CN109208112A - 含有聚电解质的纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有聚电解质的纤维及其制备方法，制备方法为：将聚电解质溶胶与纺丝液的混合液进行纺丝制得含有聚电解质的纤维；聚电解质溶胶中的分散相粒子主要为聚电解质结合物，制得的纤维主要由纤维基体以及分布在纤维基体内层和/或外层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物主要由可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质通过离子键结合形成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。本发明的一种含有聚电解质的纤维及其制备方法，能将阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液应用于纤维成形，且制得的含有聚电解质的纤维结构稳定，力学性能好，具有极好的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于功能纤维领域，涉及一种含有聚电解质的纤维及其制备方法。
背景技术
纤维的生产方法包括熔融纺丝法和湿法纺丝法。湿法纺丝法主要应用于分解温度低于熔融温度的高分子即无法进行熔融纺丝的高分子。再生纤维素纤维和聚丙烯腈纤维都运用湿法纺丝法进行生产。此外，湿法纺丝纤维还包括由种类繁多且性能各异的双组分高分子组成的湿法纺丝纤维。例如申请号为200410018449.7的专利通过溶液共混法制备的壳聚糖/羟甲基纤维素纤维。
聚电解质是指带有可电离基团的高分子，也称为高分子聚电解质，聚电解质包括合成聚电解质和天然聚电解质。聚电解质具有特殊的性质，如阴离子聚电解质海藻酸，其能够与银、锌和铜等金属离子形成离子键相互作用，既可起到抗菌作用，也可用于吸附水体中的重金属。此外，海藻酸还可用于制备海藻酸钙纤维或其他复合纤维，例如德国smartfiber公司开发的纤维素/海藻酸纤维，是将海藻酸颗粒加入纤维素纺丝液并湿法纺丝制得。但是海藻酸颗粒的粒径尺寸是微米级且难以进一步减小，因此纤维断裂强度较低，使用过程海藻酸颗粒还会脱落。
聚电解质存在聚电解质效应，聚电解质效应即带有可电离基团的长链高分子如聚电解质，在极性溶剂中发生电离，使高分子链上带有电荷的过程。利用湿法纺丝方法制备复合纤维时，两种带有不同电荷的聚电解质如含有阳离子的聚电解质和含有阴离子的聚电解质产生的聚电解质效应是一个不容忽视的问题。例如壳聚糖具有抗菌性能，而海藻酸具有优异的吸湿保湿性能，两者的复合物是敷料等医卫产品的理想原料。但是壳聚糖分子链上的氨基在酸性条件下质子化为带正电的-NH3 +，具有聚阳离子效应，而海藻酸分子链上含有羧基，具有聚阴离子效应。将壳聚糖溶液和海藻酸溶液混合，会因离子间相互作用而形成壳聚糖/海藻酸溶胶(例如申请号为200610018351.0的专利)。壳聚糖/海藻酸溶胶非均质且不稳定，无法通过湿法纺丝的方法成形。
因此，研究一种含有阳离子聚电解质和阴离子聚电解质且能稳定挤出成形的复合纤维湿法纺丝制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种含有阳离子聚电解质和阴离子聚电解质且能稳定挤出成形的含有聚电解质的纤维及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及分布在纤维基体内层和/或外层的聚电解质结合物组成，所述聚电解质结合物主要由可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质通过离子键结合形成，所述聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
优选的技术方案为：
如上所述的含有聚电解质的纤维，所述聚电解质结合物富集在纤维基体单侧表层，所述聚电解质结合物也可以分布在纤维基体内，结合物富集在纤维表面，则纤维芯层聚合物含量较少，能够减少对纤维芯层基体高分子结晶和取向结构的破坏，避免纤维力学性能的大幅降低。
如上所述的含有聚电解质的纤维，力学性能好，含有聚电解质的纤维的纤度为1.2～5.0dtex，干态断裂强度大于2.5cN/dtex，断裂伸长率大于5％。
本发明还提供一种制备如上所述的含有聚电解质的纤维的方法，将聚电解质溶胶与纺丝液的混合液进行纺丝制得含有聚电解质的纤维；所述聚电解质溶胶中的分散相粒子主要为所述聚电解质结合物。
优选的技术方案为：
如上所述的方法，所述分散相粒子带电，所述纺丝为湿法纺丝或干喷湿法纺丝，所述纺丝时在纺丝细流凝固前对其施加电场作用，所述电场的方向不同于纺丝细流的流动方向，电场的作用是使聚电解质结合物富集在纤维的表面，纤维芯层聚电解质结合物含量较少，能够减少对纤维芯层基体高分子结晶和取向结构的破坏，起到调控纤维中相态结构的作用。当不施加电场时，聚电解质结合物会均匀分布在纤维中，而不会产生富集，虽然不会富集，但是纤维的性能依然优良，本发明的关键点不在于此，保护范围同时包括施加和不施加电场的方案。
如上所述的方法，所述电场的方向垂直于纺丝细流的流动方向；所述施加电场作用是在纺丝组件中进行的，进入纺丝组件时混合液的温度比纺丝液中溶质的溶解温度高10～15℃，目的是使纺丝液的粘度下降，有利于聚电解质结合物的移动；所述电场为匀强电场，匀强电场有利于使聚电解质结合物沿纤维径向分布保持一致，避免因场强波动造成聚电解质结合物分布的不规律，强度为200～20000N/C。电场强度过高，聚电解质结合物和纤维基体分离，两者接触的界面面积变小，相互作用减弱，电场强度过低，则不能使聚电解质结合物移动。
如上所述的方法，所述聚电解质溶胶的制备方法为：将可溶性阳离子聚电解质溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液混合后搅拌制得聚电解质溶胶，其中可溶性阳离子聚电解质分子所带的正电荷数与可溶性阴离子聚电解质分子所带的负电荷数之比不为1；所述可溶性阳离子聚电解质溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液的浓度为0.1～10g/L，所述搅拌是在搅拌机中进行的，搅拌速度为100～300转/分，搅拌时间为30分钟。
如上所述的方法，可溶性阳离子聚电解质分子所带的正电荷数与可溶性阴离子聚电解质分子所带的负电荷数之比为0.5～0.7:1或1:0.5～0.7。阴阳离子聚电解质带有的正负电荷数过近，则聚电解质结合物带有的自由电荷较少，电场力弱，无法移动。阴阳离子聚电解质带有的电荷比例相差大，则聚电解质结合物所受电场力过强，强于阳离子聚电解质和阴离子聚电解质间的相互作用，电场作用下的移动过程会使两者分离。
如上所述的方法，所述纺丝液为聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液、聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液、聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液、纤维素/氯化锂/二甲基乙酰胺溶液或纤维素铜氨溶液，纺丝液种类包括但不限于此，这里仅列举常见的纺丝液；所述聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和纺丝液质量之和的5～10％。溶胶添加量过高，则纺丝液质量分数下降，将对纤维的性能产生不良影响，还会影响稳定纺丝液的稳定挤出。溶胶添加量过低，则聚电解质结合物含量少，后续制得的产品无法体现出聚电解质的性质。
如上所述的方法，所述可溶性阳离子聚电解质为叔胺烷基淀粉醚和/或季铵烷基淀粉醚，所述可溶性阴离子聚电解质为羧甲基菊粉、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、透明质酸和肝素中的一种以上。
发明机理：
本发明将可溶性阳离子聚电解质和可溶性阴离子聚电解质应用于纤维制备，可溶性阳离子聚电解质在溶液中表现出聚阳离子行为，而可溶性阴离子聚电解质表现出聚阴离子行为，将可溶性阳离子聚电解质和可溶性阴离子聚电解质在溶液中混合，阴阳聚电解质会因为聚电解质效应而形成不溶的聚电解质结合物，分散在溶液中后形成聚电解质溶胶。
将聚电解质溶胶与纺丝液混合后，由于聚电解质溶胶中的聚电解质结合物粒径尺寸较小(小于100nm)，能够以颗粒物形态均匀分散在纺丝液中，将聚电解质溶胶与纺丝液的混合液纺丝成形时，由于可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质存在的离子键作用强于可溶性阳离子聚电解质或可溶性阴离子聚电解质与凝固浴的溶剂间的相互作用，凝固过程聚电解质结合物保持固态颗粒状态分散在纤维中，不会发生溶解，因此，能够克服可溶性阳离子聚电解质或可溶性阴离子聚电解质单独加入纺丝液后，难以在凝固浴中凝固成形的缺陷。
制得的纤维中聚电解质结合物与纤维基体存在氢键强相互作用，而可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质的离子键也是强相互作用，因此制得的纤维结构稳定，力学性能好。
此外，本发明将带有的正电荷数和负电荷数比例不为1的可溶性阳离子聚电解质溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液混合，两者间因离子间相互作用而沉淀析出，又由于两者所带电荷量不相等，使得沉淀出的聚电解质结合物带电，而非电中性，在电场作用下，聚电解质结合物沿喷丝孔道一侧移动，纺丝成形后聚电解质结合物富集在纤维基体单侧表层。富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物能在使用环境下缓慢释放，提供长久而高效的多样性能。
有益效果：
(1)本发明的含有聚电解质的纤维的制备方法，利用聚电解质效应将可溶性阳离子聚电解质和可溶性阴离子聚电解质转变为非水溶性，避免了纺丝成形过程中可溶性聚电解质的流失；
(2)本发明的含有聚电解质的纤维的制备方法，基于常规湿法纺丝或干喷湿法纺丝纤维生产线即可方便灵活地制造复合纤维，简单易行，成本低；
(3)本发明的含有聚电解质的纤维的制备方法，利用电场作用使得聚电解质结合物富集在纤维基体单侧表层，能够长期且稳定地发挥作用；
(4)本发明的含有聚电解质的纤维，结构稳定，兼具阳离子聚电解质和阴离子聚电解质的性能，力学性能好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚溶液和羧甲基菊粉溶液以1:1的体积比混合后在搅拌机中以速度为100转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中叔胺烷基淀粉醚分子所带的正电荷数与羧甲基菊粉分子所带的负电荷数之比为0.5:1，叔胺烷基淀粉醚溶液和羧甲基菊粉溶液的浓度为3.6g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由叔胺烷基淀粉醚与羧甲基菊粉通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液的混合液进行湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液质量之和的5％，聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液中聚丙烯腈的含量10wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为200N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高11℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为1.8dtex，干态断裂强度为2.8cN/dtex，断裂伸长率为5.5％，饱和回潮率为11％。
实施例2
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将季铵烷基淀粉醚溶液和羧甲基淀粉溶液以1:1.1的体积比混合后在搅拌机中以速度为120转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中季铵烷基淀粉醚分子所带的正电荷数与羧甲基淀粉分子所带的负电荷数之比为0.7:1，季铵烷基淀粉醚溶液和羧甲基淀粉溶液的浓度为7.5g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由季铵烷基淀粉醚与羧甲基淀粉通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液的混合液进行湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液质量之和的7％，聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液中聚丙烯腈的含量为12wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为1000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高15℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为2.5dtex，干态断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为6％，饱和回潮率为11.5％。
实施例3
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚混合物(质量比为1:1)的溶液和羧甲基纤维素溶液以0.9:1的体积比混合后在搅拌机中以速度为160转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚混合物分子所带的正电荷数与羧甲基纤维素分子所带的负电荷数之比为0.64:1；叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚混合物溶液和羧甲基纤维素溶液的浓度为1.5g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚混合物与羧甲基纤维素通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液的混合液进行湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液质量之和的9％，聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液中聚丙烯腈的含量为14wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为5000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高15℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为3..0dtex，干态断裂强度为3.5cN/dtex，断裂伸长率为8％，饱和回潮率为13％。
实施例4
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚溶液和透明质酸溶液以1:1.1的体积比混合后在搅拌机中以速度为180转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中叔胺烷基淀粉醚分子所带的正电荷数与透明质酸分子所带的负电荷数之比为0.55:1；叔胺烷基淀粉醚溶液和透明质酸溶液的浓度为0.1g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由叔胺烷基淀粉醚与透明质酸通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与纤维素/氯化锂/二甲基乙酰胺溶液的混合液进行湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和纤维素/氯化锂/二甲基乙酰胺溶液质量之和的10％，纤维素/氯化锂/二甲基乙酰胺溶液中纤维素的含量为8wt％，氯化锂为二甲基乙酰胺溶液的8wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为10000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比纤维素的溶解温度高12℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为5.0dtex，干态断裂强度为4.5cN/dtex，断裂伸长率为7.5％，饱和回潮率为13.5％。
实施例5
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚的混合物(质量比为2:3)的溶液和肝素溶液以1:1.2的体积比混合后在搅拌机中以速度为200转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚的混合物的分子所带的正电荷数与肝素分子所带的负电荷数之比为1:0.5；叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚的混合物的溶液和肝素溶液的浓度为8.3g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由叔胺烷基淀粉醚和季铵烷基淀粉醚的混合物与肝素通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与纤维素铜氨溶液的混合液进行干喷湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和纤维素铜氨溶液质量之和的6％，纤维素铜氨溶液中纤维素的含量为6wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为20000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比纤维素的溶解温度高12℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为4.5dtex，干态断裂强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为7.0％，饱和回潮率为12.5％。
实施例6
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将季铵烷基淀粉醚溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液以1:1.05的体积比混合后在搅拌机中以速度为220转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中可溶性阴离子聚电解质为羧甲基菊粉和羧甲基淀粉的混合物(质量比为1:1)，羧甲基菊粉和羧甲基淀粉混合物的分子所带的负电荷数与季铵烷基淀粉醚分子所带的正电荷数之比为1:0.66；羧甲基菊粉和羧甲基淀粉混合物的溶液与季铵烷基淀粉醚溶液的浓度为9.1g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由羧甲基菊粉和羧甲基淀粉混合物与季铵烷基淀粉醚通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液的混合液进行干喷湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液质量之和的10％，聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液中聚丙烯腈的含量为13wt％，纺丝时在纺丝细流凝固前在纺丝组件中以垂直于纺丝细流的流动方向对混合液施加电场作用，电场为匀强电场，强度为15000N/C，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高14℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体单侧表层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为3.2dtex，干态断裂强度为3.5cN/dtex，断裂伸长率为6.5％，饱和回潮率为11.5％。
实施例7
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将季铵烷基淀粉醚溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液以1:0.9的体积比混合后在搅拌机中以速度为170转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中可溶性阴离子聚电解质为羧甲基纤维素和肝素混合物(质量比为2:1)，羧甲基纤维素和肝素混合物的分子所带的负电荷数与季铵烷基淀粉醚分子所带的正电荷数之比为1:0.6；羧甲基纤维素和肝素混合物的溶液与季铵烷基淀粉醚溶液的浓度为10g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由羧甲基纤维素和肝素混合物与季铵烷基淀粉醚通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液的混合液进行干喷湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液质量之和的7％，聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液中聚丙烯腈的含量为11wt％，纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高10℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体内层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为1.4dtex，干态断裂强度为2.7cN/dtex，断裂伸长率为5.3％，饱和回潮率为10.5％。
实施例8
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液以1:0.95的体积比混合后在搅拌机中以速度为280转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中可溶性阴离子聚电解质为羧甲基菊粉和肝素混合物(质量比为1:3)，羧甲基菊粉和肝素混合物的分子所带的负电荷数与叔胺烷基淀粉醚分子所带的正电荷数之比为1:0.7；羧甲基菊粉和肝素混合物的溶液的浓度与叔胺烷基淀粉醚溶液为5g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由羧甲基菊粉和肝素混合物与叔胺烷基淀粉醚通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液的混合液进行干喷湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液质量之和的8％，聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液中聚丙烯腈的含量为10wt％，纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比聚丙烯腈的溶解温度高11℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体内层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为1.3dtex，干态断裂强度为2.6cN/dtex，断裂伸长率为5.4％，饱和回潮率为10.4％。
实施例9
含有聚电解质的纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备聚电解质溶胶；
将叔胺烷基淀粉醚溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液以1.05:1的体积比混合后在搅拌机中以速度为300转/分下搅拌30分钟，制得聚电解质溶胶，其中可溶性阴离子聚电解质为羧甲基菊粉、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物(质量比为1:1:1)，羧甲基菊粉、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物的分子所带的负电荷数与叔胺烷基淀粉醚分子所带的正电荷数之比为0.5:1；羧甲基菊粉、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物的溶液与叔胺烷基淀粉醚溶液的浓度为2g/L，制得的聚电解质溶胶中的分散相粒子带电，分散相粒子主要为聚电解质结合物，聚电解质结合物主要由羧甲基菊粉、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物与叔胺烷基淀粉醚通过离子键结合形成；
(2)将聚电解质溶胶与纤维素铜氨溶液的混合液进行干喷湿法纺丝制得含有聚电解质的纤维，其中聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和纤维素铜氨溶液质量之和的5％，纤维素铜氨溶液中纤维素的含量为7wt％，纺丝在纺丝组件中进行，进入纺丝组件时混合液的温度比纤维素的溶解温度高15℃。
最终制得的含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及富集在纤维基体内层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
含有聚电解质的纤维的纤度为1.2dtex，干态断裂强度为2.55cN/dtex，断裂伸长率为5.2％，饱和回潮率为10.3％。
Claims (10)
1.含有聚电解质的纤维，其特征是：主要由纤维基体以及分布在纤维基体内层和/或外层的聚电解质结合物组成，所述聚电解质结合物主要由可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质通过离子键结合形成，所述聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。
2.根据权利要求1所述的含有聚电解质的纤维，其特征在于，所述聚电解质结合物富集在纤维基体单侧表层。
3.根据权利要求2所述的含有聚电解质的纤维，其特征在于，含有聚电解质的纤维的纤度为1.2～5.0dtex，干态断裂强度大于2.5cN/dtex，断裂伸长率大于5％。
4.制备如权利要求1～3任一项所述的含有聚电解质的纤维的方法，其特征是：将聚电解质溶胶与纺丝液的混合液进行纺丝制得含有聚电解质的纤维；所述聚电解质溶胶中的分散相粒子主要为所述聚电解质结合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分散相粒子带电，所述纺丝为湿法纺丝或干喷湿法纺丝，所述纺丝时在纺丝细流凝固前对其施加电场作用，所述电场的方向不同于纺丝细流的流动方向。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电场的方向垂直于纺丝细流的流动方向；所述施加电场作用是在纺丝组件中进行的，进入纺丝组件时混合液的温度比纺丝液中溶质的溶解温度高10～15℃，所述电场为匀强电场，强度为200～20000N/C。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚电解质溶胶的制备方法为：将可溶性阳离子聚电解质溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液混合后搅拌制得聚电解质溶胶，其中可溶性阳离子聚电解质分子所带的正电荷数与可溶性阴离子聚电解质分子所带的负电荷数之比不为1；所述可溶性阳离子聚电解质溶液和可溶性阴离子聚电解质溶液的浓度为0.1～10g/L，所述搅拌是在搅拌机中进行的，搅拌速度为100～300转/分，搅拌时间为30分钟。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，可溶性阳离子聚电解质分子所带的正电荷数与可溶性阴离子聚电解质分子所带的负电荷数之比为0.5～0.7:1或1:0.5～0.7。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纺丝液为聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液、聚丙烯腈/二甲基甲酰胺溶液、聚丙烯腈/硫氰酸钠溶液、纤维素/氯化锂/二甲基乙酰胺溶液或纤维素铜氨溶液；所述聚电解质溶胶的添加量为聚电解质溶胶和纺丝液质量之和的5～10％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述可溶性阳离子聚电解质为叔胺烷基淀粉醚和/或季铵烷基淀粉醚，所述可溶性阴离子聚电解质为羧甲基菊粉、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、透明质酸和肝素中的一种以上。
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