CN114351454B - 一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法，属于阻燃材料技术领域。本发明采用溶液共混法将生物质原料蛋白质引入聚丙烯腈基体中，通过湿法纺丝制备仿羊毛聚丙烯腈复合纤维。基于蛋白质分子结构中存在大量的氨基、羧基和酰胺基等活性基团，采用交联整理法，所述活性基团与交联剂之间发生交联反应，增强蛋白质分子在聚丙烯腈基体中的缠结作用，改善复合纤维的力学性能；最后通过阻燃后整理法，将阻燃物质引入到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维中，提高复合纤维的热稳定性能和阻燃性能。本发明有机结合了共混法和后整理法两种阻燃整理的优势，制备得到阻燃性能优异、力学性能良好的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。

Description

一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其涉及一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法。
背景技术
聚丙烯腈纤维具有良好的蓬松性、弹性、保温性、耐候性和耐日晒性等特性，有“人造羊毛”的美誉，用途也十分广泛。然而，该纤维属易燃纤维，极易燃烧而引发火灾，给人类生命财产安全带来危害。因此，开发阻燃聚丙烯腈纤维意义重大。
目前，阻燃聚丙烯腈纤维的制备方法按生产过程和阻燃剂的引入方式主要有：共混法、后整理法、热氧化法和共聚法。其中，共混法是在聚丙烯腈纺丝液中添加阻燃剂，然后进行纺丝工艺得到阻燃聚丙烯腈纤维，该方法成本低廉、操作简单且可行性强。后整理法是通过扩散、渗透或吸附等方式使阻燃剂渗入到聚丙烯腈纤维的可及区，从而提高纤维的阻燃性能。热氧化法是将聚丙烯腈原丝置于200～300℃的空气氧化炉中停留一定时间，使聚丙烯腈大分子结构中的氰基发生环化、氧化和脱氢等反应，生成梯形结构，但是热氧化法成本过高，并且制备的聚丙烯腈复合纤维中原有的氰基数量大大减少，导致聚丙烯腈纤维原有优良性能(蓬松性、弹性、保温性、耐候性和耐日晒性)损失。共聚法是唯一实现阻燃聚丙烯腈纤维产业化的方法，该方法将丙烯腈与氯乙烯或偏氯乙烯共聚成丙烯腈共聚物，然后通过湿法纺丝得到阻燃聚丙烯腈纤维，即腈氯纶。虽然腈氯纶在阻燃、手感、蓬松度、染色和可纺性等方面都具有较多优势，但是其燃烧时会释放出氯化氢等腐蚀性有害气体，不利于环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法，所制备的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维绿色环保，阻燃性优异。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
将蛋白质和聚丙烯腈溶液进行共混后，将所得混合物进行脱泡处理，得到共混纺丝液；
将所述共混纺丝液进行湿法纺丝，得到初生纤维；
将所述初生纤维依次进行牵伸和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在交联剂溶液中，进行交联反应，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在阻燃液中，将所得纤维干燥-焙烘，进行阻燃后整理，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
优选的，所述聚丙烯腈溶液的浓度为8～15wt％；所述聚丙烯腈溶液所用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或硫氰酸钠水溶液。
优选的，所述蛋白质包括清蛋白类蛋白质、球蛋白类蛋白质、醇溶蛋白类蛋白质、谷蛋白类蛋白质和结构蛋白类蛋白质中的一种或几种。
优选的，所述清蛋白类蛋白质包括麦清蛋白、血清蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白中的一种或几种；所述球蛋白类蛋白质包括豆球蛋白、血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物种子球蛋白和免疫球蛋白中的一种或几种；所述精类蛋白质包括鱼精蛋白；所述醇溶蛋白类蛋白质包括玉米醇溶蛋白和/或小麦醇溶蛋白；所述谷蛋白类蛋白质包括稻谷蛋白、大豆蛋白和麦谷蛋白中的一种或几种；所述结构蛋白类蛋白质包括角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、丝素蛋白、酪蛋白和羊毛蛋白中的一种或几种。
优选的，所述蛋白质的质量为所述聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈质量的5～40％；所述共混的温度为50～100℃，时间为1～5h。
优选的，所述交联剂溶液中交联剂包括醛类交联剂、多元醛衍生物类交联剂、多元羧酸类交联剂、酸酐类交联剂、多元胺类交联剂、多元胺衍生物类交联剂、环氧类交联剂、硅烷类交联剂和酰氯类交联剂中的一种或几种。
优选的，所述醛类交联剂包括甲醛、乙二醛和戊二醛中的一种或几种，所述多元醛衍生物类交联剂包括多聚甲醛、二羟甲基二羟基乙烯脲和四羟甲基氯化磷的一种或多种；所述多元羧酸类交联剂包括己二酸、壬二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸中的一种或几种；所述酸酐类交联剂包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、聚癸二酸酐和聚壬二酸酐中的一种或几种；所述多元胺类交联剂包括乙二胺、丙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亚胺和对苯二胺中的一种或几种；所述多元胺衍生物类交联剂包括乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸和三乙烯四胺六乙酸中的一种或多种；所述环氧类交联剂包括环氧氯丙烷、环氧大豆油、缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种；所述硅烷类交联剂包括KH550、KH560和KH570中的一种或几种；所述酰氯类交联剂包括六氯环三磷腈、三氯氧磷和三氯化磷中的一种或几种。
优选的，所述交联剂溶液的浓度为5～40wt％；所述交联反应的温度为50～120℃，时间为0.5～2h。
优选的，所述阻燃液中阻燃物质的浓度为10～40wt％；所述浸润在阻燃液的步骤中，所述浸润的温度为80～120℃，时间为1～4h。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维，包括聚丙烯腈纤维基体和缠绕在聚丙烯腈分子链之间的蛋白质，还包括分布于所述聚丙烯腈纤维基体中的阻燃物质。
本发明将生物质原料蛋白质引入聚丙烯腈复合纤维中，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维，基于蛋白质结构中含有大量的活性基团(比如氨基(-NH2)(可作为气源)、羧基(-COOH)(可作为酸源)和酰胺基(-CONH-R))，不仅可以改善聚丙烯腈纤维基体的阻燃性能，而且能够提供大量的活性反应位点；然后对所述复合纤维进行交联整理，在交联剂的作用下，所述复合纤维中的活性基团与交联剂发生交联反应，增强了蛋白质分子在聚丙烯腈基体中的缠结作用，进而提高了复合纤维的力学性能，同时防止蛋白质的损失，有利于阻燃耐久性的提高；最后通过阻燃后整理，经干燥-焙烘工艺，进一步提高复合纤维的热稳定性能和阻燃性能。本发明结合了共混法和后整理法两方面阻燃整理的优势，最终制备得到阻燃性能优异、力学性能良好的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
本发明所用蛋白质属于生物质材料，在燃烧过程中不会产生共聚法制备阻燃腈氯纶所产生得腐蚀性卤化氢气体，不会对环境产生不利影响，从而解决现有共聚法不环保的问题。
本发明的方法简单易行，绿色环保，成本低廉，能够赋予聚丙烯腈复合纤维良好的阻燃性能。
本发明所用蛋白质为生物质材料，来源广泛、种类繁多、绿色环保，符合可持续发展的理念。
附图说明
图1为实施例1制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维和对比例1制备的纯聚丙烯腈纤维在N2氛围下的热重分析对比图。
具体实施方式
本发明提供了一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
将蛋白质和聚丙烯腈溶液进行共混后，将所得混合物进行脱泡处理，得到共混纺丝液；
将所述共混纺丝液进行湿法纺丝，得到初生纤维；
将所述初生纤维依次进行牵伸和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在交联剂溶液中，进行交联反应，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在阻燃液中，将所得复合纤维干燥-焙烘，进行阻燃后整理，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
将蛋白质和聚丙烯腈溶液进行共混后，将所得混合物进行脱泡处理，得到共混纺丝液。在本发明中，所述聚丙烯腈溶液的浓度优选为8～15wt％，更优选为10～12wt％；所述聚丙烯腈溶液所用溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或硫氰酸钠水溶液；所述硫氰酸钠水溶液的浓度优选为6wt％。
本发明对所述聚丙烯腈溶液的制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程配制得到对应浓度的溶液即可。
在本发明中，所述蛋白质优选包括清蛋白类蛋白质、球蛋白类蛋白质、醇溶蛋白类蛋白质、谷蛋白类蛋白质和结构蛋白类蛋白质中的一种或几种。在本发明中，所述清蛋白类蛋白质优选包括麦清蛋白、血清蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白中的一种或几种；所述球蛋白类蛋白质优选包括豆球蛋白、血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物种子球蛋白和免疫球蛋白中的一种或几种；所述精类蛋白质优选包括鱼精蛋白；所述醇溶蛋白类蛋白质优选包括玉米醇溶蛋白和/或小麦醇溶蛋白；所述谷蛋白类蛋白质优选包括稻谷蛋白、大豆蛋白和麦谷蛋白中的一种或几种；所述结构蛋白类蛋白质优选包括角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、丝素蛋白、酪蛋白和羊毛蛋白中的一种或几种。当所述蛋白质为上述中的两种时，本发明对不同种类蛋白质的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对所述蛋白质的具体来源没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品或者按照本领域熟知的过程获取均可。
在本发明中，所述蛋白质的质量优选为所述聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈质量的5～40％，更优选为16～25％，更优选为20～23％。
在本发明中，所述共混的温度优选为50～100℃，更优选为80～90℃；时间优选为1～5h，更优选为2～3.5h。
完成所述共混后，本发明将所得混合物进行脱泡处理，得到共混纺丝液；本发明对所述脱泡处理的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
得到共混纺丝液后，本发明将所述共混纺丝液进行湿法纺丝，得到初生纤维。在本发明中，所述湿法纺丝的过程优选为将共混纺丝液经喷丝孔喷出后，进行凝固浴处理，得到初生纤维。本发明对所述湿法纺丝所用设备没有特殊的限定，本领域熟知的相应设备即可。所述凝固浴处理所用凝固浴优选为水或聚丙烯腈溶液所用溶剂的水溶液；本发明对所述聚丙烯腈溶液所用溶剂的水溶液的浓度没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可。
得到初生纤维后，本发明将所述初生纤维依次进行牵伸和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维。完成所述牵伸后，本发明优选将所得纤维依次进行洗涤和干燥，再进行卷绕。本发明对所述牵伸、洗涤、干燥和卷绕的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维后，本发明将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在交联剂溶液中，进行交联反应，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维。在本发明中，所述交联剂溶液中交联剂优选包括醛类交联剂、多元醛衍生物类交联剂、多元羧酸类交联剂、酸酐类交联剂、多元胺类交联剂、多元胺衍生物类交联剂、环氧类交联剂、硅烷类交联剂和酰氯类交联剂中的一种或几种。在本发明中，所述醛类交联剂优选包括甲醛、乙二醛和戊二醛中的一种或几种，所述多元醛衍生物类交联剂优选包括多聚甲醛、二羟甲基二羟基乙烯脲(2D树脂)和四羟甲基氯化磷的一种或几种；所述多元羧酸类交联剂优选包括己二酸、壬二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸中的一种或几种；所述酸酐类交联剂优选包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、聚癸二酸酐或聚壬二酸酐中的一种或几种；所述多元胺类交联剂优选包括乙二胺、丙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亚胺和对苯二胺中的一种或几种；所述多元胺衍生物类交联剂优选包括乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸和三乙烯四胺六乙酸中的一种或多种；所述环氧类交联剂优选包括环氧氯丙烷、环氧大豆油、缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种；所述硅烷类交联剂优选包括KH550、KH560和KH570中的一种或几种；所述酰氯类交联剂优选包括六氯环三磷腈、三氯氧磷和三氯化磷中的一种或几种。当所述交联剂为上述中的两种以上时，本发明对不同种类交联剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。在本发明中，所述交联剂溶液的浓度优选为5～40wt％，更优选为10～30wt％；所述交联剂溶液所用溶剂优选为水、乙醇、丙酮或四氢呋喃；当所述交联剂能够与水反应时，所述溶剂不能为水。本发明所述交联剂能够与蛋白质结构中的氨基(-NH2)、羧基(-COOH)或酰胺基(-CONH-R)发生交联反应。
本发明对所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维与交联剂溶液浸润的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式混合即可；本发明对所述交联剂溶液的用量没有特殊的限定，能够保证仿羊毛聚丙烯腈复合纤维充分交联即可。
在本发明中，所述交联反应的温度优选为50～120℃，更优选为60～70℃，时间优选为0.5～2h，更优选为1.5～2h。
完成所述交联反应后，本发明优选将所得产物依次进行洗涤和干燥，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；本发明对所述洗涤和干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维后，本发明将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在阻燃液中，将所得纤维干燥-焙烘，进行阻燃后整理，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。在本发明中，所述阻燃液中阻燃物质的浓度为10～40wt％，更优选为20～35wt％，进一步优选为25～30wt％；所述阻燃液所用溶剂优选为水。本发明对所述阻燃液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程配制即可。
在本发明中，所述阻燃物质优选包括含磷物质；所述含磷物质优选包括磷酸、磷酸盐、植酸、植酸盐、氨基三甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸盐、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸盐、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐、磷酸二氢铵、磷酸二氢铵盐、低聚度聚磷酸铵、2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)、磷酸酯类、亚磷酸酯类、四羟甲基硫酸磷和四羟甲基氯化磷中的一种或几种；所述含磷物质中盐类优选为含磷物质对应的钠盐或铵盐。所述磷酸酯类优选包括正磷酸酯和/或磷酸三甲苯酯；所述亚磷酸酯类优选包括亚磷酸二乙酯、亚磷酸二甲酯和亚磷酸二苯酯中的一种或几种；当所述阻燃物质为上述中的两种以上时，本发明对不同种类阻燃物质的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对盐类含磷物质的具体种类没有特殊的限定，本领域熟知的阻燃用盐类含磷物质均可。
本发明对所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维与阻燃液浸润的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式浸润即可；本发明对所述阻燃液的用量没有特殊的限定，保证阻燃剂充分浸润于交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维内部即可。
在本发明中，所述浸润的温度优选为80～120℃，更优选为90～110℃，时间优选为1～4h，更优选为2h。
在本发明中，所述干燥-焙烘包括依次进行的干燥和焙烘，所述干燥的温度优选为60～130℃，更优选为90～110℃，时间优选为5～30min，更优选为6～10min；所述焙烘的温度优选为120～170℃，更优选为130～170℃，进一步优选为160～165℃；时间优选为5～30min，更优选为8～15min。本发明通过干燥去除残留在纤维中的多余水分，通过焙烘使阻燃物质与纤维充分发生化学反应，通过牢固的化学键结合在纤维基体中。
完成所述阻燃后整理后，本发明优选将所得产物依次进行水洗至中性和干燥，最终得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。本发明对所述水洗至中性和干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。本发明通过水洗去除未反应的阻燃物质。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维，包括聚丙烯腈纤维基体和缠绕在聚丙烯腈分子链之间的蛋白质，还包括分布于所述聚丙烯腈纤维基体中的阻燃物质。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将20克聚丙烯腈溶解在230克DMSO中，制备成浓度为8wt％的聚丙烯腈纺丝液；
将胶原蛋白共混于所述聚丙烯腈纺丝液中，胶原蛋白与聚丙烯腈的质量比为1:5，在80℃共混2h，均匀混合后，经脱泡处理得到共混纺丝液，将所得共混纺丝液进行湿法纺丝，将共混纺丝液经喷丝孔喷出后，经过凝固浴(水)得到初生纤维，依次进行牵伸、洗涤、干燥和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在浓度为10wt％的乙二醛水溶液中，60℃下交联反应0.5h，将所得产物依次进行洗涤和干燥，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维在浓度为20wt％的植酸水溶液中于100℃下浸润2h，于100℃干燥5min，160℃焙烘5min，水洗至中性后，干燥，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
实施例2
将20克聚丙烯腈溶解在180克DMSO中，制备成浓度为8wt％的聚丙烯腈纺丝液；
将大豆蛋白和酪蛋白按照1:1的质量比共混于聚丙烯腈纺丝液中，蛋白质总质量与聚丙烯腈的质量比为1:4，在85℃共混2.5h，均匀混合后，经脱泡处理得到共混纺丝液将所得共混纺丝液进行湿法纺丝，将共混纺丝液经喷丝孔喷出后，经过凝固浴水得到初生纤维，依次进行牵伸、洗涤、干燥和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维。
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在浓度为10wt％的戊二醛水溶液中，于70℃交联反应1.5h，将所得产物依次进行洗涤和干燥，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维在浓度为25wt％的二乙烯三胺五甲叉膦酸水溶液中于110℃浸润2h，于90℃干燥10min，165℃焙烘5min，水洗至中性后，干燥，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
实施例3
将20克聚丙烯腈溶解在146.7克DMSO中，制备成浓度为12wt％的聚丙烯腈纺丝液；
将丝素蛋白、角蛋白和麦谷蛋白按照1:1:1的质量比共混于聚丙烯腈纺丝液中，蛋白质总质量与聚丙烯腈的质量比为1:3，在90℃共混3.5h，均匀混合后，经脱泡处理得到共混纺丝液，将所得共混纺丝液进行湿法纺丝，将共混纺丝液经喷丝孔喷出后，经过凝固浴水得到初生纤维，依次进行牵伸、洗涤、干燥和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在浓度为5wt％的甲醛水溶液中，于60℃交联反应2h，将所得产物依次进行洗涤和干燥，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维在浓度为35wt％的磷酸二氢铵水溶液中于90℃浸润2h，于110℃干燥6min，165℃焙烘8min，水洗至中性后，干燥，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维。
对比例1
将8wt％纯聚丙烯腈纺丝液按照实施例1的方法进行纺丝，得到纯聚丙烯腈纤维。
性能测试
1)图1为实施例1制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维和对比例1制备的纯聚丙烯腈纤维在N2氛围下的热重分析对比图，由图1可知，实施例1制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维的热降解温度均较未改性的纯聚丙烯腈纤维的热降解温度提前，且阻燃聚丙烯腈复合纤维在800℃的残炭量大于55wt％，而对比例1制备的纯聚丙烯腈纤维在800℃的残炭量为40wt％左右，表明本发明制备的仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维具有良好的热稳定性能及成炭性能。
2)按照GB/T5454-1997《纺织品燃烧性能测定-氧指数测定法》所记载的方法，对实施例1～3制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维和对比例1制备的纯聚丙烯腈纤维进行极限氧指数测试；采用电子单纤强力仪，对实施例1～3制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维和对比例1制备的纯聚丙烯腈纤维进行断裂强力测试，所得结果见表1。
表1实施例1～3和对比例1制备的纤维的性能数据
案例 极限氧指数(％) 断裂强力(cN/dtex)
实施例1 30 2.65
实施例2 35 2.68
实施例3 38 2.66
对比例1 17 2.45
由表1可知，实施例1～3制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维的力学强度均介于2.6～2.7cN/dtex之间，未改性的纯聚丙烯腈纤维的力学强度为2.45cN/dtex，说明实施例1～3制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维的力学性能略高于纯聚丙烯腈纤维的强度。同时，实施例1～3制备的阻燃聚丙烯腈复合纤维具有优异的阻燃性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将蛋白质和聚丙烯腈溶液进行共混后，将所得混合物进行脱泡处理，得到共混纺丝液；
将所述共混纺丝液进行湿法纺丝，得到初生纤维；
将所述初生纤维依次进行牵伸和卷绕，得到仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在交联剂溶液中，进行交联反应，得到交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维；
将所述交联仿羊毛聚丙烯腈复合纤维浸润在阻燃液中，将所得纤维干燥-焙烘，进行阻燃后整理，得到仿羊毛阻燃聚丙烯腈复合纤维；
所述交联剂溶液的浓度为5~40 wt%；所述交联反应的温度为50~120℃，时间为0.5~2h；
所述聚丙烯腈溶液的浓度为8~15 wt%；
所述蛋白质包括清蛋白类蛋白质、球蛋白类蛋白质、醇溶蛋白类蛋白质、谷蛋白类蛋白质和结构蛋白类蛋白质中的一种或几种；
所述蛋白质的质量为所述共混纺丝液中聚丙烯腈质量的5~40%；所述共混的温度为50~100℃，时间为1~5 h；
所述交联剂溶液中交联剂包括醛类交联剂、多元醛衍生物类交联剂、多元羧酸类交联剂、酸酐类交联剂、多元胺类交联剂、多元胺衍生物类交联剂、环氧类交联剂、硅烷类交联剂和酰氯类交联剂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈溶液所用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或硫氰酸钠水溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述清蛋白类蛋白质包括麦清蛋白、血清蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白中的一种或几种；所述球蛋白类蛋白质包括豆球蛋白、血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物种子球蛋白和免疫球蛋白中的一种或几种；所述醇溶蛋白类蛋白质包括玉米醇溶蛋白和/或小麦醇溶蛋白；所述谷蛋白类蛋白质包括稻谷蛋白、大豆蛋白和麦谷蛋白中的一种或几种；所述结构蛋白类蛋白质包括角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、丝素蛋白、酪蛋白和羊毛蛋白中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛类交联剂包括甲醛、乙二醛和戊二醛中的一种或几种，所述多元醛衍生物类交联剂包括多聚甲醛、二羟甲基二羟基乙烯脲和四羟甲基氯化磷的一种或多种；所述多元羧酸类交联剂包括己二酸、壬二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸中的一种或几种；所述酸酐类交联剂包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、聚癸二酸酐和聚壬二酸酐中的一种或几种；所述多元胺类交联剂包括乙二胺、丙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亚胺和对苯二胺中的一种或几种；所述多元胺衍生物类交联剂包括乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸和三乙烯四胺六乙酸中的一种或多种；所述环氧类交联剂包括环氧氯丙烷、环氧大豆油、缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种；所述硅烷类交联剂包括KH550、KH560和KH570中的一种或几种；所述酰氯类交联剂包括六氯环三磷腈、三氯氧磷和三氯化磷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阻燃液中阻燃物质的浓度为10~40 wt%；所述浸润在阻燃液的步骤中，所述浸润的温度为80~120℃，时间为1~4 h。
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