CN103184582A - 一种pva复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVA复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法，将聚乙烯醇加入到去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，加热升温加速溶解，保温直到溶液中不再含有微小颗粒，再经滤网过滤，得到聚乙烯醇溶液；加入硼、铜、钛化合物中的至少一种，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液；将纤维素溶液与预交联后的聚乙烯醇溶液共混制备纺丝原液，通过凝固浴进行纺丝、湿热牵伸定型、二浴进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束，丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维，利用预交联、进一步交联及继续交联三次交联使添加的聚乙烯醇与纤维分子间形成网状的交联结构，提高了纤维素纤维的强度和模量。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯醇(PVA)复合高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，具体地说，涉及一种以纤维素浆粕和聚乙烯醇(PVA)为原料生产的一种PVA复合高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，属于纺织技术领域。
技术背景
纤维素类纤维主要是粘胶纤维，由于吸湿性好，穿着舒适，可纺性优良，应用广泛，常与棉、毛或各种合成纤维混纺、交织、用于各类服装及装饰用纺织品。但普通纤维素纤维也存在一些严重的缺点，主要是湿态时被水溶胀，强度明显下降，织物洗涤搓揉时易于变形（湿模量低），尺寸稳定性差，在小负荷下容易变形，耐磨性较差，影响织物的服用性能。
随着纤维素纤维生产技术的不断优化进步以及生产设备的不断革新，纤维素纤维的力学性能不断提高，新型纤维不断出现，如溶剂纺纤维、高湿模量纤维等。公开号为CN101591814B的专利公开了一种高湿模量纤维的制造方法，该纤维生产过程复杂，工艺条件，操作控制困难，纤维脆性较大。公开号为CN101694019B的专利公开了一种溶剂法高湿模量竹纤维及其制备方法，该纤维生产工艺条件要求严格，设备以及溶剂投资高，溶剂回收问题不能得到有效解决，生产成本较高。
国内一些纤维素纤维生产厂家开始摸索其它的工艺方法来提高纤维素纤维的强度和模量。聚乙烯醇纤维(PVA纤维)是一种很有价值的功能性差别化纤维，其强度高、伸度低、模量大、耐酸碱、耐侯性和吸湿性好，目前PVA纤维取得深度开发，对其成型研究也越来越多。公开号为CN102851774A的专利公开了一种提高粘胶纤维强度的方法，该方法是以粘胶为基体，聚乙烯醇为增强材料，但纺丝速度慢，后续交联时间长，交联效果差，不利于产业化生产，且交联过程中用到甲醛，增加了对人体的危害和环境污染。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种PVA复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法，工艺简单，以纤维素浆粕和聚乙烯醇为原料，通过调整凝固浴组成比例，使两者同时成型，在生产过程中进行预交联、进一步交联以及继续交联等三次交联固化和后处理，制备PVA复合高强度高模量纤维素纤维。在交联固化过程中没有用到甲醛，对人体无危害和造成环境污染。
该纤维不仅具有纤维素纤维的一系列优点，而且纤维的湿强度、模量较普通纤维素纤维有显著提高，该纤维兼具纤维素纤维和PVA纤维的特点，为再生纤维素类纤维的功能性开发提供新的思路和方法，具有较好的发展前景。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种PVA复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括制备纺丝原液、纺丝成型和后处理步骤；
所述制备纺丝原液步骤包括：
聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为1000～20000的聚乙烯醇加入到20～40℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至85～95℃加速溶解，并保温2～4小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为5%～20%的聚乙烯醇溶液；
纺丝原液的制备：在聚乙烯醇溶液中按重量比0.5%～5%加入硼、铜、钛化合物中的至少一种，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液；将纤维素溶液与预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比1:1～20:1共混制备纺丝原液。
优选地，所述纤维素溶液按照以下步骤制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为6%～10%，含碱4%～8%。
优选地，所述其中纺丝原液固含量5.5%～15%，含碱2%～7.6%。
优选地，所述纺丝成型步骤包括：
所述纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束。
优选地，所述凝固浴由30～100g/L的硫酸，5～20g/L的硫酸锌、硫酸铝或两者的混合物，100～400g/L的硫酸钠组成，凝固浴温度为30～50℃。
优选地，所述湿热牵伸定型及牵伸比率包括：喷丝头牵伸-10%～30%，盘间牵伸20%～50%，二浴牵伸5%～15%。
优选地，所述二浴温度≥90℃，由10～20g/L的硫酸，300～420g/L的硫酸钠，20～80g/L乙二醛、戊二醛、硼砂、硼酸中的一种或几种组成。
优选地，所述后处理步骤包括：
所述纺丝成型步骤所得丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维。
优选地，所述继续交联浴由30～70g/L乙二醛、戊二醛、硼砂、硼酸的至少一种组成或者辐射交联，交联时间约为5～10min。
优选地，所述精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，脱硫浴：NaOH 2.5～7.0g/L，漂白浴：H2O2或NaClO 0.5～5.0g/L，油浴：3.0～8.0g/L ，烘干温度：110～125℃。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：通过调整聚乙烯醇溶液与纤维素溶液的比例和凝固浴组份组成比例，使聚乙烯醇与纤维素同时成型，硼、铜、钛化合物可以与PVA发生交联，抑制纺丝过程中大分子结晶，易于初生纤维的后拉伸；这里的预交联是指硼、铜、钛化合物与聚乙烯醇之间形成交联结构，抑制PVA分子间或者分子内氢键的形成，以使PVA大分子之间有适当缠结程度，利于与纤维素溶液共混时能形成初步交联，利用预交联、进一步交联及继续交联三次交联使添加的聚乙烯醇形成网状的交联结构，以提高纤维素纤维的强度和模量，制备出以纤维素纤维为基体的PVA复合高强度高模量纤维素纤维的干强≥3.2cN/dtex，湿强≥1.8cN/dtex，湿模量≥0.6cN/dtex，具有较好的机械性能，纺织加工性好。本发明所述的制备方法，工艺简单，操作控制方便，在现有纤维素纤维生产工艺及设备的基础上就可完成，易于实现产业化生产，制得的复合纤维的强度和模量较普通纤维素纤维有较大提高。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解工序制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为10%，含碱8%；
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为3000的聚乙烯醇加入到40℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至95℃加速溶解，并保温2小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，制备出质量分数为20%聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比5%加入硼化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比1:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：13.3%，含碱：5.3%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇。
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴即塑化浴进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为30℃，凝固浴中硫酸100g/L，硫酸锌10g/L，硫酸钠400g/L；
喷丝头牵伸-10%，盘间牵伸30%，二浴牵伸8%；
二浴：温度92℃，硫酸10g/L，硫酸钠420g/L，乙二醛80g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：硼砂70g/L，交联时间为8min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 2.5g/L，漂白浴：H2O2 1.0g/L，油浴：3.0g/L，烘干温度：110℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度1.33dtex，干强4.61cN/dtex，湿强2.82cN/dtex，湿模量0.92cN/dtex。
实施例2，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为8.2%，含碱5.8%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为12000的聚乙烯醇加入到30℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至90℃加速溶解，并保温3小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为15%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比3.0%加入钛化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比5:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：8.91%，含碱：5.16%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇。
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为40℃，硫酸：60g/L，硫酸锌：20g/L，硫酸钠：320g/L；
喷丝头牵伸0%，盘间牵伸25%，二浴牵伸12%；
二浴：温度96℃，硫酸15g/L，硫酸钠360g/L，戊二醛50g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：乙二醛50g/L，交联时间为6min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 4.0g/L，漂白浴：H2O2 1.5g/L，油浴：4.0g/L，烘干温度：115℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度1.56dtex，干强3.82cN/dtex，湿强2.63cN/dtex，湿模量0.86cN/dtex。
实施例3，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为7.5%，含碱4.8%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为15000的聚乙烯醇加入到20℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至92℃加速溶解，并保温2.5小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为10%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比2.0%加入铜化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比10:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：7.69%，含碱：4.46%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇；
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为50℃，硫酸：40g/L，硫酸锌：15g/L，硫酸钠：260g/L；
喷丝头牵伸10%，盘间牵伸35%，二浴牵伸10%；
二浴：温度95℃，硫酸20g/L，硫酸钠300g/L，硼砂60g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：利用r射线辐射交联，交联时间为5min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 4.5g/L，漂白浴：H2O2 2.0g/L，油浴：5.0g/L，烘干温度：120℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度1.67dtex，干强3.53cN/dtex，湿强2.34cN/dtex，湿模量0.73cN/dtex。
实施例4，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为9.2%，含碱6.5%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为8000的聚乙烯醇加入到35℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至88℃加速溶解，并保温3.5小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为18%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比4.0%加入铜化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比15:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：9.75%，含碱：6.09%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇；
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为48℃，硫酸：80g/L，硫酸铝：12g/L，硫酸钠：350g/L；
喷丝头牵伸20%，盘间牵伸30%，二浴牵伸8%；
二浴：温度92℃，硫酸16g/L，硫酸钠350g/L，硼酸70g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：利用微波辐射，交联时间为7min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 5.0g/L，漂白浴：NaC1O（次氯酸钠） 2.0g/L，油浴：6.0g/L，烘干温度：118℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度2.22dtex，干强3.31cN/dtex，湿强2.16cN/dtex，湿模量0.69cN/dtex。
实施例5，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为6.0%，含碱4%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为5000的聚乙烯醇加入到25℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至85℃加速溶解，并保温4小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为5%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比2.0%加入硼、铜、钛三种化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比20:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：5.95%，含碱：3.81%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇；
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为48℃，硫酸：50g/L，硫酸铝：12g/L，硫酸钠：280g/L；
喷丝头牵伸30%，盘间牵伸20%，二浴牵伸15%；
二浴：温度90℃，硫酸15g/L，硫酸钠320g/L，戊二醛和乙二醛70g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：乙二醛和戊二醛40g/L，交联时间为6min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 7.0g/L，漂白浴：NaC1O（次氯酸钠） 3.0g/L，油浴：8.0g/L，烘干温度：125℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度3.33dtex，干强3.18cN/dtex，湿强1.92cN/dtex，湿模量0.61cN/dtex。
实施例6，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为6.8%，含碱4.5%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为10000的聚乙烯醇加入到32℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至93℃加速溶解，并保温2.2小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为13%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比0.5%～5%加入硼、铜化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比18:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：8.07%，含碱：4.26%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇；
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为42℃，硫酸：70g/L，硫酸铝和硫酸锌混合物：15g/L，硫酸钠：330g/L；
喷丝头牵伸15%，盘间牵伸35%，二浴牵伸10%；
二浴：温度98℃，硫酸12g/L，硫酸钠380g/L，硼酸和硼砂混合物60g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：硼酸和硼砂混合物50g/L，交联时间为5min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 4.0g/L，漂白浴：NaC1O（次氯酸钠） 3.5g/L，油浴：3.5g/L，烘干温度：122℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度1.67dtex，干强3.43cN/dtex，湿强2.22cN/dtex，湿模量0.76cN/dtex。
实施例7，一种高强度高模量纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1、纺丝原液的制备
1)、纤维素溶液的制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解等步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为8.6%，含碱5.8%。
2)、聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为18000的聚乙烯醇加入到38℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至90℃加速溶解，并保温3.1小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为8%的聚乙烯醇溶液备用；
3)、纺丝原液的制备：将步骤2)制备的聚乙烯醇溶液中按重量比3.0%加入硼、钛化合物，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液备用；
将步骤1）所得纤维素溶液与步骤3）所得预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比8:1共混制备纺丝原液，其中纺丝原液固含量：8.53%，含碱：5.16%；有效成分指的纤维素溶液中的甲种纤维素和聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇；
2、纺丝成型
将上述制备的纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴(塑化浴)进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束；
凝固浴温度为38℃，硫酸：90g/L，硫酸铝和硫酸锌混合物：10g/L，硫酸钠：290g/L；
喷丝头牵伸25%，盘间牵伸25%，二浴牵伸12%；
二浴：温度93℃，硫酸18g/L，硫酸钠390g/L，戊二醛、乙二醛、硼酸及硼砂混合物80g/L，上述二浴使初步凝固成型的纤维束进一步进行交联。
3、后处理
经过二浴进一步交联后成型的丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维；
继续交联浴：戊二醛、乙二醛、硼酸及硼砂混合物40g/L，交联时间为3min；
精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，精练浴及浓度：脱硫浴：NaOH 4.8g/L，漂白浴：NaC1O（次氯酸钠） 3.6g/L，油浴：6.0g/L，烘干温度：122℃。
通过上述工艺制得纤维素纤维成品指标：纤度2.22dtex，干强3.33cN/dtex，湿强2.12cN/dtex，湿模量0.71cN/dtex。
以上实施例中，硼、铜、钛化合物均可以与PVA发生交联，抑制纺丝过程中大分子结晶，易于初生纤维的后拉伸，其用量相同，也可以是任意的。
戊二醛、乙二醛、硼酸和硼砂的用量相同，也可以是任意的。
硫酸铝和硫酸锌的用量相同，也可按任意比例混合加入。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PVA复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括制备纺丝原液、纺丝成型和后处理步骤；
所述制备纺丝原液步骤包括：
聚乙烯醇溶液的制备：将平均聚合度为1000～20000的聚乙烯醇加入到20～40℃的去离子水中，边加入边搅拌使其充分溶胀、分散，而后加热升温至85～95℃加速溶解，并保温2～4小时，直到溶液中不再含有微小颗粒为止，再经过滤网过滤杂质后，得到质量分数为5%～20%的聚乙烯醇溶液；
纺丝原液的制备：在聚乙烯醇溶液中按重量比0.5%～5%加入硼、铜、钛化合物中的至少一种，搅拌均匀形成预交联后的聚乙烯醇溶液；将纤维素溶液与预交联后的聚乙烯醇溶液按有效成分重量比1:1～20:1共混制备纺丝原液。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述纤维素溶液按照以下步骤制备：以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液，其中纤维素溶液中甲纤含量为6%～10%，含碱4%～8%。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述其中纺丝原液固含量5.5%～15%，含碱2%～7.6%。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述纺丝成型步骤包括：
所述纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，初生丝束经过湿热牵伸定型、二浴进一步交联成型，得到进一步交联后的丝束。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述凝固浴由30～100g/L的硫酸，5～20g/L的硫酸锌、硫酸铝或两者的混合物，100～400g/L的硫酸钠组成，凝固浴温度为30～50℃。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述湿热牵伸定型及牵伸比率包括：喷丝头牵伸-10%～30%，盘间牵伸20%～50%，二浴牵伸5%～15%。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述二浴温度≥90℃，由10～20g/L的硫酸，300～420g/L的硫酸钠，20～80g/L乙二醛、戊二醛、硼砂、硼酸中的一种或几种组成。
8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述后处理步骤包括：
所述纺丝成型步骤所得丝束经过切断、继续交联浴、精练浴以及烘干后，得到PVA复合高强度高模量纤维素纤维。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述继续交联浴由30～70g/L乙二醛、戊二醛、硼砂、硼酸的至少一种组成或者辐射交联，交联时间约为5～10min。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述精练浴包括脱硫、漂白和上油步骤，脱硫浴：NaOH 2.5～7.0g/L，漂白浴：H2O2或NaClO 0.5～5.0g/L，油浴：3.0～8.0g/L ，烘干温度：110～125℃。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20141030 Address after: Dragon Road, 261100 Shandong city of Weifang province Hanting District No. 555 Applicant after: CHTC HELON CO., LTD. Address before: Dragon Road, 261100 Shandong city of Weifang province Hanting District No. 555 Applicant before: Shandong Hailong Co., Ltd. |
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Effective date of registration: 20151224 Address after: Dragon Road, 261100 Shandong city of Weifang province Hanting District No. 1825 Building No. 89 Patentee after: Constant day dragon (Weifang) new material Co., Ltd. Address before: Dragon Road, 261100 Shandong city of Weifang province Hanting District No. 555 Patentee before: CHTC HELON CO., LTD. |
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