CN101187081B - 一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 - Google Patents
一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101187081B CN101187081B CN2007101239306A CN200710123930A CN101187081B CN 101187081 B CN101187081 B CN 101187081B CN 2007101239306 A CN2007101239306 A CN 2007101239306A CN 200710123930 A CN200710123930 A CN 200710123930A CN 101187081 B CN101187081 B CN 101187081B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solvent
- percentage
- weight
- nmmo
- stoste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002904 solvent Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000009987 spinning Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N N-methylmorpholine N-oxide Chemical compound CN1(=O)CCOCC1 LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000008104 plant cellulose Substances 0.000 claims description 14
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims description 13
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 13
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 11
- SJRXVLUZMMDCNG-UHFFFAOYSA-N Gossypin Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1=C(O)C=C(O)C2=C1OC(C=1C=C(O)C(O)=CC=1)=C(O)C2=O SJRXVLUZMMDCNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- SJRXVLUZMMDCNG-KKPQBLLMSA-N gossypin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C(O)C=C(O)C2=C1OC(C=1C=C(O)C(O)=CC=1)=C(O)C2=O SJRXVLUZMMDCNG-KKPQBLLMSA-N 0.000 claims description 9
- WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N isobutyramide Chemical compound CC(C)C(N)=O WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 10
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 abstract 3
- WAZPLXZGZWWXDQ-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-4-oxidomorpholin-4-ium;hydrate Chemical compound O.C[N+]1([O-])CCOCC1 WAZPLXZGZWWXDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 abstract 1
- -1 NMMO monohydrate Chemical class 0.000 description 21
- ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N Propyl gallate Chemical compound CCCOC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 4
- 229940075579 propyl gallate Drugs 0.000 description 4
- 235000010388 propyl gallate Nutrition 0.000 description 4
- 239000000473 propyl gallate Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- AGXUVMPSUKZYDT-UHFFFAOYSA-L barium(2+);octadecanoate Chemical compound [Ba+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O AGXUVMPSUKZYDT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000011086 glassine Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003880 polar aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003586 protic polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 150000004685 tetrahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法，该溶剂包括以下重量百分比的组分：非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；并且，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内。采用本发明，缩短NMMO混合物的溶解时间，减少了NMMO溶剂的用量；降低了溶解温度，节省加热溶解的能源；减少了NMMO与纤维素的降解，因此降低了NMMO在循环工艺的损耗比例，并且，纺丝原液制备方法较现有技术更为简便，同时解决了溶液熔点较高、粘度较高的问题；因此节约了生产成本，提高了成品的品质和物性。并且，按常规纺丝溶液的粘度要求，可提高纺丝原液浓度，从而提高了产量和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及化纤纺丝，尤其涉及的是，一种再生NMMO(N-methylmorpholine-N-oxide，甲基氧化吗琳)纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法。
背景技术
NMMO是一种纤维素的优良溶剂，极易溶于水，易溶于乙醇、甲醇等极性有机溶剂，在热丙酮和苯中也有较高的溶解度，不溶于一般的有机溶剂。其可以和1-4个水分子结合，在室温条件下化学性质较为稳定；一般情况下，尤其是在工业应用中，NMMO以NMMO一水合物(NMMO·H2O)或NMMO二水合物(NMMO·2H2O)的形式应用较多，偶尔有NMMO三水合物(NMMO·3H2O)或NMMO四水合物(NMMO·4H2O)存在。其中，NMMO一水合物或NMMO二水合物是固态，NMMO三水合物或NMMO四水合物是液态。高温时，例如高于85℃，NMMO容易发生微量热分解，当温度大于120℃开始分解加速，并发生变色反应，高于175℃则可发生放热反应并气化分解，分解产物主要为N-甲基吗啉、吗啉和二氧化碳。
NMMO主要用作纤维生产的纺丝溶剂，用于生产高档纤维、玻璃纸和植物性食物肠衣。使用NMMO溶剂溶解纤维素具有工艺简单，对环境无污染，溶剂可回收，且溶解过程完全是物理过程的优点，因此采取NMMO为溶剂生产的人造纤维被称为“绿色纤维”。
NMMO可以与纤维素羟基形成新的氢键，使其溶解，但是由于过多氢键的存在，会导致溶液的熔点和粘度(即黏度)较高。熔点较高将会导致NMMO容易发生分解反应，从而不利于NMMO的回收再利用；粘度较高将会导致纺丝原液中所溶解的纤维素浓度较低，致使加工困难，从而影响产量。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法，能够得到熔点较低和粘度较低的再生纤维素纺丝原液。
本发明的技术方案如下：
一种再生纤维素纺丝原液的溶剂，其包括以下重量百分比的组分：由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；并且，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内。
所述的溶剂，其中，所述溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
一种再生纤维素纺丝原液，其中，包括以下重量百分比的组分：原液溶质10％-18％，原液溶剂82％-90％；其中，所述原液溶质为植物纤维素粉末或浆粕，聚合度为400-1300，所述原液溶质的含水率在重量百分比4％-6％；所述原液溶剂包括以下重量百分比的组分：由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；其中，所述原液溶剂的含水率在重量百分比15％以内。
所述的纺丝原液，其中，所述原液溶质为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000。
所述的纺丝原液，其中，所述原液溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％ 的热稳定剂。
一种再生纤维素纺丝原液的制备方法，其包括以下步骤：A1、采用重量百分比10％-70％的由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂，溶解重量百分比30％-90％的NMMO、NMMO水合物或其混合物，得到含水率在重量百分比15％以内的原液溶剂；A2、加入植物纤维素粉末或浆粕作为原液溶质，其中，原液溶质与原液溶剂的重量百分比为10％-18％∶82％-90％；所述植物纤维素的聚合度为400-1300、含水率在重量百分比4％-6％；A3、搅拌、膨润10-30分钟得到糊状物；A4、在85℃-120℃下加热溶解，并以300-500转/分旋转得到均质的纺丝原液。
所述的制备方法，其中，步骤A1中，还加入重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
所述的制备方法，其中，步骤A2中，所述植物纤维素为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000。
采用上述方案，本发明有效地缩短NMMO水合物及其混合物溶解纤维素的溶解时间，减少了NMMO溶剂的用量；降低了溶解温度，节省加热溶解的能源；从而减少了NMMO与纤维素的降解，因此降低了NMMO在循环工艺的损耗比例，并且，纺丝原液制备方法较现有技术更为简便，同时解决了在溶解中由于NMMO及其水合物与纤维素分子间的氢键作用而导致溶液熔点较高、粘度较高的问题；因此节约了生产成本，提高了成品的品质和物性。并且，按常规纺丝溶液的粘度要求，可以提高纺丝原液浓度，从而提高了产量和经济效益。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种再生纤维素纺丝原液的溶剂，其包括以下重量百分比的组分：非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；可以采用NMMO或其水合物；例如，NMMO水合物可以包括NMMO的一水合物、二水合物、三水合物或者四水合物，一般NMMO的一水合物或二水合物在工业应用中较常见；并且，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内，例如，将所述溶剂的含水率控制为重量百分比12％、13％、14％、14.5％、15％等等。需要说明的是，也可以采用30％-90％的NMMO以及各种NMMO水合物所组成的混合物制作本发明所述纺丝原液的溶剂。
更好的是，极性非质子溶剂占10％-65％，NMMO、NMMO水合物、或NMMO与各种NMMO水合物的混合物占35％-90％。
其中，极性非质子溶剂(Polar non-protic solvent，也称Polar aproticsolvent，非质子传递极性溶剂)至少包括丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)或环丁砜其中之一。当然，也可以是其中多种组成的混合溶剂，例如，采用二甲基甲酰胺与二甲基乙酰胺组合作为非质子传递极性溶剂。
更具体地说，本发明所述极性非质子溶剂在常温或较低温度下，例如70摄氏度以下，能够有效的溶解NMMO的一水合物和二水合物；并且，亲水性强，在凝固浴中可以按纺丝后续工艺的技术要求有效地导出；同时，相对于水而言，有较高的沸点和较低的蒸汽压，并且，对纤维素的纤维有一定的膨润性，能在纺丝原液的制作、使用、回收过程中封闭循环使用，并且损失较小。最好是采用二甲基亚砜或环丁砜作为极性非质子溶剂。
更好的是，所述溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。即，额外增加占溶剂重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂，用于防止和减少聚 合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联，增加非质子传递极性溶剂的回收利用率。本发明采用的稳定剂包括盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂及纯有机化合物类等等。例如，棓酸丙酯、氯化聚乙烯、硬脂酸钡、草酸钠等等，本发明不限定具体的热稳定剂，只要能够应用在具体的非质子传递极性溶剂中即可。
例如，将二甲基亚砜在常温下，或者在60-70℃下，溶解NMMO、NMMO一水合物或NMMO二水合物，也可以加入NMMO三水合物和/或NMMO四水合物作为纺丝原液的溶剂，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内。或者，含水率在13％、13.5％、14.5％或者14％以内，只要含水率在15％以内即可；二甲基亚砜和NMMO或其水合物的重量百分比为10-70∶90-30；例如，20％的二甲基亚砜和80％的NMMO，或者40％的二甲基亚砜和40％的NMMO水合物、以及20％的NMMO二水合物，或者60％的二甲基亚砜和40％的NMMO一水合物，或者50％的二甲基亚砜和20％的NMMO二水合物以及30％的NMMO一水合物，或者65％的二甲基亚砜和20％的NMMO一水合物、10％的NMMO二水合物以及5％的NMMO三水合物等等；并在混合溶剂中加入重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂，如0.06％的棓酸丙酯，即没食子酸丙脂(PG)，用于降低NMMO或其水合物以及纤维素的热降解。
以上，本发明采用过渡溶剂，即极性非质子溶剂，去溶解常温下为固态甚至是结晶态的NMMO水合物及其混合物，再用此混合溶剂去溶解纤维素纤维，因此可以大大减少直接由固态的NMMO水合物去溶解纤维素所需的溶解时间；并且，由于在混合溶剂中，过渡溶剂所占的重量百分比最大可达70％或以上，因此NMMO水合物及其混合物相变后与纤维素粉末在溶剂中能更为自由、均匀的膨润乃至迅速溶解。这样，可以有效地缩短溶解时间，并解决了在溶解中由于NMMO及其水合物与纤维素分子间的氢键作用而导致溶液熔点较高、粘度较高的问题。一般的，与单一NMMO及其水 合物溶剂相比，可以降低溶解温度20℃以上。
在此基础上，本发明还提出了一种再生纤维素纺丝原液，其中，包括以下重量百分比的组分：原液溶质10％-18％，原液溶剂82％-90％；例如，包括10％的原液溶质和90％的原液溶剂；或者，包括12％的原液溶质和88％的原液溶剂；或者，包括15％的原液溶质和85％的原液溶剂；或者，包括18％的原液溶质和82％的原液溶剂；一般来说，需要将纺丝原液的含水率控制在20％以内，较好是18.3％，或者18％更好的是，将纺丝原液的含水率控制在15％以内。
其中，所述原液溶质为植物纤维素粉末或浆粕，聚合度为400-1300，例如，DP500或者DP1200均可；所述原液溶质的含水率在重量百分比6％以内；例如，采用含水率在重量百分比5.8％的木纤维素或棉纤维素粉末作为所述原液溶质；更好的是，所述原液溶质为经制浆处理的木纤维素或棉纤维素及其粉末，即木纤维素或棉纤维素的浆粕，其聚合度为700-1000，例如，DP750、DP800、DP850、DP900或者DP950均可。
所述原液溶剂包括以下重量百分比的组分：非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或NMMO与其各种水合物的混合物30％-90％；其中，所述原液溶剂的含水率在重量百分比15％以内。
其中，所述非质子传递极性溶剂至少包括丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或环丁砜其中之一，具体同上所述。
如上所述，更好的是，所述原液溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
这样，与现有技术相比，由于使用了价格较低廉的过渡溶剂，即由非质子传递极性溶剂，以及NMMO、NMMO水合物或其混合物组成的原液溶剂，替代了价格较昂贵的NMMO溶剂，并且按替代比例降低了NMMO在循环工艺的损耗比例，可以降低50-60％甚至更多的损耗，因此极大的节约了生产成本，并且提高了纺丝溶液在聚集态时的安全性；在缩短工艺时 间的同时，减少了NMMO与纤维素的降解，提高了成品的品质和物性。
如图1所示，本发明还提出了一种再生纤维素纺丝原液的制备方法，比现有技术更为简便；其具体包括以下步骤。
A1、采用重量百分比10％-70％的非质子传递极性溶剂，溶解重量百分比30％-90％的NMMO、NMMO水合物或其混合物，得到含水率在重量百分比15％以内的原液溶剂；更好的是，还额外加入重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
A2、加入植物纤维素作为原液溶质，其中，原液溶质与原液溶剂的重量百分比为10％-18％∶82％-90％；所述植物纤维素经制浆处理，即成为植物纤维素浆粕，所述植物纤维素的聚合度(DP)为400-1300、含水率在重量百分比6％以内；一个较好的实施例是，所述植物纤维素为经制浆处理的木纤维素或棉纤维素粉末，聚合度为700-1000，含水率在重量百分比6％以内，例如，5％或者4％均可。
A3、搅拌、膨润10-30分钟得到糊状物；糊状物一般为浅黄色，膨润时间没有严格的限定，15-25分钟亦可，只要能够达到搅拌均匀、膨润效果好即可。也可以在加热条件下进行搅拌和膨润，例如，较好的是，在60℃-70℃下搅拌、膨润10-30分钟得到糊状物。
A4、在85℃-120℃下加热溶解，并以300-500转/分旋转得到均质的纺丝原液，例如，以350、400或450转/分旋转得到均质的纺丝原液，该原液一般呈琥珀色透明均质溶液，然后经常规过滤、脱泡即可经计量泵入纺丝组件。更好的是，为避免NMMO等可回收的原料降解，在85℃-96℃下加热溶解即可，这样，与现有技术相比，降低了溶解温度，因此可以节省加热溶解的能源。例如，可以在专用溶解搅拌罐中加热溶解，获得均质的纺丝原液。
这样，最后得到的纺丝原液粘度为1000-3000帕·秒(Pa·s)，例如，2500帕·秒；原液纺丝温度低于96℃。在其他条件相同的情况下，例如纤 维素的聚合度、溶液浓度、溶解温度等，本发明的再生纤维素纺丝原液的粘度远低于单一NMMO及其水合物溶剂所制得的纺丝原液的粘度。
纺丝原液粘度比较表如表1所示，可见本发明产物粘度值远低于现有产品，其中的温度为纺丝原液再加工的工艺温度。
| 专利持有者 | 纤维素DP | 浓度％ | 温度℃ | 粘度Pa·s |
| 台湾聚隆 | 1050 | 12 | 98 | 6500 |
| 聚隆对比单一溶剂 NMMO | 1050 | 12 | 98 | 12000 |
| 韩国韩一 | 885 | 12 | 110 | 15000 |
| 本发明产品 | 1000 | 12 | 96 | 3000 |
表1
采用二甲基亚砜作为极性非质子溶剂，制备得到的纺丝原液如表2所示，可见本发明产物熔点和粘度均较低。其中，第一、二、三行中的百分比为溶剂自身的重量百分比；第四行中的百分比为在溶剂中添加热稳定剂的重量百分比；第五、六行中的百分比为溶质占溶液的重量百分比。
| 二甲基亚砜(g) | 175.918(20％) | 425(50％) | 491.5572(60％) | 584.5905(65％) |
| NMMO·H<sub>2</sub>O(g) | 703.672(80％) | 170(20％) | 81.9262(10％) | 224.8425(25％) |
| NMMO·2H<sub>2</sub>O(g) | - | 255(30％) | 245.7786(30％) | 89.937(10％) |
| 棓酸丙酯(g) | 0.41(0.05％) | - | 0.738(0.09％) | 0.63(0.07％) |
| 木纤维素粉末(g) | 120(12％， DP1000) | - | 70(7％，DP700) | - |
| 棉纤维素粉末(g) | - | 150(15％， DP800) | 110(11％， DP1300) | 100(10％， DP400) |
| 膨润时间(分) | 10 | 30 | 20 | 25 |
| 溶解温度(℃) | 100 | 110 | 120 | 90 |
[0045]
| 转速(转/分) | 320 | 480 | 400 | 500 |
| 原液浓度 | 12％ | 15％ | 18％ | 10％ |
| 原液粘度Pa·s | 4200 | 5000 | 6500 | 1500 |
表2
采用环丁砜作为极性非质子溶剂，制备得到的纺丝原液如表3所示，可见本发明产物熔点和粘度均较低。需要说明的是，其中所用的NMMO纯度为97％，并且，采用棓酸丙酯替代草酸钠具有相近似的结果；同时，采用纤维素浆粕替代纤维素粉末也具有相近似的结果。
| 环丁砜(g) | 88.9466(10％) | 260.739(30％) | 336(40％) | 580.5352(70％) |
| NMMO(g) | 444.733(50％) | 521.478(60％) | - | 165.8672(20％) |
| NMMO·H<sub>2</sub>O(g) | - | - | 378(45％) | - |
| NMMO·2H<sub>2</sub>O(g) | 355.7864 (40％) | 86.913(10％) | 126(15％) | 82.9366(10％) |
| 草酸钠(g) | 0.534(0.06％) | 0.87(0.1％) | - | 0.664(0.08％) |
| 木纤维素粉末(g) | - | 50(5％， DP900) | - | 170(17％， DP1100) |
| 草纤维素粉末(g) | 110(11％， DP800) | 80(8％， DP500) | 160(16％， DP1200) | - |
| 膨润时间(分) | 12 | 28 | 15 | 18 |
| 溶解温度(℃) | 88 | 85 | 96 | 94 |
| 转速(转/分) | 300 | 350 | 450 | 430 |
| 原液浓度 | 11％ | 13％ | 16％ | 17％ |
| 原液粘度Pa·s | 3800 | 4300 | 4900 | 4500 |
表3
例如，按常规纺丝溶液的粘度要求，本发明的纺丝原液浓度可以提高 15％-18％，甚至是20％。按浓度提高18％计算，在同一生产线上，采用本发明，可以提高产量达30％以上。同时降低了能耗和物耗，降低了综合成本，提高了经济效益。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种再生纤维素纺丝原液的溶剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；并且，所述溶剂的含水率在重量百分比15％以内；所述溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
2.一种再生纤维素纺丝原液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：原液溶质10％-18％，原液溶剂82％-90％；
其中，所述原液溶质为植物纤维素粉末或浆粕，聚合度为400-1300，所述原液溶质的含水率在重量百分比4％-6％；
所述原液溶剂包括以下重量百分比的组分：由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂10％-70％；NMMO、NMMO水合物或其混合物30％-90％；其中，所述原液溶剂的含水率在重量百分比15％以内；所述原液溶质为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000；所述原液溶剂还包括重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂。
3.一种再生纤维素纺丝原液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、采用重量百分比10％-70％的由二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和/或环丁砜组成的非质子传递极性溶剂，溶解重量百分比30％-90％的NMMO、NMMO水合物或其混合物，得到含水率在重量百分比15％以内的原液溶剂；
A2、加入植物纤维素粉末或浆粕作为原液溶质，其中，原液溶质与原液溶剂的重量百分比为10％-18％∶82％-90％；所述植物纤维素的聚合度为400-1300、含水率在重量百分比4％-6％；
A3、搅拌、膨润10-30分钟得到糊状物；
A4、在85℃-120℃下加热溶解，并以300-500转/分旋转得到均质的纺丝原液；
其中，步骤A1中，还加入重量百分比为0.05％-0.1％的热稳定剂；
其中，步骤A2中，所述植物纤维素为木纤维素或棉纤维素，聚合度为700-1000。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101239306A CN101187081B (zh) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | 一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101239306A CN101187081B (zh) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | 一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101187081A CN101187081A (zh) | 2008-05-28 |
| CN101187081B true CN101187081B (zh) | 2010-12-01 |
Family
ID=39479674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101239306A Active CN101187081B (zh) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | 一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101187081B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101353824B (zh) * | 2008-09-10 | 2010-06-23 | 浙江大学 | 二次加溶剂物理溶解草植物纤维的方法 |
| TWI547609B (zh) * | 2013-08-29 | 2016-09-01 | 財團法人紡織產業綜合研究所 | 高濃度纖維素紡絲液的製備方法及不織布的製作方法 |
| CN105442055A (zh) * | 2014-08-26 | 2016-03-30 | 江苏南纬悦达纺织研究院有限公司 | 艾草纤维及其制备方法 |
| CN107735406A (zh) * | 2015-04-09 | 2018-02-23 | 丝芭博株式会社 | 极性溶剂溶液及其制造方法 |
| CN116120597A (zh) * | 2019-10-17 | 2023-05-16 | 武汉纺织大学 | 一种nmmo醇溶液快速溶解纤维素的方法 |
| WO2022145275A1 (ja) * | 2021-01-04 | 2022-07-07 | 旭化成株式会社 | セルロース繊維の製造方法 |
| CN114921950A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-19 | 张剑峰 | 一种轻质吸波面料及其制备方法 |
| CN115537955B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-09-29 | 新乡化纤股份有限公司 | 一种nmmo溶剂法菌草再生纤维素纤维及其制备方法 |
-
2007
- 2007-10-11 CN CN2007101239306A patent/CN101187081B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101187081A (zh) | 2008-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101187081B (zh) | 一种再生纤维素纺丝原液及其溶剂和制备方法 | |
| EP2690132B1 (en) | Solution of polysaccharide in solvent and method of producing formed article and polysaccharide derivative using this solution | |
| CN100558954C (zh) | 竹炭纤维素纤维制造方法 | |
| GB2481824A (en) | Fabrication of cellulose article from dope comprising ionic liquid and aprotic co-solvent | |
| GB2483427A (en) | Process for dissolving cellulose and casting films | |
| KR20080059878A (ko) | 셀룰로오스-폴리비닐알코올 가교 복합섬유의 제조방법 및이로부터 제조되는 가교 복합섬유 | |
| CN103790038A (zh) | 以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法 | |
| CN103541034A (zh) | 一种阻燃Lyocell纤维及其制备方法 | |
| US11535718B2 (en) | Method for preparing color masterbatch with natural dye | |
| CN110565192A (zh) | 一种原液着色制备姜黄抗菌再生纤维的方法 | |
| CN105330753B (zh) | 羧甲基纤维素钠制备方法 | |
| CN104262642A (zh) | NaOH/硫脲水溶液常温溶解纤维素的方法 | |
| CN101275369A (zh) | 一种溶解纤维素的溶剂及工业方法 | |
| CN102690356A (zh) | 一种羟乙基甲基纤维素的制备方法 | |
| CN109627346A (zh) | 稳定性良好的超低粘度乙基纤维素及其制备方法 | |
| CN101555321A (zh) | 溶剂组合物及其制备方法和用途 | |
| TWI547609B (zh) | 高濃度纖維素紡絲液的製備方法及不織布的製作方法 | |
| CN104072622A (zh) | 纤维素氨基甲酸酯的制备及其低温溶解纺丝方法 | |
| CN113136632A (zh) | 一种纤维素功能浆料的制备方法 | |
| CN101871129A (zh) | 高固含量碱溶羟乙基纤维素纤维纺丝原液的制备方法 | |
| CN107304246A (zh) | 一种溶解纤维素的溶剂及其用途 | |
| CN106188314B (zh) | 一种改性混合纤维素醚的制备方法及由该方法获得的产品 | |
| CN105780173B (zh) | 纤维的制备方法与纺丝粘液 | |
| TWI695015B (zh) | α-纖維素之製備方法、紡絲組合物、及纖維材料 | |
| US2465520A (en) | Textile treatment with alkali-zincate solutions of cellulose ethers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ye Zhaoqing Inventor after: Liao Jianhua Inventor after: Zhang Qunsheng Inventor before: Liao Jianhua Inventor before: Zhang Qunsheng |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171013 Address after: Ba Ling Village 444100 Hubei city of Yichang Province Dangyang city baling Office Patentee after: HUBEI XINYANG SPECIAL FIBER Co.,Ltd. Address before: 518000 Guangdong province Shenzhen City Guanlan cattle Stone Village Lake Road No. 163 Patentee before: Yuanjiu Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190313 Address after: 444100 No. 333 Changban Road, Dangyang City, Yichang City, Hubei Province (Jinqiao Industrial Park) Patentee after: Dangyang Hongyang New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 444100 Baling Village, Baling Office, Dangyang City, Yichang City, Hubei Province Patentee before: HUBEI XINYANG SPECIAL FIBER Co.,Ltd. |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Regenerated cellulose spinning solution and its solvent and preparation method Effective date of registration: 20200513 Granted publication date: 20101201 Pledgee: Yichang Guohua chemical industry transformation and upgrading Investment Co.,Ltd. Pledgor: Dangyang Hongyang New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2020980002170 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230614 Granted publication date: 20101201 Pledgee: Yichang Guohua chemical industry transformation and upgrading Investment Co.,Ltd. Pledgor: Dangyang Hongyang New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2020980002170 |