[發(fā)明專利]一種吸濕聚丙烯腈纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310216791.7
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103233291A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 胡金鑫;徐靜;張玉梅;王彪
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/40
• 分類號: D01F6/40;C08F220/46;C08F8/12
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發(fā)明屬于化學纖維制造技術領域，具體涉及一種吸濕聚丙烯腈纖維的制造方法。

背景技術

聚丙烯腈纖維是三大合成纖維之一，具有優(yōu)良的保暖性、染色性和仿毛性等特點，有人造羊毛之稱，在針織內衣、毛毯、人造毛皮等服用領域應用廣泛。但是，隨著人們生活水平的不斷提高和服裝文化的日益發(fā)展，保暖已不再是服裝的單一要求，人們對其舒適度、功能性和安全性要求越來越高。不同纖維材料服裝的穿著舒適性差別與纖維的吸濕性能有關，吸濕性能可用公定回潮率表示。天然纖維的公定回潮率約在8～15%，而聚丙烯腈纖維僅為2%，在吸濕性、透濕性等與人體親膚性相關的性能上表現(xiàn)出嚴重的缺陷，使其制成的衣物穿著有悶熱感、汗液不易被吸收和散發(fā)，靜電性強，往往需要額外功能處理或減少后紡共混比例，不僅增加加工成本，而且處理效果的耐久性較低，從而大大降低了聚丙烯腈纖維的服用性能，更在某些有抗靜電性要求的領域應用受限。

為了改善腈綸的吸濕性，提高腈綸的服用舒適性，研究人員采用了多種方法對腈綸的吸濕性能進行改性。例如CN1900413A提供了一種采用腈綸表面接枝蛋白質進行改性，首先在一定條件下將腈綸纖維水解，然后將水解纖維與氯化亞砜反應得酰氯化纖維，再與蛋白質接枝，制成表面層為植物蛋白質接枝覆蓋層，芯部為腈綸纖維的改性纖維，提高了腈綸的吸濕性。但是由于接枝數(shù)量有限，使得腈綸吸濕性的提高有限，改性效果不明顯。國外在采用化學改性方法進行吸濕聚丙烯腈制備方面研究較早。如日本在中國申請的CN1239775C、CN1247849C、CN1230585C、CN101023212B和CN101914852A等專利公開了對聚丙烯腈纖維進行水解以及化合物交聯(lián)處理制備吸濕纖維的方法，并分別在纖維白度和阻燃性能上得到改善。這些方法的耐久性較好，但缺點是由于水解和交聯(lián)的化學處理時間較長，只能應用于短纖維后紡分批加工過程，屬于一種離線生產吸濕纖維的制造方法，因而纖維處理的吸濕以及纖維物理機械性能的不勻性較高，生產效率低。

此外，也有通過聚合配方中加入吸濕性基團的單體或潛交聯(lián)劑的方法制備類似吸濕性聚丙烯腈纖維的報道，但是由于共聚工藝的改變對聚合生產控制和聚合產物性能的影響，以及后續(xù)紡程上必備的較長時間的堿性水解處理，使此類方法并不具備在線生產吸濕聚丙烯腈纖維的條件。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述的技術現(xiàn)狀，從滿足聚丙烯腈纖維的服用要求出發(fā)，提供一種在常規(guī)聚丙烯腈纖維制造過程中得到吸濕聚丙烯腈纖維的在線生產方法。在不改變聚合工藝的前提下，采用聚丙烯腈堿性水解溶液和常規(guī)生產得到的聚丙烯腈原液進行一定比例的共混并紡絲，從而制備吸濕聚丙烯腈纖維。

本發(fā)明的一種吸濕聚丙烯腈纖維的制備方法，包括如下步驟：

（1）丙烯腈共聚物水解

用堿性金屬鹽的水溶液對聚合物進行水解處理；

丙烯腈共聚物與堿性金屬鹽的質量之比為1:0.5～1:2.0，水解反應溫度為80～110℃，水解反應時間為1～10小時；

丙烯腈共聚物中的氰基具有較高活性，氰基在堿性金屬鹽水溶液作用下發(fā)生反應，能夠水解生成酰胺基、羧基等吸濕基團；

（2）沉析

為了提高聚丙烯腈水解物在水解液中的濃度，將所述水解處理所得的水解液用溶劑沉析，經(jīng)過濾后的聚丙烯腈水解液表現(xiàn)為堿性，加入酸調節(jié)pH值至4～7，得到聚丙烯腈水解物；

（3）配制水解聚丙烯腈原液

為了便于加入，進一步實現(xiàn)與常規(guī)原液均勻共混，需將聚丙烯腈水解物配制成溶液。所述聚丙烯腈水解物用紡絲溶劑調配成水解聚丙烯腈原液，調節(jié)固含量為10～40wt%；

（4）配制吸濕聚丙烯腈原液

聚丙烯腈經(jīng)過水解后的分子量下降，水溶性大大提高，無法滿足濕法紡絲要求，將水解聚丙烯腈原液與常規(guī)聚丙烯腈原液以一定比例共混可得到穩(wěn)定均勻、滿足紡制纖維要求的原液。

將所述水解聚丙烯腈原液調溫至70～80℃，與常規(guī)生產的聚丙烯腈原液充分混合均勻，制備得到吸濕聚丙烯腈原液；其中，所述水解聚丙烯腈原液占所述吸濕聚丙烯腈原液的5～40wt%。較常規(guī)原液，吸濕聚丙烯腈原液由于共混分子結構含有大量吸濕基團的水解原液，從而具有吸水吸濕性能；

（5）紡絲凝固成形

紡絲原液從噴絲板擠出，在凝固浴中形成初生纖維；

（6）預牽伸

凝固成型后的初生纖維預牽伸1.0～3.5倍；

（7）水洗

預牽伸后的初生纖維水洗洗去紡絲溶劑，水溫為45～65℃；

（8）親水性處理