CN113930865B - 基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法 - Google Patents

基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法，纤维为连续线状或不连续的球状、柱状，纤维由纤维前体通过脱壳制得，纤维前体由内芯和壳体组成，壳体包裹在内芯的外围，纤维前体为连续线状，纤维前体可在交联过程中将其铺设在预定形状的模具上，进而待内芯交联后脱模得到预定形状的纤维前体，然后脱壳得到预定形状的纤维；本发明可以使得一些具有优良性能但交联固化速度缓慢的聚合物能够可控、高效、连续地制备成纤维材料，还可以实现表面光滑纤维材料的制备，还可以通过控制推挤装置的挤出速度，可以精确控制纤维前体的形态和直径，而且无需管状模具即可实现可控的纤维材料制备。

Description

基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法
技术领域
本发明属于材料加工领域，尤其涉及基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法。
背景技术
目前，高分子纤维材料作为一种发展国民经济的基础材料、国防军工的战略材料、新兴产业的前沿材料,其产品内涵与应用领域正在不断拓展，高分子纤维的制备技术比较成熟，例如湿纺、挤出、静电纺丝等。对于能够通过化学反应、热塑-冷却、溶剂挥发或萃取等方式快速固化的聚合物，其纤维材料的制备较为容易。区别于这类有着快速固化能力的聚合物，一些固化过程较为缓慢的聚合物，难以通过传统的纤维制备技术使其成型，在此称之为慢固化型聚合物，例如双组份混合聚合物聚二甲基硅氧烷、铂催化硅橡胶、双组份聚氨酯，还有吸湿交联型聚合物如硅酮结构胶、吸湿固化型聚氨酯。这类聚合物具有优异的力学性能、光学性能以及物理/化学稳定性，在各行各业中得到了广泛的应用。
慢固化型聚合物材料的加工制备，往往需要采用模具使其在慢固化过程中塑形。因此在制备这类聚合物的纤维时，往往采用管状模具，灌装这类聚合物的预聚体后，待其固化再脱模得到纤维。虽然这个方法能够制得慢固化型聚合物的纤维材料，但是在制备长度较长和直径较细的纤维时，纤维从管状模具中的脱模会遇到很大的困难，而且管状模具本身的长度也限制了纤维的连续制备，因此限制了这些慢固化型聚合物纤维材料的制备和应用。
发明内容
本发明的目的是提供基于海藻酸同轴纺丝的交联型聚合物纤维及制备方法，以解决慢固化型聚合物脱模难、形状受限、量产难的问题。
本发明采用以下技术方案：一种基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维，纤维为连续线状或不连续的球状、柱状，纤维由纤维前体通过脱壳制得，纤维前体由内芯和壳体组成，壳体包裹在内芯的外围，纤维前体为连续线状，纤维前体可在交联过程中将其铺设在预定形状的模具上，进而待内芯交联后脱模得到预定形状的纤维前体，然后脱壳得到预定形状的纤维。
进一步地，纤维前体的壳体为海藻酸水凝胶，海藻酸水凝胶用于在内芯交联的过程中为内芯提供塑形和保护作用，在脱壳时将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
进一步地，内芯为聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、硅酮结构胶、双组份聚氨酯、单组分吸湿型聚氨酯、紫外固化胶或水晶滴胶。
进一步地，纤维前体通过推挤装置制得，
推挤装置包括：
内置管，竖向设置，
内伸管，竖向设置，位于内置管的上方并与内置管连通，且与内置管同轴设置，其上端通过管道与装载有交联型聚合物预聚体的容器连通，
外置管，竖向设置，套设在内置管的外侧，
外伸管，竖向设置，位于外置管的上方并与外置管连通，且与外置管同轴设置，并位于内伸管的下方，并与内伸管同轴设置，
伸入管，水平向设置，其一端与外伸管连通，其另一端与装载有海藻酸钠水溶液的容器连通，
其中，内置管和外置管的下端平齐或内置管的下端伸出外置管，内置管和外置管用于伸入位于其下方的钙盐水溶液中，使得内置管的预聚体和外置管的海藻酸钠水溶液同时挤出得到纤维前体。
基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维的方法，由以下步骤组成：
制备出质量浓度为0.5％-2％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为1％-10％的钙盐水溶液；制备交联型聚合物的预聚体，并除去气泡；
利用推挤装置在钙盐水溶液中将预聚体和海藻酸钠水溶液同时挤出并制备得到纤维前体，
将纤维前体置于预定的交联条件下，使得纤维前体内的预聚体进行交联，然后将纤维前体置于预定形状的模具上使得纤维前体内的预聚体再次塑形，
制备出质量浓度为5％-15％的柠檬酸钠水溶液，将完成交联后的纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
进一步地，交联型聚合物的预聚体为聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、硅酮结构胶、双组份聚氨酯、单组分吸湿型聚氨酯、紫外固化胶或水晶滴胶。
进一步地，推挤装置包括：
内置管，竖向设置，
内伸管，竖向设置，位于内置管的上方并与内置管连通，且与内置管同轴设置，其上端通过管道与装载有交联型聚合物预聚体的容器连通，
外置管，竖向设置，套设在内置管的外侧，
外伸管，竖向设置，位于外置管的上方并与外置管连通，且与外置管同轴设置，并位于内伸管的下方，并与内伸管同轴设置，
伸入管，水平向设置，其一端与外伸管连通，其另一端与装载有海藻酸钠水溶液的容器连通，
其中，内置管和外置管的下端平齐或内置管的下端伸出外置管，内置管和外置管用于伸入位于其下方的钙盐水溶液中，使得内置管的预聚体和外置管的海藻酸钠水溶液同时挤出得到纤维前体。
本发明的有益效果是：本发明可以使得一些具有优良性能但交联固化速度缓慢的聚合物能够可控、高效、连续地制备成纤维材料，还可以实现表面光滑纤维材料的制备，还可以通过控制推挤装置的挤出速度，可以精确控制纤维前体的形态和直径，而且无需管状模具即可实现可控的纤维材料制备。
附图说明
图1为本发明推挤装置的结构示意图；
图2为本发明推挤装置各个部件的结构示意图；
图3为本发明制备得到的纤维前体的示意图。
其中：1.内置管；2.内伸管；3.外置管；4.外伸管；5.伸入管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维，纤维为连续线状或不连续的球状、柱状，纤维由纤维前体通过脱壳制得，纤维前体由内芯和壳体组成，壳体包裹在内芯的外围，纤维前体为连续线状，纤维前体可在交联过程中将其铺设在预定形状的模具上，进而待内芯交联后脱模得到预定形状的纤维前体，然后脱壳得到预定形状的纤维。
壳体为海藻酸水凝胶，海藻酸水凝胶用于在交联的过程中为内芯提供塑形和保护作用，在脱壳时将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
纤维前体通过推挤装置制得，如图1-2所示，推挤装置包括内置管1、内伸管2、外置管3、外伸管4、伸入管5，内置管1竖向设置，内伸管2竖向设置，内伸管2位于内置管1的上方并与内置管1连通，内伸管2与内置管1同轴设置，内伸管2的上端通过管道与装载有交联型聚合物预聚体的容器连通。
外置管3竖向设置，外置管3套设在内置管1的外侧，外伸管4竖向设置，外伸管4位于外置管3的上方并与外置管3连通，外伸管4与外置管3同轴设置，外伸管4位于内伸管2的下方，外伸管4与内伸管2同轴设置。
伸入管5水平向设置，伸入管5的一端与外伸管4连通，伸入管5的另一端与装载有海藻酸钠水溶液的容器连通，内置管1和外置管3的下端平齐或内置管1的下端伸出外置管3，内置管1和外置管3用于伸入位于其下方的钙盐水溶液中，使得内置管1的预聚体和外置管3的海藻酸钠水溶液同时挤出得到纤维前体。
本发明还公开了基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维的方法，由以下步骤组成：
步骤1：制备出质量浓度为0.5％-2％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为1％-10％钙盐水溶液；制备交联型聚合物的预聚体，并除去气泡。
步骤2：利用推挤装置在钙盐水溶液中将预聚体和海藻酸钠水溶液同时挤出，进而制备出纤维前体。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下，使得纤维前体内的预聚体进行交联，然后将纤维前体置于预定形状的模具上使得纤维前体内的预聚体再次塑形。
步骤4：制备出质量浓度为5％-15％的柠檬酸钠水溶液，将完成交联后的纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
本方法中交联型聚合物预聚体的适用范围为交联时间大于10分钟或光交联的聚合物预聚体，且不溶于水的聚合物预聚体，包括但不限于聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、硅酮结构胶、双组份聚氨酯、单组分吸湿型聚氨酯、紫外固化胶或水晶滴胶。
本发明中的外置管3的海藻酸钠水溶液在容器里和挤出来的都是海藻酸钠水溶液，碰到钙盐后才瞬间固化形成海藻酸水凝胶，本发明拓展了聚合物纤维材料制备的可选聚合物范围，使得一些具有优良性能但交联固化速度缓慢的聚合物能够可控、高效、连续地制备成纤维材料，有助于开发出新型纤维材料，并促进该类纤维的产业化生产和应用；本发明中不溶于水的聚合物预聚体和水相海藻酸钠溶液之间的界面作用，使得海藻酸外壳的内壁会在受内压条件下自发形成光滑且均匀的表面，实现表面光滑纤维材料的制备；本发明通过控制内置管和外置管的内径和外径，及调节预聚体和海藻酸钠水溶液的流速，可以精确控制纤维前体的形态和直径，纤维前体中的交联型聚合物纤维形态可以为连续线状或不连续的球状、短柱状，实现可控的材料制备；本发明的制备方法无需管状模具，而且海藻酸钠、钙盐和柠檬酸钠成本低且可以部分重复利用，从经济效益方面讲具有极高的可行性。
本发明中的慢固化型聚合物选择范围宽广，包括但不限于聚二甲基硅氧烷PDMS、Ecoflex、硅酮结构胶、水晶滴胶、单组分吸湿型聚氨酯、双组份聚氨酯或紫外固化胶，及其与其他功能性填料混合的复合预聚体，可实现包括但不限于高弹性聚合物纤维、导电填料纤维、聚合物弹簧、高透光光纤纤维等功能纤维材料的研发和制备。
海藻酸是一种从海藻中获得的低成本天然聚合物。通过将海藻酸钠水溶液与钙离子接触，可以快速交联形成水凝胶。因此，通过推挤装置将海藻酸钠水溶液注入钙盐溶液，可以快速制备得到超长且直径均一的海藻酸水凝胶纤维，是一种在生物材料领域中广泛使用的纤维制备技术。
本发明通过同轴纺丝的原理，利用推挤装置将海藻酸水凝胶作为外壳，来实现核壳结构纤维的制备，处于外层的海藻酸钠溶液在接触到钙盐溶液后，能够快速交联固化形成水凝胶外壳，在慢交联型聚合物预聚体的交联固化过程中提供暂时性的保护和塑形作用，并且，在慢交联型聚合物交联固化成纤维材料后，海藻酸水凝胶外壳易于通过柠檬酸钠水溶液的浸洗处理去除，以此制备得到具有光滑表面、均匀直径、超长且连续的慢交联型聚合物纤维材料。此外，海藻酸水凝胶外壳的保护性作用，提供了对纤维进行二次塑形的机会，例如拐角弯曲、波浪形、螺旋形等，这使慢交联型聚合物纤维的制备变得可控且多样。
与现有技术相比，本发明极大地拓展了慢交联型聚合物纤维的成型技术和应用范围，能够制备和大批量生产性能卓越的慢交联型聚合物纤维，并且在降低生产成本，提高生产效率及利于环保等方面效果显著。本发明能够实现将其他成分封装到海藻酸水凝胶中，有望制备出具有壳体的纤维，并且，海藻酸水凝胶外壳能够通过柠檬酸钠溶液浸洗去除。
实施例1
步骤1：制备出质量浓度为1.5％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为5％的氯化钙水溶液；将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂，型号：道康宁184PDMS，按10:1的质量百分比混合均匀，抽真空15分钟除去气泡。
步骤2：利用内径为0.4mm、外径为0.7mm的内置管1，利用内径为1.16mm、外径为1.6mm的外置管3组装出推挤装置，利用推挤装置将预聚体和海藻酸钠水溶液挤出至钙盐水溶液中制备出纤维前体，其中，预聚体的流速为17mL/h，海藻酸钠水溶液流速为30mL/h。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下并置于预定形状的模具上进行交联，其中，将纤维前体移入水中，交联条件为恒温60℃加热4小时。
步骤4：制备出质量浓度为10％的柠檬酸钠水溶液，将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维，其中常温浸洗30分钟除去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到直径约为1mm的纤维，如图3所示。
实施例2
步骤1：制备出质量浓度为2％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为3％的氯化钙水溶液；将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂，型号：道康宁SE1700 PDMS，按10:1的质量百分比混合均匀，离心5分钟后挤压15分钟除去气泡。
步骤2：利用内径为0.4mm、外径为0.7mm的内置管1，利用内径为1.16mm、外径为1.6mm的外置管3组装出推挤装置，利用推挤装置将预聚体和海藻酸钠水溶液挤出至钙盐水溶液中制备出纤维前体，其中，预聚体的流速为26.8mL/h，海藻酸钠水溶液流速为60mL/h。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下并置于预定形状的模具上进行交联，其中，将纤维前体移入水中，交联条件为恒温60℃加热4小时。
步骤4：制备出质量浓度为15％的柠檬酸钠水溶液，将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维，其中常温浸洗30分钟除去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到直径约为0.8mm的纤维。
实施例3
步骤1：制备出质量浓度为1％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为8％氯化钙水溶液；将单组分吸湿型聚氨酯，型号为长城717，抽真空30分钟除去气泡。
步骤2：利用内径为0.25mm、外径为0.5mm的内置管1，利用内径为0.85mm、外径为1.25mm的外置管3组装出推挤装置，利用推挤装置将预聚体和海藻酸钠水溶液挤出至钙盐水溶液中制备出纤维前体，其中，聚氨酯的流速为5mL/h，海藻酸钠水溶液流速为10mL/h。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下并置于预定形状的模具上进行交联，其中，将纤维前体移入水中，交联条件为室温静置8小时。
步骤4：制备出质量浓度为8％的柠檬酸钠水溶液，将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维，其中常温浸洗30分钟除去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到直径约为0.5mm的纤维。
实施例4
步骤1：制备出质量浓度为1.5％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为5％的氯化钙水溶液；将Ecoflex 00-30预聚体和固化剂按2:1的质量百分比混合均匀，抽真空10分钟除去气泡。
步骤2：利用内径为0.2mm、外径为0.4mm的内置管1，利用内径为0.6mm、外径为0.9mm的外置管3组装出推挤装置，利用推挤装置将预聚体和海藻酸钠水溶液挤出至钙盐水溶液中制备出纤维前体，其中，Ecoflex 00-30预聚体的流速为4.5mL/h，海藻酸钠水溶液流速为9mL/h。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下并置于预定形状的模具上进行交联，其中，将纤维前体移入水中，交联条件为室温静置4小时。
步骤4：制备出质量浓度为10％的柠檬酸钠水溶液，将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维，其中常温浸洗30分钟除去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到直径约为0.3mm的纤维。
实施例5
步骤1：制备出质量浓度为1.5％的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为5％的氯化钙水溶液；将硅酮结构胶，型号为道康宁995，进行5分钟高速离心除去气泡，每分钟3000转。
步骤2：利用内径为0.4mm、外径为0.7mm的内置管，利用内径为1.16mm、外径为1.6mm的外置管3组装出推挤装置，利用推挤装置将预聚体和海藻酸钠水溶液挤出至钙盐水溶液中制备出纤维前体，其中，硅酮结构胶的流速为10mL/h，海藻酸钠水溶液流速为20mL/h。
步骤3：将纤维前体置于预定的交联条件下并置于预定形状的模具上进行交联，其中，将纤维前体移入水中，交联条件为恒温60℃加热4小时。
步骤4：制备出质量浓度为10％的柠檬酸钠水溶液，将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维，其中常温浸洗30分钟除去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到直径约为0.65mm的纤维。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维，其特征在于，纤维为连续线状或不连续的球状、柱状，所述纤维由纤维前体通过脱壳制得，所述纤维前体由内芯和壳体组成，所述壳体包裹在内芯的外围，所述纤维前体为连续线状，所述纤维前体在交联过程中将其铺设在预定形状的模具上，进而待内芯交联后脱模得到预定形状的纤维前体，然后脱壳得到预定形状的纤维。
2.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维，其特征在于，所述纤维前体的壳体为海藻酸水凝胶，所述海藻酸水凝胶用于在内芯交联的过程中为内芯提供塑形和保护作用，在脱壳时将纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
3.根据权利要求2所述的一种基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维，其特征在于，所述内芯为聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、硅酮结构胶、双组份聚氨酯、单组分吸湿型聚氨酯、紫外固化胶或水晶滴胶。
4.基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维的方法，其特征在于，由以下步骤组成：
制备出质量浓度为0.5%-2%的海藻酸钠水溶液；制备出质量浓度为1%-10%的钙盐水溶液；制备交联型聚合物的预聚体，并除去气泡；
利用推挤装置在钙盐水溶液中将预聚体和海藻酸钠水溶液同时挤出并制备得到纤维前体，
将纤维前体置于预定的交联条件下，使得纤维前体内的预聚体进行交联，然后将纤维前体置于预定形状的模具上使得纤维前体内的预聚体再次塑形，
制备出质量浓度为5%-15%的柠檬酸钠水溶液，将完成交联后的纤维前体浸入柠檬酸钠水溶液中，通过搅拌或震荡洗去海藻酸水凝胶外壳，烘干后得到纤维。
5.根据权利要求4所述的基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维的方法，其特征在于，所述交联型聚合物的预聚体为聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、硅酮结构胶、双组份聚氨酯、单组分吸湿型聚氨酯、紫外固化胶或水晶滴胶。
6.根据权利要求5所述的基于海藻酸同轴纺丝制备交联型聚合物纤维的方法，其特征在于，所述推挤装置包括：
内置管（1），竖向设置，
内伸管（2），竖向设置，位于所述内置管（1）的上方并与内置管（1）连通，且与所述内置管（1）同轴设置，其上端通过管道与装载有交联型聚合物预聚体的容器连通，
外置管（3），竖向设置，套设在所述内置管（1）的外侧，
外伸管（4），竖向设置，位于所述外置管（3）的上方并与外置管（3）连通，且与所述外置管（3）同轴设置，并位于所述内伸管（2）的下方，并与内伸管（2）同轴设置，
伸入管（5），水平向设置，其一端与所述外伸管（4）连通，其另一端与装载有海藻酸钠水溶液的容器连通，
其中，所述内置管（1）和外置管（3）的下端平齐或内置管（1）的下端伸出外置管（3），所述内置管（1）和外置管（3）用于伸入位于其下方的钙盐水溶液中，使得内置管（1）的预聚体和外置管（3）的海藻酸钠水溶液同时挤出得到纤维前体。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105833342A (zh) * 2016-03-18 2016-08-10 南开大学 一种内径可控的海藻酸钠水凝胶空管的制备方法
JP2016216861A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 国立大学法人福井大学 ハイドロゲル繊維の製造方法及び当該製造方法により製造されたハイドロゲル繊維
CN109161988A (zh) * 2018-08-27 2019-01-08 青岛大学 耐盐、耐洗涤剂海藻纤维的制备方法
CN110685038A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 深圳先进技术研究院 核/壳复合纤维及其制备方法
CN112301548A (zh) * 2020-10-15 2021-02-02 厦门大学 一种中空珠链结构的纤维膜及其制备方法和制备装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016216861A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 国立大学法人福井大学 ハイドロゲル繊維の製造方法及び当該製造方法により製造されたハイドロゲル繊維
CN105833342A (zh) * 2016-03-18 2016-08-10 南开大学 一种内径可控的海藻酸钠水凝胶空管的制备方法
CN109161988A (zh) * 2018-08-27 2019-01-08 青岛大学 耐盐、耐洗涤剂海藻纤维的制备方法
CN110685038A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 深圳先进技术研究院 核/壳复合纤维及其制备方法
CN112301548A (zh) * 2020-10-15 2021-02-02 厦门大学 一种中空珠链结构的纤维膜及其制备方法和制备装置

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