[發明專利]一種以多元羧酸交聯醋酸纖維素纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201210567331.4
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103060939A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉鵬清;姜猛進;徐建軍;葉光斗;王建銓;李昭;晏明;彭華金;游彥;劉曉惠
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: D01F2/30
• 分類號: D01F2/30;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/04;D01D10/02;A24D3/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種以多元羧酸交聯醋酸纖維素纖維的制備方法，屬于高技術纖維的制備領域。

相關背景

醋酸纖維素（cellulose?acetate,?CA）是由纖維素經乙酰化和部分水解后，得到的取代度為2～2.5之間的產物，可溶于濃鹽酸、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺以及N,N-二甲基乙酰胺等有機溶劑中，是纖維素衍生物中應用較為廣泛的一種。

醋酸纖維素纖維具有吸濕、吸附性好等特點，是一種精密的過濾材料，主要用于制作香煙過濾嘴。而且醋酸纖維素長絲是化學纖維中最酷似蠶絲，光澤優雅、染色鮮艷、染色牢度強、手感柔軟滑爽、質地輕，具有優良的自然品質感穿著舒適；回潮率低、彈性好、不易起皺，具有很好的懸垂性、尺寸穩定性，無需水洗定形；其織物具有適度吸濕性、速干性、穩定的抗起球性、抗靜電性，易洗滌，可耐高溫熨燙和低溫打褶，作為蠶絲的替代品，主要用于高檔服飾的里料。醋酸纖維素纖維是優良的紡織原料，可與滌綸、錦綸、維綸以及蠶絲等復合紡織各類時裝、禮服、高檔運動服的面料，市場前景良好。

醋酸纖維素纖維的生產方法有干法、二步濕法以及一步濕法三種紡絲技術，但因濕法紡絲缺點較多，國內外主要醋酸纖維素纖維生產企業都通過以丙酮為溶劑的干法紡絲技術進行生產。以丙酮為溶劑進行干法紡絲制備醋酸纖維素纖維，為了提高在丙酮中的溶解性以及在紡絲過程中原液的流動性，醋酸纖維素的聚合度通常較低，一般控制在200-400，因此得到的醋酸纖維素纖維力學性能相對較差，干強僅為1.06?-?1.23?cN/dtex，極大地限制了其應用領域。?

中國專利CN102251302A公開了一種醋酸纖維素纖維的制備方法，其通過將醋酸纖維素在離子液體中溶解，形成均一穩定的紡絲原液，再將原液進行干噴濕紡，得到醋酸纖維素纖維，其拉伸斷裂強度≥1.5cN/dtex。

中國專利102453970A公開了一種低醋酯化纖維素纖維及其制備方法，該專利涉及的纖維素的羥基被部分醋酸酯基取代，取代度在0.01?~?0.5，纖維斷裂強度≥2.0cN/dtex，斷裂伸長率為6%?~?30%，線密度≤3.5dtex，該纖維具有強度好、手感順滑、光澤柔和以及染色性能優良的特點，應用面更廣。該發明以咪唑型離子液體為溶劑，以普通有機溶劑為助溶劑，進行濕法或干濕法紡絲制備低醋酯化纖維素初生纖維，通過浴內牽伸、浴外牽伸、松弛、洗滌以及干燥等工序，得到的低酯化纖維素纖維。醋酸纖維素纖維力學性能得到了一定程度的提高。

以上采用的甲基咪唑型離子溶劑，價格昂貴，并未規模化生產；干噴濕紡相對干法紡絲，流程長、生產效率低，環境污染較為嚴重。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種以多元羧酸交聯醋酸纖維素纖維的制備方法，其特點是解決現有技術中醋酸纖維素纖維力學性能差的問題。采用多元羧酸化合物作為交聯劑，由丙酮、醋酸纖維素以及添加劑混合形成均勻穩定的紡絲原液，經干法紡絲制成初生纖維，再經熱處理，使多元羧酸與醋酸纖維素發生成酯交聯反應，制備力學性能較好的交聯醋酸纖維素纖維。該方法操作簡單，多元羧酸化合物無毒性，通過化學交聯作用，在苛刻使用條件下交聯點穩定可靠。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述的原料分數除特殊說明外均為質量分數。

以多元羧酸交聯醋酸纖維素纖維的制備方法包含以下步驟：

（1）醋酸纖維素紡絲原液的制備

將取代度為2?~?2.7，聚合度為200?~?600醋酸纖維素片21?~?44.5份，多元羧酸0.5?~?2份，添加劑0?~?2份以及丙酮55?~?75份，加入帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的溶解釜中，于溫度為40?~?70℃，攪拌溶解6?~?12h，形成均勻穩定的紡絲原液；

（2）紡絲原液的干法紡絲

將步驟（1）中的紡絲原液注入紡絲料筒，采用加熱脫泡、真空脫泡或真空加熱脫泡后恒溫至25?~?50℃；然后通過計量泵計量、過濾后由噴絲孔直徑為0.08～0.3mm，于溫度為25～40℃的噴絲板擠出，紡絲細流進入長度為4～8m的熱甬道，其中甬道上部溫度為25～40℃，甬道中部溫度為40～60℃，甬道下部溫度為60～80℃；脫除溶劑后，經上油、集束、卷繞等工序得到醋酸纖維素初生纖維，卷繞速度為200～400m/min，噴絲頭拉伸倍率為4～10倍；丙酮溶劑的回收采用吸附法或液體吸收法，回收率在90~95%之間；

（3）初生纖維的后處理