[發明專利]一種仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202210086025.2
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114351454B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 任元林;郭迎賓;左春龍;劉曉輝
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D01F8/02
• 分類號: D01F8/02
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 任霜

本發明提供了一種仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維及其制備方法，屬于阻燃材料技術領域。本發明采用溶液共混法將生物質原料蛋白質引入聚丙烯腈基體中，通過濕法紡絲制備仿羊毛聚丙烯腈復合纖維?；诘鞍踪|分子結構中存在大量的氨基、羧基和酰胺基等活性基團，采用交聯整理法，所述活性基團與交聯劑之間發生交聯反應，增強蛋白質分子在聚丙烯腈基體中的纏結作用，改善復合纖維的力學性能；最后通過阻燃后整理法，將阻燃物質引入到仿羊毛聚丙烯腈復合纖維中，提高復合纖維的熱穩定性能和阻燃性能。本發明有機結合了共混法和后整理法兩種阻燃整理的優勢，制備得到阻燃性能優異、力學性能良好的仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維。

技術領域

本發明涉及阻燃材料技術領域，尤其涉及一種仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維及其制備方法。

背景技術

聚丙烯腈纖維具有良好的蓬松性、彈性、保溫性、耐候性和耐日曬性等特性，有“人造羊毛”的美譽，用途也十分廣泛。然而，該纖維屬易燃纖維，極易燃燒而引發火災，給人類生命財產安全帶來危害。因此，開發阻燃聚丙烯腈纖維意義重大。

目前，阻燃聚丙烯腈纖維的制備方法按生產過程和阻燃劑的引入方式主要有：共混法、后整理法、熱氧化法和共聚法。其中，共混法是在聚丙烯腈紡絲液中添加阻燃劑，然后進行紡絲工藝得到阻燃聚丙烯腈纖維，該方法成本低廉、操作簡單且可行性強。后整理法是通過擴散、滲透或吸附等方式使阻燃劑滲入到聚丙烯腈纖維的可及區，從而提高纖維的阻燃性能。熱氧化法是將聚丙烯腈原絲置于200～300℃的空氣氧化爐中停留一定時間，使聚丙烯腈大分子結構中的氰基發生環化、氧化和脫氫等反應，生成梯形結構，但是熱氧化法成本過高，并且制備的聚丙烯腈復合纖維中原有的氰基數量大大減少，導致聚丙烯腈纖維原有優良性能(蓬松性、彈性、保溫性、耐候性和耐日曬性)損失。共聚法是唯一實現阻燃聚丙烯腈纖維產業化的方法，該方法將丙烯腈與氯乙烯或偏氯乙烯共聚成丙烯腈共聚物，然后通過濕法紡絲得到阻燃聚丙烯腈纖維，即腈氯綸。雖然腈氯綸在阻燃、手感、蓬松度、染色和可紡性等方面都具有較多優勢，但是其燃燒時會釋放出氯化氫等腐蝕性有害氣體，不利于環保。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維及其制備方法，所制備的仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維綠色環保，阻燃性優異。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

將蛋白質和聚丙烯腈溶液進行共混后，將所得混合物進行脫泡處理，得到共混紡絲液；

將所述共混紡絲液進行濕法紡絲，得到初生纖維；

將所述初生纖維依次進行牽伸和卷繞，得到仿羊毛聚丙烯腈復合纖維；

將所述仿羊毛聚丙烯腈復合纖維浸潤在交聯劑溶液中，進行交聯反應，得到交聯仿羊毛聚丙烯腈復合纖維；

將所述交聯仿羊毛聚丙烯腈復合纖維浸潤在阻燃液中，將所得纖維干燥-焙烘，進行阻燃后整理，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈復合纖維。

優選的，所述聚丙烯腈溶液的濃度為8～15wt％；所述聚丙烯腈溶液所用溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或硫氰酸鈉水溶液。

優選的，所述蛋白質包括清蛋白類蛋白質、球蛋白類蛋白質、醇溶蛋白類蛋白質、谷蛋白類蛋白質和結構蛋白類蛋白質中的一種或幾種。

優選的，所述清蛋白類蛋白質包括麥清蛋白、血清蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白中的一種或幾種；所述球蛋白類蛋白質包括豆球蛋白、血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物種子球蛋白和免疫球蛋白中的一種或幾種；所述精類蛋白質包括魚精蛋白；所述醇溶蛋白類蛋白質包括玉米醇溶蛋白和/或小麥醇溶蛋白；所述谷蛋白類蛋白質包括稻谷蛋白、大豆蛋白和麥谷蛋白中的一種或幾種；所述結構蛋白類蛋白質包括角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白、絲素蛋白、酪蛋白和羊毛蛋白中的一種或幾種。