CN101775671A - 一种高强度粘胶纤维及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度粘胶纤维及其生产方法，特征在于其由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成粘胶纤维，其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。其生产方法包括步骤：对片状细菌纤维素进行预处理，然后采用球磨法粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体；将上述细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中分散均匀并脱泡，得到纺丝原液；将上述纺丝原液制成高强度粘胶纤维；其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。采用本发明方法制备的粘胶纤维，其强度高，缩水率小，弹性好，可以与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于高档服装面料和产业用纺织品等领域。
Description
技术领域
本发明涉及粘胶纤维的生产技术领域，尤其涉及一种高强度粘胶纤维，以及其生产方法。
背景技术
粘胶纤维是最早实现工业化生产的人造纤维，早在19世纪末，三位英国科学家Cross、Bevan和Beadle就发明了制得纤维素黄酸酯的方法，并申请了粘胶纤维生产工艺的专利。100多年来，粘胶纤维由于其舒适的服用性能长期以来一直受到消费者的青睐，而且其产量也一直是纤维素纤维中最大的，与合成纤维相比较，粘胶纤维的优势主要体现在三个方面：
1原料来源广泛，属于可再生资源。粘胶纤维是以天然纤维素为主要原料生产的人造纤维，棉短绒、木材、竹子、芦苇等都可提取纤维素原料。相对于以石油为原料的合成纤维来说，粘胶纤维的资源可以说是取之不尽，用之不竭。随着石油资源的短缺和价格的不断攀升，粘胶纤维的优势进一步显现。
2产品服用性能好。粘胶纤维的化学结构与天然纤维素纤维相同，具有吸湿、透气、柔软、易染色、抗静电等一系列优点，使其穿着非常舒适。而且粘胶的可纺性也非常优异，可与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于服装、装饰、医疗卫生及产业用品等各个领域。
3粘胶纤维能自然降解，本身无毒，废弃物极易处理，不会污染环境。而合成纤维在降解、分解过程中会释放出有毒的物质，且回收困难，易造成“二次污染”。
虽然粘胶纤维具有上述一系列优点，但是其缺点也显而易见：粘胶纤维的强力较低，尤其是湿强力较差，只有干强力的二分之一多，洗涤时不能强烈搓洗，服用寿命短；粘胶纤维的缩水率高，洗涤后织物的外观不理想；粘胶纤维的弹性差，穿着时易变形，产生折皱，特别是衣服的肘和膝盖部位会发生局部拱隆，影响织物的美观。因此，如何利用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，实现高强度粘胶纤维的产业化生产，具有重大的社会和经济效益，有利于推动我国化纤行业的产业升级。
发明内容
本发明的任务之一在于提供一种高强度粘胶纤维。
本发明的任务之二在于提供一种高强度粘胶纤维的生产方法。
为实现上述发明任务一，其技术解决方案是：
一种高强度粘胶纤维，由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成粘胶纤维，其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。
为实现上述发明任务二，其技术解决方案是：
一种高强度粘胶纤维的生产方法，包括步骤：
a对片状细菌纤维素进行预处理，然后采用球磨法粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体；
b将上述细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中分散均匀并脱泡，得到纺丝原液；
c将上述纺丝原液制成高强度粘胶纤维；
其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。
上述步骤a中，将片状细菌纤维素添加到乙二胺溶液中进行活化处理一定时间，再经水洗、乙醇洗、过滤后真空烘干，再进入球磨法粉碎步骤；上述步骤c中，将纺丝原液经喷丝头挤入到凝固浴中，然后进行水洗拉伸处理，最后烘干得到上述高强度粘胶纤维。
上述步骤a中包括步骤：
a1将片状细菌纤维素在真空烘箱中80～100℃烘干1～2h；
a2将步骤a1处理后的片状细菌纤维素添加到浓度为5％～10％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1.5～2h；
a3将步骤a2处理后的片状细菌纤维素先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡2～5次，每次10～60min，过滤后在真空烘箱中80～100℃烘至恒重。
上述步骤b中包括步骤：
b1在超声波作用下，逐渐地将细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中，得到二者的混合溶液；
b2将步骤b1得到的混合溶液，在超声波作用下处理30～60min，得到分散均匀的混合溶液；
b3将步骤b2得到的混合溶液，减压脱泡20～24h或静止脱泡24～36h，得到上述纺丝原液。
本发明的有益技术效果是：
1本发明能够利用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，实现了高强度粘胶纤维的工业化生产。
2本发明利用细菌纤维素结晶度高和强力高，而且在碱溶液中不发生任何变化的特性，将细菌纤维素制成微纳米级的粉体，再添加到粘胶纤维纺丝溶液中，从而获得能够制取高强度粘胶纤维的纺丝原液，采用普通粘胶纤维的生产工艺和设备即能生产出高强度粘胶纤维。该方法简单易行，且操作工艺可控，还可根据最终纤维的强度调整细菌纤维素的含量。
3本发明采用乙二胺溶液对片状细菌纤维素进行预处理，使细菌纤维素中的大量氢键暴露出来，能够与粘胶纺丝溶液中的纤维素大分子形成较强的氢键作用力，从而提高粘胶纤维的强度。
4本发明采用超声波分散细菌纤维素粉体，使得纺丝原液中细菌纤维素粉体的分布比较均匀，且能与粘胶溶液中的纤维素大分子充分接触，形成较多的氢键作用力，更加有助于提高粘胶纤维的强度。
5本发明生产的粘胶纤维强度较高，且具有优异的吸湿性和穿着舒适性，缩水率小，弹性好，可以与棉、毛及其它合成纤维混纺或交织，特别适合用于高档服装面料和产业用纺织品等领域。
具体实施方式
一种高强度粘胶纤维，由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成粘胶纤维，其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。其生产方法包括如下步骤：
对片状细菌纤维素进行预处理，然后采用球磨法粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体；将上述细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中分散均匀并脱泡，得到纺丝原液；将上述纺丝原液制成高强度粘胶纤维；其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明：
实施例1
一种高强度粘胶纤维的生产方法，将片状的细菌纤维素即片状细菌纤维素放在100℃的真空烘箱中，烘至恒重；然后添加到浓度为5％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理2h后，先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡3次，每次30min，然后在真空烘箱中100℃烘至恒重；采用球磨法将上述片状细菌纤维素粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体，在超声波作用下，逐渐地将2克细菌纤维素粉体添加到1000克浓度为10％的粘胶纺丝溶液中，得到二者的混合溶液，然后继续在超声波作用下分散50min，得到分散均匀的混合溶液，将该混合溶液真空脱泡14h，然后采用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，生产出的粘胶纤维即为高强度粘胶纤维。
实施例2
一种高强度粘胶纤维的生产方法，将片状细菌纤维素放在80℃的真空烘箱中，烘至恒重；然后添加到浓度为6％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1.5h后，先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡3次，每次30min，过滤后在真空烘箱中80℃烘至恒重；采用球磨法将上述片状细菌纤维素粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体，在超声波作用下，逐渐地将4克细菌纤维素粉体添加到1000克浓度为10％的粘胶溶液中，得到二者的混合溶液，然后继续在超声波作用下分散60min，得到分散均匀的混合溶液，将该混合溶液真空脱泡14h，然后采用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，生产出的粘胶纤维即为高强度粘胶纤维。
实施例3
一种高强度粘胶纤维的生产方法，将片状细菌纤维素放在90℃的真空烘箱中，烘至恒重；然后添加到浓度为7％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1.2h后，先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡3次，每次30min，过滤后在真空烘箱中90℃烘至恒重；采用球磨法将上述片状细菌纤维素粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体，在超声波作用下，逐渐地将6克细菌纤维素粉体添加到1000克浓度为10％的粘胶溶液中，得到二者的混合溶液，然后继续在超声波作用下分散70min，得到分散均匀的混合溶液，将混合溶液真空脱泡14h，然后采用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，生产出的粘胶纤维即为高强度粘胶纤维。
实施例4
一种高强度粘胶纤维的生产方法，将片状细菌纤维素放在80℃的真空烘箱中，烘至恒重；然后添加到浓度为8％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1h后，先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡3次，每次30min，过滤后在真空烘箱中80℃烘至恒重；采用球磨法将上述细菌纤维素粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体，在超声波作用下，逐渐地将8克细菌纤维素微粉体添加到1000克浓度为10％的粘胶溶液中，得到二者的混合溶液，然后继续在超声波作用下分散80min，得到分散均匀的混合溶液；将混合溶液真空脱泡14h，然后采用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，生产出的粘胶纤维即为高强度粘胶纤维。
实施例5
一种高强度粘胶纤维的生产方法，将片状细菌纤维素放在100℃的真空烘箱中，烘至恒重；然后添加到浓度为10％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1h后，先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡3次，每次30min，过滤后在真空烘箱中100℃烘至恒重；采用球磨法将上述细菌纤维素粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体，在超声波作用下，逐渐地将10克细菌纤维素粉体添加到1000克浓度为10％的粘胶溶液中，得到二者的混合溶液，然后继续在超声波作用下分散90min，得到分散均匀的混合溶液，将混合溶液真空脱泡14h，然后采用普通粘胶纤维的生产设备和工艺，生产出粘胶纤维即为高强度粘胶纤维。
有必要指出的是，上述实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，从事该领域的技术人员根据上述发明内容的指导，对本发明所做出的一些非本质性的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
普通粘胶纤维和实施例1、2、3、4、5所得粘胶纤维的物理-机械性能见表1。
表1高强度粘胶纤维的物理—机械性能
Claims (5)
1.一种高强度粘胶纤维，特征在于其由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成粘胶纤维，其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。
2.一种高强度粘胶纤维的生产方法，特征在于其包括步骤：
a对片状细菌纤维素进行预处理，然后采用球磨法粉碎得到微纳米级的细菌纤维素粉体；
b将上述细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中分散均匀并脱泡，得到纺丝原液；
c将上述纺丝原液制成高强度粘胶纤维；
其中，细菌纤维素在粘胶纤维中的含量为1％～10％。
3.根据权利要求2所述的高强度粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述步骤a中，将片状细菌纤维素添加到乙二胺溶液中进行活化处理一定时间，再经水洗、乙醇洗、过滤后真空烘干，再进入球磨法粉碎步骤；上述步骤c中，将纺丝原液经喷丝头挤入到凝固浴中，然后进行水洗拉伸处理，最后烘干得到上述高强度粘胶纤维。
4.根据权利要求3所述的高强度粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述步骤a中包括步骤：
a1将片状细菌纤维素在真空烘箱中80～100℃烘干1～2h；
a2将步骤a1处理后的片状细菌纤维素添加到浓度为5％～10％的乙二胺溶液中，室温机械搅拌处理1.5～2h；
a3将步骤a2处理后的片状细菌纤维素先用蒸馏水洗涤，再用乙醇浸泡2～5次，每次10～60min，过滤后在真空烘箱中80～100℃烘至恒重。
5.根据权利要求2至4任意一项权利要求所述的高强度粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述步骤b中包括步骤：
b1在超声波作用下，逐渐地将细菌纤维素粉体添加到粘胶纤维纺丝溶液中，得到二者的混合溶液；
b2将步骤b1得到的混合溶液，在超声波作用下处理30～60min，得到分散均匀的混合溶液；
b3将步骤b2得到的混合溶液，减压脱泡20～24h或静止脱泡24～36h，得到上述纺丝原液。
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