專利名稱：一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，采用溶解、攪拌、脫泡、牽伸、蒸汽烘干定型工藝，實現(xiàn)制備復(fù)合纖維材料，屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋資源種類繁多，蘊藏量十分豐富，據(jù)統(tǒng)計，海洋中生物資源總量高達(dá)400～600億噸，開發(fā)利用這一部分資源對促進于國家經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。海洋天然化合物海藻酸鈉、殼聚糖、甘露醇等受到廣泛的關(guān)注，是綠色可再生性資源，尤其是利用海藻酸鈉制備的海藻酸鹽纖維可代替合成的海藻纖維材料，海藻纖維的制品具有良好的保健及醫(yī)用功能，使用時它與傷口之間相互作用會產(chǎn)生海藻酸鈉、海藻酸鈣凝膠，這種凝膠是親水性的，從而促進新組織的成長，愈合傷口。但是，單獨采用海藻酸鈉紡制的海藻酸鹽纖維的彈性、強度都不夠理想，因此，國內(nèi)外均對海藻酸鹽纖維改性做了很多研究，在現(xiàn)有的專利技術(shù)中如苗九昌申請的殼聚糖、膠原和海藻酸鈣符合海綿生物敷料及其制備工藝(ZL02111437.4)，Tokuraseiichi申請的明膠涂層的海藻酸纖維及其制備方法(JP2005082942)，杜予民申請的海藻酸鈉/明膠共混纖維及其制備方法和用途(CN200510018615.8)等，從不同的方面對海藻酸鹽纖維進行了改性。聚乙烯醇又是一種水溶性的高分子物質(zhì)，聚乙烯醇纖維具有較好的強度、耐磨性、耐光性以及耐腐蝕性等優(yōu)點，與棉花的性能相近。聚乙烯醇纖維在紡織品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)用等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，對聚乙烯醇改性纖維的研究也比較多，如Endou Riyoukei申請的聚乙烯醇生物相容纖維的制備(JP2005146474)，孫玉山申請的甲殼胺/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制造方法(CN02100120.0)，宋代輪申請的棉籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法(CN200410088690.7)等，通過改性可以提高聚乙烯醇纖維的生物相容性以及保健等性能，但以上這些改性方法存在成本比較高、復(fù)合纖維強度低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提高海藻酸鹽纖維的彈性與強度，同時保持纖維的生物相容性，提供了一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法。本發(fā)明是采用濕法紡絲工藝制備海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維，大大降低了成本，并且可以在常規(guī)的濕法紡絲工藝設(shè)備上進行，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的制備方法包括溶解、攪拌、脫泡、牽伸、蒸汽烘干定型過程，具體工藝是
海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維紡絲液的制備將一定量粘度為300～1500mPa·S的海藻酸鈉溶于水中，得到含量為2～8％(質(zhì)量百分比)的海藻酸鈉溶液，加入一定量的化學(xué)助劑提高溶液的白度及穩(wěn)定性，其中化學(xué)助劑包括起漂白作用的次氯化鈉或雙氧水，化學(xué)助劑的濃度均控制在0.05～0.2％(質(zhì)量百分比)范圍內(nèi)；再將聚合度為1000～6000的一定量聚乙烯醇充分溶解于50～100℃的水中，制成5～15％(質(zhì)量百分比)的溶液；再將以上海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液在30～100℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌?，其中海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液的比例為10-80∶90-20，然后過濾、脫泡制成紡絲液。
海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維紡絲工藝將以上過濾脫泡后的紡絲液通過濕法紡絲機以10～80m/min噴絲速度噴絲進入第一凝固浴中凝固牽伸，凝固浴溶液為鹽和酸水溶液，其中含氯化鈣3～10％、氯化氫0.1～2％、高級脂肪烷基鹵化吡咯鹽助劑0.05～1％(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度為10～80℃，纖維牽伸比例為80～300％；再將第一凝固浴的復(fù)合纖維放入含有低級醇、酸、鹽以及脂肪二醛水溶液的第二凝固浴中交聯(lián)、牽伸，凝固浴中含低級醇1～4％、脂肪酸10～25％、脂肪族二醛0.1～2.0％、硫酸鈉6～14％(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴交聯(lián)溫度為30～70℃，交聯(lián)時間為10～40min，復(fù)合纖維的牽伸比例為20～200％；復(fù)合纖維經(jīng)過集束牽伸、蒸汽烘干和熱定型等工序制得海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維材料。
具體實施方案本發(fā)明可按下列實施例進行具體的實施。
實施例1將50克粘度為1000mPa·S的海藻酸鈉溶于950克水中，在80℃充分?jǐn)嚢璧玫胶繛?％(質(zhì)量百分比)的海藻酸鈉溶液，加入一定量的次氯化鈉，使其在海藻酸鈉溶液中的含量為0.1％；將200克聚合度為3000的聚乙烯醇充分溶解于1800克95℃的水中，制成10％(質(zhì)量百分比)的溶液；將上述溶液在80℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌?、過濾、脫泡并靜置8小時制成紡絲液；紡絲液通過濕法紡絲機以20m/min噴絲速度噴絲進入溫度為45℃的第一凝固浴中凝固、牽伸，其中凝固浴溶液中含各組分的質(zhì)量數(shù)分別為氯化鈣3％、氯化氫1.2％、十六烷基氯化吡咯鎓0.05％，復(fù)合纖維的牽伸比例為300％；經(jīng)過第一凝固浴的復(fù)合纖維進入溫度為60℃第二凝固浴中進行交聯(lián)、牽伸，凝固浴中含各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為甲醇2％、乙酸15％、戊二醛0.5％、硫酸鈉10％，在該溶液中交聯(lián)20min，復(fù)合纖維的牽伸比例為20％；復(fù)合纖維經(jīng)過集束牽伸、蒸汽烘干和熱定型等工序制得海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維材料。
實施例2將400克粘度為1000mPa·S的海藻酸鈉溶于2600克水中，在70℃充分?jǐn)嚢璧玫胶繛?％(質(zhì)量百分比)的海藻酸鈉溶液，加入一定量的次氯化鈉使其在海藻酸鈉溶液中的含量為0.05％；將60克聚合度為3000的聚乙烯醇充分溶解于440克90℃的水中，制成12％(質(zhì)量百分比)的溶液；將上述溶液在80℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌?、過濾、脫泡并靜置10小時制成紡絲液；紡絲液通過濕法紡絲機以25m/min噴絲速度噴絲進入溫度為30℃的第一凝固浴中凝固、牽伸，其中凝固浴溶液中含各組分的質(zhì)量數(shù)分別為氯化鈣6％、氯化氫0.6％、十六烷基氯化吡咯鎓0.09％，復(fù)合纖維的牽伸比例為400％；經(jīng)過第一凝固浴的復(fù)合纖維進入溫度為70℃第二凝固浴中進行交聯(lián)、牽伸，凝固浴中含各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為甲醇2％、乙酸5％、戊二醛0.5％、硫酸鈉5％，在該溶液中交聯(lián)15min，復(fù)合纖維的牽伸比例為50％；復(fù)合纖維經(jīng)過集束牽伸、蒸汽烘干和熱定型等工序制得海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維材料。
對實施例1、2所得值的海藻酸鹽/聚乙烯醇纖維進行力學(xué)性能進行測試，結(jié)果表明通過復(fù)合紡絲的方法可以提高海藻纖維的強度，并且降低了生產(chǎn)成本，實施例1，2的復(fù)合纖維強度分別為4.5cN/dTex和4.0cN/dTex，說明本發(fā)明的技術(shù)方案具有適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1.一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，包括溶解、攪拌、脫泡、牽伸、蒸汽烘干定型過程，其特征在于將粘度為300～1500mPa·S的海藻酸鈉溶于水中，得到含量為2～8％(質(zhì)量百分比)的海藻酸鈉溶液，加入化學(xué)助劑提高溶液的白度及穩(wěn)定性；將聚合度為1000～6000的聚乙烯醇充分溶解于50～100℃的水中，制成5～15％(質(zhì)量百分比)的聚乙烯醇溶液；將10-80∶90-20的海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液在30～100℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌?、過濾、脫泡制成紡絲液，然后再將紡絲液在第一和第二凝固浴中進行凝固、交聯(lián)、牽伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，其特征在于過濾脫泡后的紡絲液通過濕法紡絲機以10～80m/min噴絲速度噴絲進入第一凝固浴中凝固、牽伸，凝固浴的溫度為10～80℃，凝固浴含氯化鈣3～10％，氯化氫0.1～2％，加入0.05～1％(均為質(zhì)量百分比)的高級脂肪烷基鹵化吡咯鹽等助劑，纖維的牽伸比例為80～300％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，其特征在于復(fù)合纖維在第二凝固浴中進行交聯(lián)、牽伸，其凝固浴中含低級醇1～4％，脂肪酸10～25％，脂肪二醛0.1～2.0％，硫酸鈉6～14％(均為質(zhì)量百分比)，交聯(lián)溫度為30～70℃，交聯(lián)時間10～40min，牽伸比例為20～200％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，其特征在于化學(xué)助劑包括起漂白作用的次氯化鈉或雙氧水，助劑的濃度均控制在0.05～0.2％(質(zhì)量百分比)的范圍。
全文摘要
一種海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維及其制備方法，該海藻纖維的生產(chǎn)方法特征在于它包括將一定粘度、含量為2～8％(質(zhì)量百分比)的海藻酸鈉溶液與聚合度為1000～6000、含量為5～15％(質(zhì)量百分比)的聚乙烯醇水溶液在30～100℃條件攪拌混合，過濾，脫泡制成紡絲液。通過濕法紡絲機以10～80m/min噴絲速度噴絲進入第一凝固浴經(jīng)過凝固、牽伸，然后進入第二凝固浴中交聯(lián)、牽伸。復(fù)合纖維經(jīng)過集束牽伸、蒸汽烘干和熱定型等工序制得海藻酸鹽/聚乙烯醇復(fù)合纖維材料。通過該方法制備的復(fù)合纖維具有較好的強力、彈性以及生物相容性，可以應(yīng)用于民用紡織服裝領(lǐng)域、醫(yī)用紗布繃帶等醫(yī)用紡織品及產(chǎn)業(yè)用紡織品等領(lǐng)域等。
文檔編號D01F8/10GK1986920SQ20051013114
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者夏延致, 紀(jì)全, 孔慶山 申請人:青島大學(xué)