CN105887228A - 利用紫外光辅助干法纺丝产多孔二醋酸纤维丝束的制备方法 - Google Patents

利用紫外光辅助干法纺丝产多孔二醋酸纤维丝束的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸丝束的方法，将二醋酸纤维素溶解于纺丝溶剂，在紫外光下进行喷丝、牵伸，使溶剂挥发，最终得到多孔二醋酸纤维丝束。本发明显著增大二醋酸纤维丝束比表面积，生产成本低，生产工艺简单，易于实现大规模的生产，可以减少有毒试剂的使用、回收及后处理等生产过程。

Description

利用紫外光辅助干法纺丝产多孔二醋酸纤维丝束的制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，具体为一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法。
背景技术
醋酸纤维是再生纤维素纤维中仅次于黏胶纤维的第二大品种，是纤维素衍生物中最早实现商品化生产且不断发展的纤维素有机酸酯。由于二醋酸纤维素的独特性质，使其广泛应用于过滤材料（如香烟滤嘴），局部和透皮释药，生物传感器，生物医药分离，生物医用纳米复合材料等方面。然而，能够快速高效的制备出具有更高的比表面积的二醋酸纤维素，将会更大的推动其在各个领域的应用。多孔材料也是当今研究的热点之一，多孔材料是在纤维表面或纤维内部形成凹凸不平的状态，这将有利于提高材料的扩散性、存储能力和比表面积，这对需要大的接触面积的应用十分有利。有研究表明，在过滤领域，多孔结构将极大增大吸附量。
常用的制备多孔二醋酸纤维的溶剂为丙酮和二氯甲烷复合溶剂，但二氯甲烷具有毒性，采用常规无毒有机试剂的挥发性有太低，不利于生产制备。本发明探索了一种利用非二氯甲烷等有毒试剂纺制多孔纤维的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种绿色环保的利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的制备方法，该方法制备的多孔二醋酸纤维丝束能大大增加二醋酸纤维丝束产品的比表面积，生产成本低，生产工艺简单，易于实现大规模的生产，同时能减少有毒试剂的使用以及减少有毒试剂的回收及后处理。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，将二醋酸纤维素溶解于纺丝溶剂，在紫外光下进行喷丝、牵伸，使溶剂挥发，最终得到多孔二醋酸纤维丝束。
本发明的进一步改进在于：所述纺丝溶剂为丙酮和丙烯酸甲酯混合溶剂。
本发明的进一步改进在于：所述纺丝溶剂中丙酮和丙烯酸甲酯混合比例为10：1~1：10。
本发明的进一步改进在于：所述二醋酸纤维素质量浓度为15~35wt%。
本发明的进一步改进在于：所述喷丝速度为0.5~5mL/min。
本发明的进一步改进在于：所述紫外光由紫外蒸发器产生。
本发明的进一步改进在于：所述紫外蒸发器的功率为100~2000w。
本发明的进一步改进在于：所述多孔二醋酸纤维丝束直径100~400nm。
本发明的进一步改进在于：所述多孔二醋酸纤维丝束比表面积5~20平方米/克。本发明与现有技术相比具有以下优点：
利用溶剂热致相分离原理，通过无毒性的丙烯酸甲酯和丙酮作为混合溶剂进行制孔，增大了二醋酸纤维丝束的比表面积，其生产成本低，生产工艺简单，易于实现大规模的生产，本发明在保证制孔效果的同时使用绿色溶剂，一方面可以减少有毒试剂的使用以及减少有毒试剂的回收及后处理等生产过程，提供较适宜的生产条件；另一方面利用紫外线高温照射可以使溶剂快速挥发，提高生产效率。本发明生产的多孔二醋酸纤维丝束产品可过滤材料，生物医用复合材料等领域，尤其适用于香烟滤嘴过滤。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
称取二醋酸纤维素4.45g，将其溶解在20mL丙烯酸甲酯和丙酮的混合溶液中，丙烯酸甲酯和丙酮体积比为6:4，室温搅拌至二醋酸纤维素全部溶解，其二醋酸纤维素质量浓度为20wt%。以3mL/min的速度挤压出喷丝板后，通过牵伸装置牵伸，在功率为400w紫外蒸发器照射，溶剂挥发，得到多孔二醋酸纤维丝束，丝束直径为240nm，比表面积为10平方米/克。
实施例2
称取二醋酸纤维素7.05g，将其溶解在20mL丙烯酸甲酯和丙酮的混合溶液中，丙烯酸甲酯和丙酮体积比为7:3，室温搅拌至二醋酸纤维素全部溶解，其二醋酸纤维素质量浓度为28wt%。以5mL/min的速度挤压出喷丝板后，通过牵伸装置牵伸，在功率为600w紫外蒸发器照射，溶剂挥发，得到多孔二醋酸纤维丝束，丝束直径为300nm，比表面积为12平方米/克。
实施例3
称取二醋酸纤维素5.8g，将其溶解在20mL丙烯酸甲酯和丙酮的混合溶液中，丙烯酸甲酯和丙酮体积比为8:2，室温搅拌至二醋酸纤维素全部溶解，其二醋酸纤维素质量浓度为24wt%。以2mL/min的速度挤压出喷丝板后，在功率为600w紫外蒸发器照射，通过牵伸装置牵伸，溶剂挥发，得到多孔二醋酸丝束，其直径为260nm，比表面积为8平方米/克。
对比实施例1
称取二醋酸纤维素6.35g，将其溶解在20mL丙烯酸甲酯和丙酮的混合溶液中，丙烯酸甲酯和丙酮体积比为7:3，室温搅拌至二醋酸纤维素全部溶解，其二醋酸纤维素质量浓度为26wt%。以5mL/min的速度挤压出喷丝板后，通过牵伸装置牵伸，在无紫外蒸发器照射时，不能得到多孔二醋酸丝束。
本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。

Claims (9)

1.一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：将二醋酸纤维素溶解于纺丝溶剂，在紫外光下进行喷丝、牵伸，使溶剂挥发，最终得到多孔二醋酸纤维丝束。
2.根据权利要求1所述的一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述纺丝溶剂为丙酮和丙烯酸甲酯混合溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述纺丝溶剂中丙酮和丙烯酸甲酯混合比例为10：1~1：10。
4.根据权利要求1所述的一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述二醋酸纤维素的质量浓度为15~35wt%。
5.根据权利要求1所述一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述喷丝速度为0.5~5mL/min。
6.根据权利要求1所述一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述紫外光由紫外蒸发器产生。
7.根据权利要求6所述一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述紫外蒸发器的功率为100~2000w。
8.根据权利要求1所述一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述多孔二醋酸纤维丝束直径100~400nm。
9.根据权利要求1所述一种利用紫外光辅助干法纺丝制备多孔二醋酸纤维丝束的方法，其特征在于：所述多孔二醋酸纤维丝束比表面积5~20平方米/克。
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