CN111058103B - 一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，在制备氢键复合物纤维的过程中，采用含有羧酸基团的大分子氢键供体和含有羟基基团的大分子氢键受体作为主要原料，并对在酸性凝固浴中凝固成型得到的初生纤维进行热处理至酯化交联制得交联大分子氢键复合物纤维；交联大分子氢键复合物纤维的断裂伸长率为62～300％，平均单丝强度为28.4～100MPa，在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解。本发明的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，能够实现两种或多种高聚物在分子层面上的均匀共混，纤维力学强度的提升达到了预料不到的效果，断裂伸长率也较高，并且能够在碱性等不同的环境下保持纤维的完整形貌。

Description

一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法
技术领域
本发明属于复合物纤维技术领域，涉及一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法。
背景技术
纤维产业是国民经济的重要组成部分。随着社会经济的进步，纤维不再囿于传统纺织行业。目前国内外关于功能纤维的研究不断取得进展，纤维从低价值的织物和服装材料正向着多功能的高技术高价值材料转变。在这一发展趋势之下，单一组分纤维已经难以满足日益发展的需求，而多组分纤维能够集中不同组分的特点，实现性能的集成与优化。
传统的制备多组分纤维的方法为：复合纺丝(compound spinning)和共混纺丝(blend spinning)。前者制备方法复杂，对设备技术要求高，且纤维中存在明显的界面使得性能受到影响；后者多数存在相容性的问题，影响共混体系的可纺性，降低纤维的各项性能。
文献1(Highly Elastic Fibers Made from Hydrogen-Bonded Polymer Complex[J].ACS Macro Letters,2016:814-818.)介绍了一种制备氢键复合物纤维的方法，通过碱性物质抑制大分子间氢键形成得到均一的纺丝液，通过酸性凝固浴促进大分子间氢键形成，制备大分子氢键复合物纤维，该方法制备得到了一种体系内部存在大量氢键的纤维，但是制备的纤维力学强度偏低，仅有3～15MPa左右，且纤维的稳定性不足，在碱性的条件下纤维的结构会发生破坏。对于生产生活中的相关应用，如传感器、驱动器等方面，其力学强度无法满足需求。
在材料体系内部引入共价键交联的网络能够有效的提高材料的力学强度及其稳定性。例如文献2(高分子量聚丙烯酸/聚乙烯醇共混膜的制备及性能研究[D].北京化工大学,2008.)利用羧基和羟基之间的酯化反应对材料进行增强，使其力学性能达到120MPa，但是材料的伸长率较低，仅有8～13％；文献3(High strength poly(vinyl alcohol)/poly(acrylic acid)cross-linked nanofibrous hybrid composites incorporatingnanohybrid POSS[J].Composites Science and Technology,2015,110:111-117.)介绍了酯化交联增强纤维，其力学强度在交联后提升2倍左右，但是断裂伸长率依然较低。
仅含有氢键网络的材料的伸长率高，但强度低、稳定性差，而采用共价键交联的材料其强度和稳定性较好，但是其脆性大。
因此，研究一种同时具备较高强度、稳定性与伸长率的复合物纤维的制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中复合物纤维无法同时具备较高的强度、稳定性与伸长率的问题，提供一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，在制备氢键复合物纤维的过程中，采用含有羧酸基团的大分子氢键供体和含有羟基基团的大分子氢键受体作为主要原料，并对在酸性凝固浴中凝固成型得到的初生纤维进行热处理至酯化交联制得交联大分子氢键复合物纤维；
交联大分子氢键复合物纤维的断裂伸长率为62～300％，平均单丝强度为28.4～100MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解(交联后的氢键纤维在碱性溶液中不会溶解，只是溶胀，未交联的会溶解，样品在碱性溶液中浸泡已达到半年以上仍未溶解)，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了5～10倍，对比样的制备方法基本同交联大分子氢键复合物纤维，不同之处仅在于未进行热处理。
本发明的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，通过热处理使得含有羧酸基团的大分子氢键供体和含有羟基基团的大分子氢键受体发生酯化反应，形成共价键，由于交联后形成的共价键键能远高于氢键键能，其在破坏时需要更高的能量，因而复合物纤维的断裂强度大幅提高；本发明的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，通过酸性凝固浴促进大分子间氢键形成，制备得到的纤维体系内部存在大量氢键，氢键在拉伸过程中会被破坏，起到耗散能量的作用，因而复合物纤维的断裂伸长率也较高；本发明的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，利用氢键相互作用增强原料间的共混程度，共混程度高使得热处理后交联更加充分，性能提升更大，稳定性较好，强度提升远高于现有技术水平，取得了预料不到的技术效果。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将大分子氢键供体溶液、大分子氢键受体溶液和碱混合均匀，得到纺丝原液，适量的碱可以抑制分子间的氢键相互作用，有利于得到均一稳定的纺丝原液；
(2)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，得到初生纤维；
(3)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，步骤(1)中，大分子氢键供体的数均分子量为50～4500kDa，大分子氢键受体的数均分子量为50～5000kDa；
大分子氢键供体溶液或大分子氢键受体溶液是通过将大分子氢键供体或大分子氢键受体溶解在水中搅拌4～16h制得的；
纺丝原液中，大分子氢键供体的质量百分数为1～18％，大分子氢键受体的质量百分数为1～18％，氢键供体的结构单元和碱的摩尔比为5～10:1(即假设氢键供体的摩尔量为a，氢键供体的平均结构单元数为n，即一个氢键供体大约由n个结构单元组成，碱的摩尔量为b，那么氢键供体的结构单元和碱的摩尔比为a×n:b)。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，大分子氢键供体为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚乙基丙烯酸聚合物中的一种以上，大分子氢键受体为聚乙烯醇和/或聚多糖，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，步骤(2)中，过滤采用罐式过滤器，滤布由涤纶或锦纶或丙纶制成，滤布的平均孔径为200～1200目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.1～0.5MPa；
脱泡为真空脱泡、离心脱泡或静置脱泡；
喷丝板为单孔喷丝板或多孔喷丝板(各孔的孔径都相同)，孔径为0.02～1.00mm；
酸性凝固浴为pH值小于3且温度为0～80℃的硫酸水溶液(酸性凝固浴都可以，例如盐酸、硝酸等，只是其需要的酯化温度更高，硫酸在酯化反应中有催化的效果，能在更低的加热温度下发生反应)。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，凝固成型后将初生纺丝纤维在凝固浴中静置5～30min以使凝固浴充分扩散进入纤维内部。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，步骤(3)中，热处理的温度为35～65℃，时间为6～48h。
如上所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为80～250μm。
有益效果：
与现有技术相比，本发明的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法能够实现两种或多种高聚物在分子层面上的均匀共混，纤维的力学强度可提高5～10倍，断裂伸长率也较高，并且能够在碱性等不同的环境下保持纤维的完整形貌，扩大了纤维的应用范围。
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
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚乙基丙烯酸聚合物溶解在水中搅拌10h制得聚乙基丙烯酸聚合物溶液；其中，聚乙基丙烯酸聚合物的数均分子量为3000kDa；
(2)通过将聚乙烯醇溶解在水中搅拌10h制得聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇的数均分子量为3000kDa；
(3)将聚乙基丙烯酸聚合物溶液、聚乙烯醇溶液和氢氧化钾混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚乙基丙烯酸聚合物的质量百分数为10％，聚乙烯醇的质量百分数为10％，聚乙基丙烯酸聚合物的结构单元和氢氧化钾的摩尔比为7:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置25min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由锦纶制成，滤布的平均孔径为500目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.3MPa；脱泡为离心脱泡；喷丝板为单孔喷丝板，孔径为1mm；酸性凝固浴为pH值为0.5且温度为50℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为40℃，时间为15h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为178μm，断裂伸长率为165％，平均单丝强度为92.6MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了8.5倍。
实施例2
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚甲基丙烯酸溶解在水中搅拌6h制得聚甲基丙烯酸溶液；其中，聚甲基丙烯酸的数均分子量为500kDa；
(2)通过将聚乙烯醇溶解在水中搅拌6h制得聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇的数均分子量为500kDa；
(3)将聚甲基丙烯酸溶液、聚乙烯醇溶液和氢氧化钾混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚甲基丙烯酸的质量百分数为4％，聚乙烯醇的质量百分数为4％，聚甲基丙烯酸的结构单元和氢氧化钾的摩尔比为6:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置10min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由锦纶制成，滤布的平均孔径为1000目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.15MPa；脱泡为离心脱泡；喷丝板为36孔喷丝板，孔径为0.1mm；酸性凝固浴为pH值为2.5且温度为10℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为45℃，时间为35h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为90μm，断裂伸长率为78％，平均单丝强度为34.1MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了6.3倍。
实施例3
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚乙基丙烯酸聚合物溶解在水中搅拌8h制得聚乙基丙烯酸聚合物溶液；其中，聚乙基丙烯酸聚合物的数均分子量为1000kDa；
(2)通过将聚多糖溶解在水中搅拌8h制得聚多糖溶液；其中，聚多糖的数均分子量为1000kDa；
(3)将聚乙基丙烯酸聚合物溶液、聚多糖溶液和氢氧化钠混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚乙基丙烯酸聚合物的质量百分数为8％，聚多糖的质量百分数为8％，聚乙基丙烯酸聚合物的结构单元和氢氧化钠的摩尔比为7:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置15min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由丙纶制成，滤布的平均孔径为800目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.2MPa；脱泡为静置脱泡；喷丝板为36孔喷丝板，孔径为0.2mm；酸性凝固浴为pH值为2且温度为70℃的盐酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为50℃，时间为30h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为95μm，断裂伸长率为62％，平均单丝强度为49.7MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了7.2倍。
实施例4
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚丙烯酸溶解在水中搅拌10h制得聚丙烯酸溶液；其中，聚丙烯酸的数均分子量为1500kDa；
(2)通过将聚乙烯醇溶解在水中搅拌10h制得聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇的数均分子量为1500kDa；
(3)将聚丙烯酸溶液、聚乙烯醇溶液和氢氧化钾混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚丙烯酸的质量百分数为10％，聚乙烯醇的质量百分数为10％，聚丙烯酸的结构单元和氢氧化钾的摩尔比为8:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置20min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由涤纶制成，滤布的平均孔径为600目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.3MPa；脱泡为真空脱泡；喷丝板为36孔喷丝板，孔径为0.3mm；酸性凝固浴为pH值为1.6且温度为80℃的硝水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为55℃，时间为25h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为128μm，断裂伸长率为152％，平均单丝强度为55.8MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了8.7倍。
实施例5
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚乙基丙烯酸聚合物溶解在水中搅拌12h制得聚乙基丙烯酸聚合物溶液；其中，聚乙基丙烯酸聚合物的数均分子量为2500kDa；
(2)通过将聚多糖溶解在水中搅拌12h制得聚多糖溶液；其中，聚多糖的数均分子量为2500kDa；
(3)将聚乙基丙烯酸聚合物溶液、聚多糖溶液和氢氧化钠混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚乙基丙烯酸聚合物的质量百分数为14％，聚多糖的质量百分数为14％，聚乙基丙烯酸聚合物的结构单元和氢氧化钠的摩尔比为9:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置25min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由锦纶制成，滤布的平均孔径为400目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.35MPa；脱泡为离心脱泡；喷丝板为单孔喷丝板，孔径为0.4mm；酸性凝固浴为pH值为1.3且温度为30℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为60℃，时间为20h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为174μm，断裂伸长率为183％，平均单丝强度为78.3MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了8.3倍。
实施例6
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚丙烯酸溶解在水中搅拌14h制得聚丙烯酸溶液；其中，聚丙烯酸的数均分子量为3500kDa；
(2)通过将聚乙烯醇溶解在水中搅拌14h制得聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇的数均分子量为3500kDa；
(3)将聚丙烯酸溶液、聚乙烯醇溶液和氢氧化钾混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚丙烯酸的质量百分数为16％，聚乙烯醇的质量百分数为16％，聚丙烯酸的结构单元和氢氧化钾的摩尔比为10:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置30min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由丙纶制成，滤布的平均孔径为300目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.4MPa；脱泡为静置脱泡；喷丝板为单孔喷丝板，孔径为0.5mm；酸性凝固浴为pH值为1且温度为40℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为65℃，时间为10h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为201μm，断裂伸长率为300％，平均单丝强度为86.8MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了10倍。
实施例7
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚甲基丙烯酸溶解在水中搅拌16h制得聚甲基丙烯酸溶液；其中，聚甲基丙烯酸的数均分子量为4500kDa；
(2)通过将聚多糖溶解在水中搅拌16h制得聚多糖溶液；其中，聚多糖的数均分子量为5000kDa；
(3)将聚甲基丙烯酸溶液、聚多糖溶液和氢氧化钠混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚甲基丙烯酸的质量百分数为18％，聚多糖的质量百分数为18％，聚甲基丙烯酸的结构单元和氢氧化钠的摩尔比为10:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置15min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由涤纶制成，滤布的平均孔径为200目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.5MPa；脱泡为真空脱泡；喷丝板为单孔喷丝板，孔径为0.7mm；酸性凝固浴为pH值为0.8且温度为80℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为65℃，时间为6h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为250μm，断裂伸长率为236％，平均单丝强度为100MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了9.1倍。
实施例8
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚乙基丙烯酸聚合物溶解在水中搅拌10h制得聚乙基丙烯酸聚合物溶液；其中，聚乙基丙烯酸聚合物的数均分子量为3000kDa；
(2)通过将聚乙烯醇溶解在水中搅拌10h制得聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇的数均分子量为3000kDa；
(3)将聚乙基丙烯酸聚合物溶液、聚乙烯醇溶液和氢氧化钾混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚乙基丙烯酸聚合物的质量百分数为10％，聚乙烯醇的质量百分数为10％，聚乙基丙烯酸聚合物的结构单元和氢氧化钾的摩尔比为7:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置25min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由锦纶制成，滤布的平均孔径为500目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.3MPa；脱泡为离心脱泡；喷丝板为单孔喷丝板，孔径为1mm；酸性凝固浴为pH值为0.5且温度为50℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为40℃，时间为15h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为178μm，断裂伸长率为165％，平均单丝强度为92.6MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了8.5倍。
实施例8
一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)通过将聚丙烯酸溶解在水中搅拌4h制得聚丙烯酸溶液；其中，聚丙烯酸的数均分子量为50kDa；
(2)通过将大分子氢键受体溶解在水中搅拌4h制得大分子氢键受体溶液；其中，大分子氢键受体为质量比为1:1的聚乙烯醇和聚多糖的混合物，大分子氢键受体的数均分子量为50kDa；
(3)将聚丙烯酸溶液、大分子氢键受体溶液和氢氧化钠混合均匀，得到纺丝原液；其中，纺丝原液中，聚丙烯酸的质量百分数为1％，大分子氢键受体的质量百分数为1％，聚丙烯酸的结构单元和氢氧化钠的摩尔比为5:1；
(4)将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，将初生纺丝纤维在凝固浴中静置5min得到初生纤维；其中，过滤采用罐式过滤器，滤布由涤纶制成，滤布的平均孔径为1200目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.1MPa；脱泡为真空脱泡；喷丝板为36孔喷丝板，孔径为0.02mm；酸性凝固浴为pH值为2.8且温度为0℃的硫酸水溶液；
(5)对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维；其中，热处理的温度为35℃，时间为48h；
制得的交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为80μm，断裂伸长率为70％，平均单丝强度为28.4MPa，交联大分子氢键复合物纤维在pH值为7～13的碱性溶液中均不溶解；
制备一种氢键复合物纤维，作为对比样，该对比样与上述制备交联大分子氢键复合物纤维的过程的不同之处仅在于未进行热处理，经过测试得出，交联大分子氢键复合物纤维的断裂强度相对于对比样提高了5倍。

Claims (7)

1.一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征是：在制备氢键复合物纤维的过程中，采用含有羧酸基团的大分子氢键供体和含有羟基基团的大分子氢键受体作为原料，并对在酸性凝固浴中凝固成型得到的初生纤维进行热处理至酯化交联制得交联大分子氢键复合物纤维；
大分子氢键供体为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚乙基丙烯酸聚合物中的一种以上，大分子氢键受体为聚乙烯醇和/或聚多糖；
热处理的温度为35~65℃，时间为6~48h；
酸性凝固浴为pH值小于3且温度为0~80℃的硫酸水溶液；
交联大分子氢键复合物纤维的断裂伸长率为62~300%，平均单丝强度为28.4~100MPa，在pH值为7~13的碱性溶液中均不溶解。
2.根据权利要求1所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将大分子氢键供体溶液、大分子氢键受体溶液和碱混合均匀，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行过滤、脱泡和计量后从喷丝板的喷丝孔中挤出进入酸性凝固浴中凝固成型，得到初生纤维；
（3）对初生纤维进行热处理至酯化交联后，清洗和干燥，得到交联大分子氢键复合物纤维。
3.根据权利要求2所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，大分子氢键供体的数均分子量为50~4500kDa，大分子氢键受体的数均分子量为50~5000kDa；
大分子氢键供体溶液或大分子氢键受体溶液是通过将大分子氢键供体或大分子氢键受体溶解在水中搅拌4~16h制得的；
纺丝原液中，大分子氢键供体的质量百分数为1~18%，大分子氢键受体的质量百分数为1~18%，氢键供体的结构单元和碱的摩尔比为5~10:1。
4.根据权利要求3所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求2所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，过滤采用罐式过滤器，滤布由涤纶或锦纶或丙纶制成，滤布的平均孔径为200~1200目，滤筒由不锈钢制成，过滤压力为0.1~0.5MPa；
脱泡为真空脱泡、离心脱泡或静置脱泡；
喷丝板为单孔喷丝板或多孔喷丝板，孔径为0.02~1.00mm。
6.根据权利要求5所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，凝固成型后将初生纺丝纤维在凝固浴中静置5~30min。
7.根据权利要求2所述的一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法，其特征在于，交联大分子氢键复合物纤维的平均单丝直径为80~250μm。
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