CN101956320A - 一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，属于合成纤维制造领域。其特征在于，在海藻酸钙纤维中按纤维质量0.5％～10％加入有机醛或环氧化合物，在20～60℃条件下处理1～45min，降低海藻酸钙纤维在遇有Na+、K+、H+等离子时与纤维中的Ca2+交换而发生的溶胀性。本发明通过海藻酸钠纤维与相关化学物质间的交联关系，部分或全部封闭海藻酸钙纤维中的钙离子，使得该纤维在遇有有Na+、K+、H+等离子时不再发生离子交换造成纤维明显的溶胀，采用本发明对海藻酸钙纤维进行处理后纤维的低溶胀有明显的降低。对于海藻酸钙纤维在纺织领域的应用，具有较高的现实意义。
Description
技术领域：
本发明涉及一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，属于合成纤维制造领域。
背景技术：
海藻纤维原料来自天然海藻中所提取的海藻多糖，含有对人体有益的氨基酸、维生素、矿物质等成分，可广泛应用于服用纺织品、医用非织造布、室内装饰及生物吸收材料等领域，制成的织物具有抗菌润颜、消炎止痒、美容等保健作用。作为纺织用纤维，海藻酸纤维已经有了很长的历史。1912～1940年，德国、日本和英国专利均发表了海藻酸盐经挤压可得到可溶性海藻纤维的报导。1944年，Speakman和Chamberlain对海藻酸纤维的生产工艺作了详细的报道。之后，许多科研工作者在纺丝液配制、凝固浴选择方面进行了改进，制备出强力近似于粘胶纤维的海藻纤维。
海藻酸钙纤维是将海藻酸钠与去离子水溶液按一定比例混合制成海藻酸钠纺丝液，以CaCl2为凝固浴经湿法纺丝制得的一种新型再生纤维。在纤维凝固成形过程中，发生了Na+-Ca2+离子间的交换反应。据已有的研究资料表明，纯海藻酸盐纤维具有优异高吸水性、易去除性、成胶阻塞性、生物相容性以及可降解吸收等性能，特别适合于医用纱布、敷料等医卫用途，是一种有发展前景的新型产业用纺织材料。
从结构上看，海藻酸是由含有较多羟基的β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸按照无规嵌段方式构成的高分子化合物，海藻酸钙纤维主要是由钙离子与古罗糖醛酸钠中的钠离子交换并与两个海藻酸单体中的羧基结合形成分子间的交联结构。
研究发现，海藻酸钙纤维在有Na+、K+、H+等离子存在的情况下，纤维会出现逐步发生溶胀甚至溶解的现象，原因为上述离子与纤维中的部分Ca2+发生离子交换，导致原先呈现鏊合体结构的大分子链因为非Ca2+的进入而转变为可溶性的海藻酸钠或海藻酸解，由此导致纤维的有限溶胀直至溶解。
对海藻酸钙纤维而言，据其最终用途的不同，纤维的有限溶胀直至溶解具有合理的现实性。从目前医卫敷料应用看，有限溶胀有其有益的一面，依据海藻纤维所具有的良好的生物降解性、生物相容性、增稠性以及高吸湿性，应用于外科创面可以吸收大量外科伤口渗出物、有易去除性、用在外科创伤治疗时，敷料可以整片拿下，对创口新生组织有极大的保护作用，可以避免换药时出现的二次伤害。
但是，此一性质对于将海藻酸钙纤维应用于纺织领域，就会发生因染整加工过程遭遇盐溶液而发生纤维溶胀甚至溶解，使纺织加工失败而限制了这一高档原料在纺织面料领域中的应用。
基于此，本发明旨在研究探讨海藻酸钙纤维因离子交换而发生溶胀的问题，从而提出一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法。
为实现本发明的目的所采取的技术方案如下，
一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于，在海藻酸钙纤维中按纤维质量0.5％～10％加入有机醛或环氧化合物，在20～60℃条件下处理1～45min，降低海藻酸钙纤维在遇有Na+、K+、H+等离子时与纤维中的Ca2+交换而发生的溶胀性。
进一步地：
在海藻酸钙纤维中加入有机醛溶液，有机醛溶液为含有1～6个碳原子的单醛或二醛有机化合物溶液，调整pH5～9，在20～60℃条件下处理1～15min。
在海藻酸钙纤维中加入环氧化合物，环氧化合物为含有2～8个碳原子的含氯环氧化合物，调整pH 6～10，在20～60℃条件下处理5～45min。
本发明的有益效果如下：
海藻酸钙纤维是以来源丰富的海藻资源--海藻酸(钠)为原料通过湿法纺丝制备的具有医用和服用性能的环保型纺织新材料，该纤维具有与甲壳素纤维相媲美的优良性能，纤维的吸湿性能优良，手感柔软，光泽好，并具有天然的阻燃性和可降解性。海藻酸钙纤维的研发成功及其工业化，丰富了我国自主创新的新型纤维种类，符合国家发展绿色纺织品及其高新科技含量的要求。对天然资源的充分循环利用、丰富医用和服用纺织品品种、提升医用和服用纺织品的档次，具有重要的学术价值和重大的社会经济意义。
本发明一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的新工艺中，通过海藻酸钠纤维与相关化学物质间的交联关系，部分或全部封闭海藻酸钙纤维中的钙离子，使得该纤维在遇有有Na+、K+、H+等离子时不再发生离子交换造成纤维明显的的溶胀，采用本发明对海藻酸钙纤维进行处理后纤维的低溶胀有明显的降低。
该发明作为一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，对于海藻酸钙纤维在纺织领域的应用，具有较高的现实意义。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下述实施例中：
实验表明，海藻酸钙纤维在60℃、30％owf的NaCl溶液中浸泡10min时具有最大溶胀性能。因此，对于处理前后海藻酸钙纤维溶胀性能的变化效果的检验测试将在此条件下进行。
实施例1
有机醛溶液的配置：把10g纯有机醛溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的有机醛溶液。
根据海藻酸钙纤维的质量移取1.5％(o.w.f)的纯有机醛，配置成有机醛溶液，取2g左右海藻酸钙纤维样品置于40℃的上述溶液中，有机醛溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH5～9，处理6Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低31％。
实施例2
处理方法同实施例1，区别在于：有机醛选择甲醛，加入量为纤维质量的0.5％，处理温度为28℃，处理时间5Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低20％。
实施例3
处理方法同实施例1，区别在于：有机醛选择乙二醛，加入量为纤维质量5％，处理温度为28℃，处理时间10Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低28％。
实施例4
环氧化合物溶液配置：把10g纯的含有2个碳原子的含氯环氧化合物溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的含氯环氧化合物溶液。
根据海藻酸钙纤维的质量移取9％(o.w.f)纯的含有2个碳原子的含氯环氧化合物，配置成环氧化合物溶液，将约2g左右海藻酸钙纤维样品置于40℃的上述溶液中，含氯环氧化合物溶液与纤维质量比为50∶1；调整pH 6～10，处理30Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低24％。
实施例5
处理方法同实施例4，区别在于：环氧化合物为含有3个碳原子的含氯环氧化合物，处理温度为60℃，处理时间为25min；处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低25％。
Claims (8)
1.一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于，在海藻酸钙纤维中按纤维质量0.5％～10％加入有机醛或环氧化合物，在20～60℃条件下处理1～45min，降低海藻酸钙纤维在遇有Na+、K+、H+离子时与纤维中的Ca2+交换而发生的溶胀性。
2.根据权利要求1所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：在海藻酸钙纤维中加入有机醛溶液，有机醛溶液为含有1～6个碳原子的单醛或二醛有机化合物溶液，调整pH5～9，在20～60℃条件下处理1～15min。
3.根据权利要求1所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：在海藻酸钙纤维中加入环氧化合物，环氧化合物为含有2～8个碳原子的含氯环氧化合物，调整pH 6～10，在20～60℃条件下处理5～45min。
4.根据权利要求2所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：根据海藻酸钙纤维的质量移取1.5％(o.w.f)的纯有机醛，配置成有机醛溶液，有机醛溶液配置如下：把10g纯有机醛溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的有机醛溶液；取2g左右海藻酸钙纤维样品置于40℃的上述有机醛溶液中，有机醛溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH5～9，处理6Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低31％。
5.根据权利要求4所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：根据海藻酸钙纤维的质量移取0.5％(o.w.f)的纯甲醛，配置成甲醛溶液，甲醛溶液配置如下：把10g纯甲醛溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的甲醛溶液；取2g左右海藻酸钙纤维样品置于28℃的上述甲醛溶液中，甲醛溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH5～9，处理5Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低20％。
6.根据权利要求4所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：根据海藻酸钙纤维的质量移取5％(o.w.f)的纯乙二醛，配置成乙二醛溶液，乙二醛溶液配置如下：把10g纯乙二醛溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的乙二醛溶液；取2g左右海藻酸钙纤维样品置于28℃的上述乙二醛溶液中，乙二醛溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH5～9，处理10Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低28％。
7.根据权利要求3所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：根据海藻酸钙纤维的质量移取9％(o.w.f)的纯的含有2个碳原子的含氯环氧化合物，配置成含氯环氧化合物溶液，含氯环氧化合物溶液配置如下：把10g纯的含有2个碳原子的含氯环氧化合物溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的含氯环氧化合物溶液；取2g左右海藻酸钙纤维样品置于40℃的上述含氯环氧化合物溶液中，含氯环氧化合物溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH6～10，处理30Min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低24％。
8.根据权利要求3所述的一种降低海藻酸钙纤维溶胀性的方法，其特征在于：根据海藻酸钙纤维的质量移取9％(o.w.f)的纯的含有3个碳原子的含氯环氧化合物，配置成含氯环氧化合物溶液，含氯环氧化合物溶液配置如下：把10g纯的含有3个碳原子的含氯环氧化合物溶于适量蒸馏水中，稀释到1000mL，配制成0.01g/ml的含氯环氧化合物溶液；取2g左右海藻酸钙纤维样品置于60℃的上述含氯环氧化合物溶液中，含氯环氧化合物溶液与纤维质量比为50∶1，调整pH6～10，处理25min，处理后的海藻酸钙纤维溶胀性降低25％。
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