鞘纖維素加入尿素溶液中，攪拌一定時間，加入氫氧化鈉溶液，攪拌一定時間，低溫離心脫泡，除去為溶解的大顆粒；

2.將配制好的氫氧化鈉/尿素溶液在-12.5℃放置一定時間，加入海鞘纖維素強力攪拌，制得紡絲液。

(四)海鞘纖維素/N-甲基-嗎啉-N-氧化物(NMMO)的體系

向濃度為50w/w的DMMO中加入一定量的沒食子酸丙酯，80℃下濃縮至DMMO的濃度為13.5wt％。取適量海鞘纖維素加入到一定量的DMMO中，溶脹一定時間，攪拌一定時間得到透明液體，減壓脫泡。

具體實施方式如下：

下面結合實施實例對本發明方案加以詳細描述。下面實例不構成對本發明的限定。

實施例1

1)取5.06g的1-甲基-3-甲基咪唑氯鹽(BMIMCl)固體，80℃加熱至固體完全溶解；

2)強力攪拌下加入0.21g的海鞘纖維素纖維粉末；

3)加熱攪拌30min得到通明液體，減壓脫泡；