[發明專利]一種高強殼聚糖長絲及其界面光聚合制備方法與裝置

有效

• 申請號: 202010061377.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111254506B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 周應山;李尚志;萬婷婷;劉欣;楊紅軍;顧紹金;徐衛林
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D01D13/00
• 分類號: D01D13/00;D01D5/42;B01J19/12;D01F9/00;C08B37/08
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明公開了一種高強殼聚糖長絲及其界面光聚合制備方法與裝置。該裝置包括紡絲液儲存單元、紡絲單元和紡絲收集單元，所述紡絲液儲存單元包括第一反應相儲存箱和第二反應相儲存箱，所述紡絲單元包括成膜孔板、聚集孔、加捻器、透明傾角導管和UV燈。基于該裝置，本發明通過制備馬來酰化殼聚糖，并配制以馬來酰化殼聚糖為水相溶質的水相溶液和以酰氯化合物為油相溶質的油相溶液，利用界面聚合反應制備了聚合物膜，通過對聚合物膜的牽伸、加捻與光聚合，制備了高強殼聚糖長絲。通過上述方式，本發明能夠將界面聚合與光聚合共同應用于殼聚糖紡絲，并將紡絲與加捻集于一步，不僅有效提高了殼聚糖長絲的強度，還使其具有較好的均勻性和連續性。

技術領域

本發明涉及殼聚糖紡絲技術領域，特別是涉及一種高強殼聚糖長絲及其界面光聚合制備方法與裝置。

背景技術

殼聚糖不僅是一種具有優良的生物相容性、抗菌能力和止血能力的可生物降解的天然高分子，還是一種很好的紡絲原料，其良好的成纖性使得殼聚糖在制備醫用紗布、繃帶和抗菌服方面具有得天獨厚的優勢。當前，紡制殼聚糖長絲的裝置主要包括靜電紡絲裝置和濕法紡絲裝置，這兩類裝置常應用于實驗室中紡絲，且存在成絲不規則、不連續的問題，難以得到均勻、連續的殼聚糖長絲。因此，當前仍需要研制一種結構簡單、能夠大規模生產的紡絲裝置，以便捷的方式紡制出均勻、連續的殼聚糖長絲。

授權公告號為CN106591980B的專利提供了一種殼聚糖纖維一步法紡絲裝置，該裝置包括由前向后依次相連的噴絲成型機構、絲束處理機構和卷繞回收機構，整體結構簡單，能夠實現殼聚糖纖維的一次紡絲成品，提高殼聚糖紡絲的生產效率。但該裝置在進行噴絲成型時，是通過噴絲頭先形成原液射流，再與紡絲浴液反應形成殼聚糖纖維原絲，最后在凝固浴液中反應形成絲束，而按這種方法制備得到的殼聚糖纖維往往強度低、柔韌性差，限制了其在醫用紗布、繃帶和抗菌服等方面的應用。因此，如何設計一種更為適宜的制備方法來提高殼聚糖長絲的力學性能，也是當前研究的關鍵。

界面聚合是指在兩種互不相溶、分別溶解有兩種單體的溶液的界面上進行的縮聚反應，通常被用于制備聚合物膜。公開號為CN108636140A的專利提供了一種基于乳酸化殼聚糖的荷正電聚酰胺復合納濾膜的制備方法，該專利以乳酸化殼聚糖水溶液作為水相，以二元/多元酰氯的有機溶液為有機相，通過界面聚合反應制備了復合納濾膜。然而，當前并沒有將殼聚糖與酰氯化合物形成的聚合物膜用于紡絲的相關報道，且單一的界面聚合對殼聚糖長絲強度的提高作用有限，如何將界面聚合與其他聚合方式結合，并應用于殼聚糖長絲的制備仍有待研究。

有鑒于此，當前仍有必要提供一種高強殼聚糖長絲及其界面光聚合制備方法與裝置，將界面聚合與光聚合相結合，并用于殼聚糖長絲的制備，使制得的殼聚糖長絲均勻、連續，并具有較高的強度。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高強殼聚糖長絲及其界面光聚合制備方法與裝置，以簡單的工藝流程、便捷的操作將界面聚合與光聚合相結合，實現一步成型殼聚糖長絲，并使制得的殼聚糖長絲具有較好的均勻性和連續性、較大的產量和較高的強度。

為實現上述目的，本發明提供了一種高強殼聚糖長絲的界面光聚合制備裝置，包括紡絲液儲存單元、紡絲單元和紡絲收集單元；所述紡絲液儲存單元由下至上依次包括第一反應相儲存箱和第二反應相儲存箱；所述紡絲單元包括成膜孔板、聚集孔、加捻器、透明傾角導管和UV燈，所述UV燈與所述透明傾角導管相對設置；所述紡絲收集單元沿水平方向依次包括導向輪、鼓風干燥器和卷繞筒；所述成膜孔板設于所述第一反應相儲存箱和所述第二反應相儲存箱之間，所述成膜孔板上設有若干個豎直貫穿所述成膜孔板的成膜孔，用于連通所述第一反應相儲存箱和所述第二反應相儲存箱，以使第一反應相和第二反應相在所述成膜孔中反應形成聚合物膜。

進一步地，所述成膜孔板的厚度為5～100mm，所述成膜孔的直徑為1～100mm，所述成膜孔的個數為1～100個，所述聚集孔的直徑為1～10mm。