CN101054735A - 纳米级增强粘胶纤维的制备方法及利用该方法制备的纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米级增强粘胶纤维的制备方法及利用该方法制备的纤维，为采用纤维素黄酸酯经溶解、脱泡等工序制备纺丝粘胶，在制备纺丝粘胶工序中加入相对纤维素重量0.2～1.8％的纳米级二氧化钛混合均匀制得纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶，然后采用纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶经纺丝成型制备成品纳米级增强粘胶纤维。本发明工艺简单，便于操作，生产的粘胶纤维，其强伸度、韧性、模量均有增强，提高了粘胶纤维的物理机械性能扩大粘胶纤维的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及纤维生产技术，尤其是涉及一种纳米级增强粘胶纤维的制备方法，以及利用该方法制备的纳米级增强粘胶纤维。
背景技术
普通粘胶纤维由于其具有优良的服用性能，所以得到广泛的应用。但是由于纤维素的特性，其强度、韧性、伸长和弹性模量在所有纺织纤维中是较低的，这影响了人们对粘胶纤维的应用。为了改善这种问题，人们采用各种方法来提高粘胶纤维的强度、韧性、伸长和弹性模量等各项性能，以使粘胶纤维能够得到尽可能多的应用。但是人们目前采用提高粘胶纤维的这些方法，大多工艺复杂，操作不便，并且在提高粘胶纤维的各项性能时不能兼顾，出现强度高而伸长低或弹性模量与强度不能同时提高等现象，这在一定程度上影响了粘胶纤维的发展及人们对其的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种纳米级增强粘胶纤维的制备方法，该方法工艺简单，便于操作，采用该方法生产的粘胶纤维，其强伸度、韧性、模量均有增强，提高了粘胶纤维的物理机械性能扩大粘胶纤维的使用范围。
本发明还提供了一种纳米级增强粘胶纤维，该纤维强度好、韧性高、具有优良的强伸度和弹性模量。
本发明纳米级增强粘胶纤维的制备方法，可以采用常规的粘胶纤维的生产方法来生产制得纤维素黄酸酯，如可以采用纤维素浆粕经过碱渍、压榨、粉碎和黄化等步骤来生产纤维素黄酸酯，而采用纤维素黄酸酯经溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶，并且在制备纺丝粘胶工序中加入相对纤维素重量0.2～1.8％的纳米级二氧化钛混合均匀制得纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶，纳米级二氧化钛可以采用粉体或浆状的形式加入。浆料可用去离子水按二氧化钛∶水为15∶85的比例制成，同时加入适量分散剂。并且采用在溶解工序、脱泡工序前等制纺丝粘胶的任何工序将二氧化钛加入混合以制得纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶，之后采用纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶经纺丝成型制备成品纳米级增强粘胶纤维，其纺丝过程中可以采用常规的纺丝凝固浴以及欠伸等后处理工序制得成品纳米级增强粘胶纤维，在生产过程中，可以根据生产的需要和对产品的要求，对生产纺丝工艺进行适当调整，这对本领域的技术人员来说，是所熟知的技术。为了使纳米级二氧化钛与纺丝粘胶混合均匀，在加入纳米级二氧化钛的同时，加入(相对二氧化钛)0.1～2％分散剂，分散剂可以采用三聚磷酸钠、六聚磷酸钠或V32(BEROL NOBEL＿NOBEL INDUSTRIESSWTDEN生产的一种改进加工性能的溶解浆和粘胶添加剂，为聚乙二醇烷基胺，在粘胶和纺丝浴中溶解佳，在粘胶中为非离子型，而在酸浴中为阳离子型，可与非离子型和阳离子型的粘胶和纺丝助剂相溶，可用来改善浆粕加工性能，其通常使用量为0.5～3克/公斤纤维素，初使用时，可采用0.1克/公斤纤维素，可以水溶液或弱碱性溶液在添加在黄酸酯的溶解过程中和脱泡后的粘胶中)、V315(为BEROL NOBEL＿NOBEL INDUSTRIES SWTDEN生产的用于改进型高强度粘胶丝和高湿模量纤维变性剂，粘胶中可溶，在粘胶中为非离子型，而在酸浴中为阳离子型，可与非离子型和阳离子型的粘胶和纺丝添加剂相溶。其使用在改进型高强度和高湿模量纤维中，使用量约为相对纤维素1～4％，可以添加在黄酸酯的溶解过程中和脱泡后的粘胶中)、V318(为BEROL NOBEL＿NOBEL INDUSTRIESSWTDEN生产的一种改进加工性能的添加助剂，其使用情况同V315)，而纳米级二氧化钛则可以采用粒径为10～30nm×60～90nm的针状金红石型纳米级二氧化钛。
采用上述制备方法，生产的纳米级增强粘胶纤维包括二氧化钛和纤维素，其含量二氧化钛0.15％～1.5％，纤维素86％～89％，其余为水份。纤维的干强在2.7～3.5dtex，湿态弹性模量0.25～0.35cN/dtex，干伸18～35％。
本发明的方法工艺简单，便于操作，无溶剂污染，操作方便、成本低，而且制得的粘胶纤维强度好、韧性高、具有优良的强伸度和弹性模量，提高了粘胶纤维的物理机械性能，扩大了粘胶纤维的使用范围，同时由于在本发明的制备过程中添加了纳米级二氧化钛，所以使得制得的纳米级增强粘胶纤维不仅具有纤维素纤维的特性，而且增加了二氧化钛所具有的特性，使制得的纤维具有显著的紫外线吸收功能。而制备的纳米级增强粘胶纤维，由于是采用了纤维素和纳米级二氧化钛制成的复合材料纤维，因此不仅具有较好的强度、韧性、优良的强伸度和弹性模量，同时提高了粘胶纤维的物理机械性能从而扩大粘胶纤维的使用范围，还具有紫外吸收功能和一定的抗菌性能。
具体实施方式
实施例一
采用普通粘胶纤维生产制胶过程，将纤维素浆粕经过碱渍、压榨、粉碎和黄化等步骤来生产纤维素黄酸酯，将纤维素黄酸酯进行溶解并同时加入0.2％(相对纤维素重量)、粒径￠20nm×80nm的针状金红石型纳米级二氧化钛粉，再按1.0％加入分散剂三聚磷酸钠，混合均匀经过滤、脱泡等工序制得纺丝粘胶，将含有该种纳米级二氧化钛的纺丝粘胶经常规的纺丝酸浴成型、欠伸等后处理得到纳米级增强粘胶纤维，制得的成品纳米级增强粘胶纤维中二氧化钛重量含量0.15％，纤维素重量含量88％，纤维干强在3.1cN/dtex，湿态弹性模量0.28cN/dtex，干伸28％。
实施例二
采用纤维素黄酸酯进行溶解、过滤、脱泡等工序制备粘胶，在脱泡前加入1.2％((相对纤维素重量)、粒径￠20nm×80nm针状金红石型纳米级二氧化钛，再按1.8％加入分散剂六聚磷酸钠，混合均匀制得纺丝粘胶，将含有该种纳米级二氧化钛的纺丝粘胶经常规的纺丝酸浴成型、欠伸等后处理得到纳米级增强粘胶纤维，制得的成品纳米级增强粘胶纤维中二氧化钛的重量含量1.5％，纤维素的重量含量87％，纤维干强在3.0cN/dtex，湿态弹性模量为0.29cN/dtex，干伸则为29％。
实施例三
采用普通粘胶纤维生产制胶过程，将纤维素浆粕经过碱渍、压榨、粉碎和黄化等步骤来生产纤维素黄酸酯，采用纤维素黄酸酯进行溶解、过滤、脱泡等工序制备粘胶，在脱泡前加入1.5％(相对纤维素重量)、粒径￠10nm×60nm针状金红石型纳米级二氧化钛，再按2％加入分散剂六聚磷酸钠，混合均匀制得纺丝粘胶，将含有该种纳米级二氧化钛的纺丝粘胶经常规的纺丝酸浴成型、欠伸等后处理得到纳米级增强粘胶纤维，制得的成品纳米级增强粘胶纤维中二氧化钛重量含量1.3％，纤维素重量含量87％，纤维干强在3.1cN/dtex，湿态弹性模量0.33cN/dtex，干伸30％。
实施例四
采用纤维素黄酸酯进行溶解、过滤、脱泡等工序制备粘胶，在溶解时加入0.5％(相对纤维素重量)的纳米级二氧化钛，再按0.1％加入分散剂V315，混合均匀经脱泡等工序制得纺丝粘胶，将含有该种纳米级二氧化钛的纺丝粘胶经常规的纺丝酸浴成型、欠伸等后处理得到纳米级增强粘胶纤维，制得的成品纳米级增强粘胶纤维中二氧化钛重量含量0.4％，纤维素重量含量88％，纤维干强在2.72cN/dtex，湿态弹性模量0.26cN/dtex，干伸20％。
Claims (7)
1、纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于在采用纤维素黄酸酯经溶解、脱泡等工序制备纺丝粘胶，在制备纺丝粘胶工序中加入相对纤维素重量0.2～1.8％的纳米级二氧化钛混合均匀制得纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶，然后采用纳米级二氧化钛和纤维素共混纺丝粘胶经纺丝成型制备成品纳米级增强粘胶纤维。
2、如权利要求1所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于：在加入纳米级二氧化钛的同时，加入相对二氧化钛重量的0.1～2％分散剂。
3、如权利要求2所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述分散剂采用三聚磷酸钠、或六聚磷酸钠、或V32、或V318、或V315。
4、如权利要求1所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述的纳米级二氧化钛为粒径10～30nm×60～90nm的针状金红石型纳米级二氧化钛。
5、如权利要求1到4中任一项所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述纳米级二氧化钛在纤维素黄酸酯溶解工序中加入。
6、如权利要求1到4中任一项所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述纳米级二氧化钛在纤维素黄酸酯脱泡工序前中加入。
7、采用如权利要求1所述的纳米级增强粘胶纤维的制备方法制备的纳米级增强粘胶纤维，其特征在于该纳米级增强粘胶纤维包括二氧化钛和纤维素，其重量份含量为二氧化钛0.15％～1.5％，纤维素86％～89％，纤维的干强在2.7～3.5dtex，湿态弹性模量0.25～0.35cN/dtex，干伸18～35％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |