CN113005762B - 一种长效调湿材料的制备方法 - Google Patents
一种长效调湿材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113005762B CN113005762B CN202110341439.0A CN202110341439A CN113005762B CN 113005762 B CN113005762 B CN 113005762B CN 202110341439 A CN202110341439 A CN 202110341439A CN 113005762 B CN113005762 B CN 113005762B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hollow fiber
- humidity control
- polyacrylonitrile
- sodium
- moisture absorbent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 73
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 73
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 51
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 45
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 37
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 37
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 25
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 25
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 claims description 25
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 21
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 10
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- -1 sodium carboxylate Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 47
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 16
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229940068984 polyvinyl alcohol Drugs 0.000 description 32
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 32
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000003230 hygroscopic agent Substances 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical class [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical class [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical class [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Chemical class 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 description 1
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/38—Oxides or hydroxides of elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/51—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with sulfur, selenium, tellurium, polonium or compounds thereof
- D06M11/55—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with sulfur, selenium, tellurium, polonium or compounds thereof with sulfur trioxide; with sulfuric acid or thiosulfuric acid or their salts
- D06M11/56—Sulfates or thiosulfates other than of elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/327—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof
- D06M15/333—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof of vinyl acetate; Polyvinylalcohol
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/26—Polymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
- D06M2101/28—Acrylonitrile; Methacrylonitrile
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明属于调湿材料的制备方法技术领域，尤其是一种长效调湿材料的制备方法，解决了现有技术中可再生调湿材料的吸湿容量不大，吸湿剂易随液化水合水的流出而损失的问题，所述长效调湿材料的制备方法，先以氢氧化钠溶液处理聚丙烯腈中空纤维毡，对中空纤维进行表面开孔处理并在中空纤维内、外表面产生高密度的羧酸钠，然后将处理后的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于含有无机、有机吸湿剂以及交联剂的水溶液中，取出后加热干燥，同时通过酯化反应形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。本发明所得调湿材料具有高吸湿能力，在室温下有自发再生能力，且因凝胶网络的保水能力吸湿剂不易流失，实现了长效的调湿性能。
Description
技术领域
本发明涉及调湿材料的制备方法技术领域，尤其涉及一种长效调湿材料的制备方法，更具体地说涉及一种具备高吸湿能力和自发再生能力的长效调湿材料的制备方法。
背景技术
随着社会的进步和科技的发展，空气的湿度越来越深刻地影响着人们的生产和生活，比如电器设备运行、博物馆展品陈列、粮食和衣物的保存等，因此对湿度调节的需求也愈发迫切。应用调湿材料除湿、控湿，具有适用范围广、无能耗、经济环保的特点。
现有的调湿材料多采用无机盐类吸湿剂为原料，如氯化锂、氯化钙、溴化锂等的无水盐。这些无机盐类吸湿剂具有较高的吸湿能力，但是它们与吸湿后产生的水合水的结合能力也强。如欲恢复这类吸湿剂的吸湿能力，需要在100～250℃较高的温度下加热才可使吸湿剂脱水，恢复吸湿能力。因此这类吸湿剂再生困难，制备的调湿材料多为一次性使用，需要定期更换。比起上述类型的吸湿剂，硫酸钠、硫酸氢钠和聚丙烯酸钠等的吸湿能力并不显著，但是它们在室温、较低湿度条件下即可自发脱除吸湿后产生的水合水，因而它们具有良好的自发再生能力。值得注意的是，吸湿剂工作时会产生大量的水合水，最终吸湿剂溶解在它们自身的水合水中。这些水合水以液态的形式存在，因而吸湿剂易随水合水的流出而损失，导致调湿材料失去再生的价值。
鉴于现有调湿材料以上的问题，研究发现，通过将无机、有机等可再生吸湿剂负载于多孔隙材料上，同时构建有机高分子的一体化交联凝胶网络来容纳吸湿剂工作时产生的液化水合水，可以制备具有高吸湿能力和自发再生能力的长效调湿材料。基于上述陈述，本发明提出了一种长效调湿材料的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中调湿材料存在的不足，即可再生调湿材料的吸湿容量不大，以及吸湿剂易随液化水合水的流出而损失，从而导致的调湿材料再生能力不佳的问题，而提出的一种长效调湿材料的制备方法；以中空纤维表面开孔及中空纤维内、外表面羧基化的聚丙烯腈中空纤维毡负载硫酸钠、硫酸氢钠、低分子量聚丙烯酸钠等无机吸湿剂、有机吸湿剂，然后加入交联剂低分子量聚乙烯醇构建羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。羧化的聚丙烯腈中空纤维毡载体、聚丙烯酸钠具有较好的吸湿能力及室温可再生性，可以弥补硫酸钠、硫酸氢钠吸湿能力的不足；聚丙烯酸钠的增稠作用以及开孔的中空纤维毡载体均有利于提高吸湿剂的负载率；一体化交联凝胶网络可有效容纳液化水合水，开孔中空纤维对液化水合水也有一定的容纳作用。以上因素有利于制备具高吸湿能力、高保水能力和自发再生能力的长效调湿材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
以氢氧化钠溶液处理聚丙烯腈中空纤维毡，氢氧化钠的刻蚀作用可使中空纤维表面破孔，同时中空纤维内、外表面高密度的腈基转变为高密度的羧酸钠基团，中空纤维的内孔及外表面、纤维间隙均能负载无机吸湿剂、有机吸湿剂，同时羧化后的聚丙烯腈中空纤维也具有了吸湿能力，因而可进一步提高调湿材料的吸湿容量；将经上述处理的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于含有硫酸钠、硫酸氢钠、低分子量聚丙烯酸钠等无机吸湿剂、有机吸湿剂以及交联剂低分子量聚乙烯醇的水溶液中，取出后加热干燥。硫酸氢钠属酸性吸湿剂，可使羧化聚丙烯腈纤维表面、聚丙烯酸钠分子链上部分的羧酸钠(-COONa)基团转变为羧基(-COOH)基团，同时硫酸氢钠转变为硫酸钠。在加热干燥温度下上述羧基(-COOH)基团可与交联剂聚乙烯醇的羟基(-OH)发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。该交联凝胶网络与中空纤维内孔均可容纳吸湿后产生的液化水合水，有效抑制吸湿剂及其液化水合水的流失。体系中硫酸钠、硫酸氢钠、羧化聚丙烯腈中空纤维和聚丙烯酸钠均有良好的吸湿能力和优异的室温脱水再生能力。上述因素赋予了本发明调湿材料的高吸湿能力及长期适用性。
本发明提出的一种长效调湿材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡10～20分钟，处理完成后用水冲洗干净；
S2、配制含有无机吸湿剂、有机吸湿剂和交联剂的水溶液；
S3、将经步骤S1处理的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于步骤S2的水溶液中10分钟；
S4、将经步骤S3处理的聚丙烯腈中空纤维毡取出，在100℃条件下干燥5小时，同时进行酯化反应形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。
优选的，所述聚丙烯腈中空纤维毡为中空纤维的无纺布毡；所述聚丙烯腈中空纤维单丝线密度为2.22dtex。
优选的，所述无机吸湿剂为硫酸钠和硫酸氢钠的组合物。
优选的，所述有机吸湿剂为低分子量聚丙烯酸钠。
优选的，所述交联剂为低分子量聚乙烯醇。
优选的，所述配制含有无机吸湿剂、有机吸湿剂和交联剂的水溶液，水溶液中包含30～40wt％的硫酸钠、2.5～4.5wt％的硫酸氢钠、10～18wt％的低分子量聚丙烯酸钠、2～5wt％的低分子量聚乙烯醇、余量为水。
优选的，所述低分子量聚丙烯酸钠的分子量为20000。
优选的，所述低分子量聚乙烯醇的分子量为5000。
本发明提出的一种长效调湿材料的制备方法，具有以下有益效果：
1、本发明中经开孔处理的聚丙烯腈中空纤维无纺布毡具有巨大的孔隙率及比表面积，纤维间隙、纤维表面及纤维内孔均可容纳吸湿剂，因此该无纺布毡作为吸湿剂的载体具有吸湿剂装载量大的优点，有利于提高本发明调湿材料的吸湿容量；因聚丙烯腈中空纤维化学结构和中空结构的特点，经氢氧化钠处理后其内、外表面均可产生高密度的羧酸钠，羧酸钠基团具有良好的吸湿能力，可弥补硫酸钠、硫酸氢钠等具室温再生性吸湿剂吸湿能力不足的缺点，有利于提高本发明调湿材料的吸湿容量。
2、本发明中低分子量聚乙烯醇、低分子量聚丙烯酸钠可起到增稠剂的作用，提高无机吸湿剂在中空纤维无纺布毡表面的负载量，从而提高本发明的调湿材料的吸湿容量。
3、本发明中硫酸钠、硫酸氢钠、羧化聚丙烯腈中空纤维和聚丙烯酸钠有着良好的吸湿能力，同时它们在室温及较低湿度下又可放出水分，赋予调湿材料自发的室温再生性，是本发明的长效调湿材料具备长期适用性的重要基础。
4、本发明中经加热处理，低分子量聚乙烯醇的羟基可以与低分子量聚丙烯酸钠的羧基和聚丙烯腈中空纤维表面的羧基发生酯化反应，围绕着纤维骨架形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。该一体化交联凝胶网络与纤维基体连接紧密不易脱落，同时聚乙烯醇的多羟基导致的较高交联密度使上述交联凝胶网络可有效容纳吸湿后产生的液化水合水，可靠性强。中空纤维的内孔、纤维间隙因毛细现象也可起到储水的作用。上述因素可避免因液化水合水的流出导致的吸湿剂的流失，是本发明的调湿材料具备长期适用性的重要基础。
5、本发明中作为硫酸钠、硫酸氢钠和聚丙烯酸钠等吸湿剂的载体，羧化聚丙烯腈中空纤维无纺布毡的暴露面积大，使本发明的调湿材料具有吸湿迅速、室温再生也迅速的优点。因一体化交联凝胶网络优异的保水作用，调湿材料吸湿后产生的液化水合水不易流出，避免了电解质溶液对使用环境的污染及对设备的腐蚀。本发明的调湿材料可长期使用不需更换，可控制环境湿度在一定的范围，因而使用便利、有效，经济成本低。
附图说明
图1为本发明提出的一种长效调湿材料的制备方法制备得到的长效调湿材料的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡10分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、3wt％硫酸氢钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。
将经上述工艺制备的调湿材料称重，计算聚丙烯腈中空纤维毡对吸湿剂的负载量；然后将调湿材料置于湿度95％的密闭环境中室温下保持两周，取出后称重，计算调湿材料的吸湿率；以负载量与吸湿率的乘积表示调湿材料的相对吸湿能力(容量)；将吸湿后的调湿材料暴露于湿度40％的环境下室温自然干燥一周，取出后称重，计算调湿材料的可再生性(含水率)，结果见表1。
实施例2
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡15分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、3.2wt％硫酸氢钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
实施例3
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有30wt％硫酸钠、4.5wt％硫酸氢钠、18wt％低分子量聚丙烯酸钠和5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
实施例4
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有35wt％硫酸钠、3.5wt％硫酸氢钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
实施例5
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、2.5wt％硫酸氢钠、10wt％低分子量聚丙烯酸钠和2wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
实施例6
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、3.5wt％硫酸氢钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
实施例7
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、4.5wt％硫酸氢钠、18wt％低分子量聚丙烯酸钠和5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
对比例1
配制含有40wt％硫酸钠、2.8wt％硫酸氢钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时，在干燥温度下同时发生酯化反应，形成聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的交联凝胶网络。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
对比例2
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、3.5wt％硫酸氢钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
对比例3
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、3.5wt％硫酸氢钠和14wt％低分子量聚丙烯酸钠的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
对比例4
以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液，在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡20分钟，以水冲洗干净。配制含有40wt％硫酸钠、14wt％低分子量聚丙烯酸钠和3.5wt％聚乙烯醇的水溶液。将处理过的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于上述水溶液中10分钟，取出后在100℃条件下干燥5小时。调湿材料的性能测试方法见实施例1，结果见表1。
表1长效调湿材料的性能
注：1.吸湿剂负载量＝((调湿材料质量-纤维毡质量)/纤维毡质量)×100％；
2.吸湿率＝((吸湿后调湿材料质量-调湿材料质量)/调湿材料质量)×100％，如吸湿后有液化水流出，液化水的质量并入“吸湿后调湿材料质量”；
3.相对吸湿能力＝负载量×吸湿率×10-4；4.再生性＝((室温干燥调湿材料质量-调湿材料质量)/调湿材料质量)×100％，如吸湿后有液化水流出，则调湿材料失去了再生性能。
从表1中的结果可以看出，按照本发明的一种长效调湿材料的制备方法，实施例1～7的调湿材料均实现了较高的吸湿剂负载量、吸湿率及相对吸湿能力；由于吸湿过程中无液化水合水流出的现象，同时吸湿后调湿材料的再生性指标(即室温干燥后的含水率)经均小于10wt％，说明实施例1～7的调湿材料均具备优异的再生性能；重复以上“室温干燥/吸湿”的过程，四次循环后调湿材料上述性能仍能够保持，说明实施例1～7的调湿材料具备良好的长期适用性。
对比例1没有对聚丙烯腈中空纤维毡采取氢氧化钠处理，也即聚丙烯腈中空纤维未发生开孔及表面的羧基化，其调湿材料的吸湿剂负载量及吸湿率明显降低；由于失去了中空纤维内孔的储水作用，纤维也未与聚丙烯酸钠形成一体化的凝胶网络，其调湿材料吸湿后有少量的液化水合水流出。对比例2没有加入聚丙烯酸钠，由于失去了聚丙烯酸钠的增稠作用，其调湿材料的吸湿剂负载量明显降低；由于没有形成一体化凝胶网络，失去了一体化凝胶网络的保水作用，其调湿材料吸湿后有大量的液化水合水流出。对比例3没有加入交联剂聚乙烯醇，聚丙烯酸钠仅起到增稠作用但形成不了一体化凝胶网络，因失去了一体化凝胶网络的保水作用，调湿材料吸湿后有大量的液化水合水流出。对比例4没有加入硫酸氢钠，羧化聚丙烯腈纤维表面、聚丙烯酸钠分子链上的羧酸钠基团未得到中和，因而未能发生酯化反应并形成一体化凝胶网络，其调湿材料吸湿后有大量的液化水合水流出。
表1中的结果表明，经本发明调湿材料的制备方法，可得到具备高吸湿能力和自发再生能力的长效调湿材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，该方法是先以氢氧化钠溶液处理聚丙烯腈中空纤维毡，对中空纤维进行表面开孔处理并在中空纤维内、外表面产生高密度的羧酸钠，然后将处理后的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于含有无机吸湿剂、有机吸湿剂以及交联剂的水溶液中，所述的无机吸湿剂为硫酸钠和硫酸氢钠，所述的有机吸湿剂为低分子量聚丙烯酸钠，所述交联剂为低分子量聚乙烯醇，取出后加热干燥，同时通过酯化反应形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。
2.根据权利要求1所述的一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
S1、以10wt％浓度的氢氧化钠水溶液在90℃下处理聚丙烯腈中空纤维毡10～20分钟，处理完成后用水冲洗干净；
S2、配制含有无机吸湿剂、有机吸湿剂和交联剂的水溶液；
S3、将经步骤S1处理的聚丙烯腈中空纤维毡浸渍于步骤S2的水溶液中10分钟；
S4、将经步骤S3处理的聚丙烯腈中空纤维毡取出，在100℃条件下干燥5小时，同时进行酯化反应形成羧化聚丙烯腈纤维/聚丙烯酸钠/聚乙烯醇的一体化交联凝胶网络。
3.根据权利要求2所述的一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈中空纤维毡为中空纤维的无纺布毡；所述聚丙烯腈中空纤维单丝线密度为2.22dtex。
4.根据权利要求2所述的一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，所述配制含有无机吸湿剂、有机吸湿剂和交联剂的水溶液，水溶液中包含30～40wt％的硫酸钠、2.5～4.5wt％的硫酸氢钠、10～18wt％的低分子量聚丙烯酸钠、2～5wt％的低分子量聚乙烯醇、余量为水。
5.根据权利要求2所述的一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，所述低分子量聚丙烯酸钠的分子量为20000。
6.根据权利要求2所述的一种长效调湿材料的制备方法，其特征在于，所述低分子量聚乙烯醇的分子量为5000。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110341439.0A CN113005762B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种长效调湿材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110341439.0A CN113005762B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种长效调湿材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113005762A CN113005762A (zh) | 2021-06-22 |
| CN113005762B true CN113005762B (zh) | 2022-12-30 |
Family
ID=76409356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110341439.0A Active CN113005762B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种长效调湿材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113005762B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146312C1 (ru) * | 1998-07-14 | 2000-03-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Способ получения гидрофильного полиакрилонитрильного волокна |
| JP2005270958A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-10-06 | Fujio Abe | 調湿材とその調湿方法 |
| CN101151412A (zh) * | 2005-04-04 | 2008-03-26 | 巴斯福股份公司 | 调节水分的复合材料 |
| CN107262048A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-20 | 海南椰国食品有限公司 | 细菌纤维素复合吸湿剂的低温再生除湿材料 |
| CN109453625A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-12 | 浙江工业大学 | 一种柔性可再生除湿复合材料及其制造方法 |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202110341439.0A patent/CN113005762B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146312C1 (ru) * | 1998-07-14 | 2000-03-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Способ получения гидрофильного полиакрилонитрильного волокна |
| JP2005270958A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-10-06 | Fujio Abe | 調湿材とその調湿方法 |
| CN101151412A (zh) * | 2005-04-04 | 2008-03-26 | 巴斯福股份公司 | 调节水分的复合材料 |
| CN107262048A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-20 | 海南椰国食品有限公司 | 细菌纤维素复合吸湿剂的低温再生除湿材料 |
| CN109453625A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-12 | 浙江工业大学 | 一种柔性可再生除湿复合材料及其制造方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Improving antifouling performance of PAN hollow fiber membrane using surface modification method;Mohsen Abedi 等;《Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers》;20151031;第55卷;第42-48页 * |
| 聚丙烯腈纤维吸湿改性方法及研究现状;王雅珍 等;《合成纤维工业》;20111210;第34卷(第6期);第38-40页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113005762A (zh) | 2021-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4332916A (en) | Ion exchange polymers on improved porous substrates | |
| JP4529145B2 (ja) | 徐吸放湿性架橋アクリル系繊維 | |
| CN109012638B (zh) | 一种羧基化多级孔纤维素吸附球的制备方法 | |
| JP3997438B2 (ja) | 低温再生型吸湿素子 | |
| CN107385559A (zh) | 一种活性炭纤维的制备方法 | |
| CN113005762B (zh) | 一种长效调湿材料的制备方法 | |
| CN114686996B (zh) | 一种吸湿发热纤维及其制造方法 | |
| CN112500527A (zh) | 有机改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的制备方法 | |
| CN112973397B (zh) | 一种安全高效调湿材料的制备方法 | |
| CN101974848A (zh) | 一种纤维素基离子交换纤维的制备方法 | |
| CN104437394B (zh) | 一种双层高氨基密度植物纤维基吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN113913159A (zh) | 一种高潜热柔性复合相变材料及其制备方法 | |
| CN113457618A (zh) | 一种环境修复用镧掺杂有序介孔分子筛及其制备方法和应用 | |
| CN112495343A (zh) | 一种防霉变的干燥剂及其制备方法 | |
| CN107777687A (zh) | 一种除氨活性炭的制备方法 | |
| CN108252105A (zh) | 一种玻璃纤维织物的表面处理方法 | |
| CN114404305A (zh) | 一种具有自发热功能的干态面膜及其制备方法 | |
| CN108059783B (zh) | 一种无机盐/有机高分子复合吸湿材料及其制备方法 | |
| CN107881790B (zh) | 一种硫化黑棉针织物的整理方法及制备方法 | |
| CN104495842A (zh) | 一种氢氧化钙部分取代氢氧化钾制备活性炭的方法 | |
| CN111763538B (zh) | 一种高韧高柔氧化铜煤气脱硫剂的制备方法 | |
| CN111408337A (zh) | 一种硅胶除湿转轮及其制备方法 | |
| CN109351194A (zh) | 超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法 | |
| CN103437147A (zh) | 一种纤维素基离子交换纤维的制备方法 | |
| CN113697832B (zh) | 一种碱式碳酸镁纳米片负载活性炭碳海绵的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |