[發明專利]含有聚電解質的纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201810794622.4
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109208112B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 姚勇波;王東興;王樂軍;范磊;劉怡寧;陳思
• 申請（專利權）人: 恒天纖維集團有限公司;嘉興學院
• 主分類號: D01F6/54
• 分類號: D01F6/54;D01F1/10;D01F2/02;D01F2/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 金利琴

本發明涉及一種含有聚電解質的纖維及其制備方法，制備方法為：將聚電解質溶膠與紡絲液的混合液進行紡絲制得含有聚電解質的纖維；聚電解質溶膠中的分散相粒子主要為聚電解質結合物，制得的纖維主要由纖維基體以及分布在纖維基體內層和/或外層的聚電解質結合物組成，聚電解質結合物主要由可溶性陽離子聚電解質與可溶性陰離子聚電解質通過離子鍵結合形成，聚電解質結合物與纖維基體主要通過氫鍵結合。本發明的一種含有聚電解質的纖維及其制備方法，能將陽離子聚電解質溶液和陰離子聚電解質溶液應用于纖維成形，且制得的含有聚電解質的纖維結構穩定，力學性能好，具有極好的推廣價值。

技術領域

本發明屬于功能纖維領域，涉及一種含有聚電解質的纖維及其制備方法。

背景技術

纖維的生產方法包括熔融紡絲法和濕法紡絲法。濕法紡絲法主要應用于分解溫度低于熔融溫度的高分子即無法進行熔融紡絲的高分子。再生纖維素纖維和聚丙烯腈纖維都運用濕法紡絲法進行生產。此外，濕法紡絲纖維還包括由種類繁多且性能各異的雙組分高分子組成的濕法紡絲纖維。例如申請號為200410018449.7的專利通過溶液共混法制備的殼聚糖/羥甲基纖維素纖維。

聚電解質是指帶有可電離基團的高分子，也稱為高分子聚電解質，聚電解質包括合成聚電解質和天然聚電解質。聚電解質具有特殊的性質，如陰離子聚電解質海藻酸，其能夠與銀、鋅和銅等金屬離子形成離子鍵相互作用，既可起到抗菌作用，也可用于吸附水體中的重金屬。此外，海藻酸還可用于制備海藻酸鈣纖維或其他復合纖維，例如德國smartfiber公司開發的纖維素/海藻酸纖維，是將海藻酸顆粒加入纖維素紡絲液并濕法紡絲制得。但是海藻酸顆粒的粒徑尺寸是微米級且難以進一步減小，因此纖維斷裂強度較低，使用過程海藻酸顆粒還會脫落。

聚電解質存在聚電解質效應，聚電解質效應即帶有可電離基團的長鏈高分子如聚電解質，在極性溶劑中發生電離，使高分子鏈上帶有電荷的過程。利用濕法紡絲方法制備復合纖維時，兩種帶有不同電荷的聚電解質如含有陽離子的聚電解質和含有陰離子的聚電解質產生的聚電解質效應是一個不容忽視的問題。例如殼聚糖具有抗菌性能，而海藻酸具有優異的吸濕保濕性能，兩者的復合物是敷料等醫衛產品的理想原料。但是殼聚糖分子鏈上的氨基在酸性條件下質子化為帶正電的-NH₃⁺，具有聚陽離子效應，而海藻酸分子鏈上含有羧基，具有聚陰離子效應。將殼聚糖溶液和海藻酸溶液混合，會因離子間相互作用而形成殼聚糖/海藻酸溶膠(例如申請號為200610018351.0的專利)。殼聚糖/海藻酸溶膠非均質且不穩定，無法通過濕法紡絲的方法成形。

因此，研究一種含有陽離子聚電解質和陰離子聚電解質且能穩定擠出成形的復合纖維濕法紡絲制備方法具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種含有陽離子聚電解質和陰離子聚電解質且能穩定擠出成形的含有聚電解質的纖維及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

含有聚電解質的纖維，主要由纖維基體以及分布在纖維基體內層和/或外層的聚電解質結合物組成，所述聚電解質結合物主要由可溶性陽離子聚電解質與可溶性陰離子聚電解質通過離子鍵結合形成，所述聚電解質結合物與纖維基體主要通過氫鍵結合。

優選的技術方案為：

如上所述的含有聚電解質的纖維，所述聚電解質結合物富集在纖維基體單側表層，所述聚電解質結合物也可以分布在纖維基體內，結合物富集在纖維表面，則纖維芯層聚合物含量較少，能夠減少對纖維芯層基體高分子結晶和取向結構的破壞，避免纖維力學性能的大幅降低。

如上所述的含有聚電解質的纖維，力學性能好，含有聚電解質的纖維的纖度為1.2～5.0dtex，干態斷裂強度大于2.5cN/dtex，斷裂伸長率大于5％。