[發(fā)明專利]一種多孔聚乙烯亞胺和殼聚糖共混纖維及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310408688.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103469362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳水挾;巫瑩柱;吳清華;黃翠珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F8/16
• 分類號(hào): D01F8/16;D01F8/18;D01F11/00;D01D5/06;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 謝敏楠

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于環(huán)境治理、分子印跡固相微萃取和生物醫(yī)用功能纖維領(lǐng)域，具體涉及一種多孔聚乙烯亞胺和殼聚糖共混纖維及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

殼聚糖是一種天然多糖，分子結(jié)構(gòu)與纖維素相似，呈直鏈狀，分子上有活性很高的胺基和羥基，極性強(qiáng)，易結(jié)晶。聚乙烯亞胺分為線型和超支化兩種，線性聚乙烯亞胺包含的全是仲胺，而分枝狀聚乙烯亞胺中有伯胺、仲胺和叔胺基，其中超支化聚乙烯亞胺應(yīng)用更廣泛，其胺基含量高、活性高，是重要的多胺基高分子材料之一。多孔多胺基高分子纖維材料廣泛用于離子交換、二氧化碳的吸附、重金屬吸附、分子印跡固相微萃取、抗菌、生物醫(yī)用等領(lǐng)域。

與顆粒和膜材料相比，纖維材料除了具有傳質(zhì)距離短、吸附平衡快、比表面積大等優(yōu)勢(shì)外，還可以方便織成各種多孔多層結(jié)構(gòu)的織物，可以采用三維織造方法織成管狀、球狀等特殊三維結(jié)構(gòu)，這使纖維材料更具廣闊的創(chuàng)新空間。

目前多胺基纖維生產(chǎn)方法有三種，一種是將纖維適當(dāng)前處理后再直接胺化引入胺基，最常見(jiàn)的是以腈綸為基體，采用先交聯(lián)后胺化的兩步法，以水合肼為交聯(lián)劑，再以二乙烯三胺等為胺化試劑進(jìn)行胺化引入胺基，制備出弱堿性多胺基纖維，如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?1181924?C（一種離子交換纖維及其制備方法和應(yīng)用）；第二種是采用預(yù)輻照方法，在纖維表面產(chǎn)生自由基，然后接枝小分子功能單體，再用各種胺化劑胺化，如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?201110116079.0（一種分子印跡纖維材料及其制備方法），該方法是將合成纖維先經(jīng)過(guò)預(yù)輻照，使表面產(chǎn)生自由基，然后將丙烯酸單體化學(xué)接枝到纖維表面，接著再將聚乙烯亞胺引入到改性纖維表面，從而在纖維表面引入大量的胺基；第三種是直接采用含胺基的高分子溶液或熔體進(jìn)行紡絲，比如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?102199810A（一種殼聚糖纖維的制備方法）和中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?102912475A（一種用多組分凝固浴液生產(chǎn)高強(qiáng)度殼聚糖纖維的制備方法）。

多孔多胺基材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域、二氧化碳的吸附和分子印跡固相微萃取材料上有重要應(yīng)用價(jià)值，比如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?1404881?A（一種多孔殼聚糖管的制備方法）和CN?103030813?A（一種殼聚糖接枝聚乙烯亞胺非病毒轉(zhuǎn)基因載體的制備方法），中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN?102580702?A（萊克多巴胺分子印跡材料制備方法及其應(yīng)用）和CN?201110116079.0（一種分子印跡纖維材料及其制備方法）和CN?101423612A（一種硅膠表面酚類分子印跡聚合物的制備方法）。

可以看出，現(xiàn)有的多胺基纖維的制備方法須經(jīng)過(guò)表面接枝、胺化等難度較高的環(huán)節(jié)，工藝比較復(fù)雜、技術(shù)要求較高、周期較長(zhǎng)、成本較高，而且獲得的胺基含量和密度比較低，且因結(jié)構(gòu)比較致密，造成胺基利用率較低。

目前尚未有用聚乙烯亞胺和殼聚糖共混濕紡直接制備多孔多胺基纖維的報(bào)道，也未有用此方法直接快速制備分子印跡纖維的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于減少傳統(tǒng)多胺基纖維制備過(guò)程中接枝、胺化環(huán)節(jié)改善的同時(shí)因其結(jié)構(gòu)致密造成孔隙率和胺基利用率低的不足，提供一種多孔聚乙烯亞胺和殼聚糖共混纖維及其制備方法和應(yīng)用，通過(guò)用高胺基含量的聚乙烯亞胺和殼聚糖進(jìn)行共混濕法紡絲，實(shí)現(xiàn)了多孔多胺基纖維的濕紡快速制備及其高效應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種共混纖維材料，其特征在于，所述共混纖維材料包括如下按重量份的組分：多孔聚乙烯亞胺60～90重量份和殼聚糖40～10重量份。

本發(fā)明所述共混纖維的制備方法具體步驟如下：

S1.?配制聚乙烯亞胺溶液；

S2.?配制殼聚糖溶液；

S3.?將步驟S1和步驟S2配制的兩種溶液混合及擠出得到共混絲束；

S4.?步驟S3得到的共混絲束經(jīng)過(guò)拉伸、烘干、交聯(lián)、洗脫即得共混纖維產(chǎn)品。

本發(fā)明共混纖維的制備方法還可以用于制備酚類化合物分子印跡纖維，只需在步驟S1配制聚乙烯亞胺溶液的同時(shí)添加2～5重量份模板化合物，所述模板化合物為酚類化合物。?

本發(fā)明在制備酚類化合物分子印跡纖維時(shí)，只需在步驟S1配制聚乙烯亞胺溶液的同時(shí)添加模板化合物，原因是在強(qiáng)極性溶液中，聚乙烯亞胺上的胺基仍然可以和酚類化合物上的酚羥基形成較強(qiáng)的氫鍵，互溶時(shí)，聚乙烯亞胺和酚類化合物則自組裝形成比較穩(wěn)定的預(yù)聚物，再通過(guò)交聯(lián)劑交聯(lián)使聚乙烯亞胺上的吸附位點(diǎn)得到固化，當(dāng)酚類化合物從交聯(lián)后的聚合物中脫除后共混纖維上則形成對(duì)酚類化合物有特異性、高選擇性的三維孔穴。

所述酚類化合物可以是雙酚A、雙酚?AP、雙酚S、雙酚B等。