CN1156618C - 魔竽生物全降解纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种魔芋生物全降解纤维，其基本组成为：1～65%的魔芋葡甘聚糖、22～85%的聚乙烯醇、0.002～0.005%的交联剂、8～14%的水，以上百分比均为质量百分比。本发明还提供了上述魔芋生物全降解纤维的制备方法，将魔芋葡甘聚糖水解，所得魔芋葡甘聚糖水溶液与聚乙烯醇水溶液在交联剂作用下混炼形成胶体，通过喷头喷入盐溶液中凝固成纤，在经拉伸、洗涤、烘干、热定形、表面处理制成纤维。实验表明，本发明的魔芋生物全降解纤维既符合化学纤维的各种性能，又能被土壤中的微生物快速吸收。用本发明获得的魔芋生物全降解纤维比现有天然纤维价格低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种魔芋生物全降解纤维及其制备方法。
背景技术
以聚氯乙烯、聚氨酯、丙烯腈-氯乙烯共聚物等为基料的化学合成纤维目前已得到广泛应用。这些化学纤维的广泛应用在给人们生活带来便利的同时，也给人类生存环境带来了严重污染。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种化学合成纤维的替代品-魔芋生物全降解纤维及其制备方法，所得魔芋生物全降解纤维既符合化学纤维的各种性能，又能被土壤中的微生物快速吸收。
本发明提供的技术方案是：一种魔芋生物全降解纤维，其基本组成为：1～65％的魔芋葡甘聚糖、22～85％的聚乙烯醇、0.002～0.005％的交联剂、8～14％的水，以上百分比均为质量百分比。
上述交联剂为戊二醛、乙二醛或环氧丙烷。
本发明还提供了上述魔芋生物全降解纤维的制备方法，将魔芋葡甘聚糖水解，所得魔芋葡甘聚糖水溶液与聚乙烯醇水溶液在交联剂作用下混炼形成胶体，通过喷头喷入盐溶液中凝固成纤，在经拉伸、洗涤、烘干、热定形、表面处理制成纤维。
所述魔芋葡甘聚糖水解是在无机酸或多糖水解酶存在下进行的不完全水解。
上述水解在37-65℃下进行。
本发明所用魔芋葡甘聚糖为含有许多寡糖支链的多糖，是一种高分子量的天然杂多糖，分子量可达几十万至上百万道尔顿，魔芋葡甘聚糖具有三维空间结构，糖链上具有亲水性的羧基和乙酰基，故亲水性能极强，可被自然界微生物完全降解。另外，本发明中的聚乙烯醇是化学合成的高分子化合物，具有良好的水成胶能力，聚乙烯醇能被自然界微生物快速完全分解，对人体无害。实验表明，本发明的魔芋生物全降解纤维既符合化学纤维的各种性能，又能被土壤中的微生物快速吸收。用本发明获得的魔芋生物全降解纤维比现有天然纤维价格低廉。
具体实施方式
实施例1：魔芋生物全降解纤维由1％的魔芋葡甘聚糖、0.002％的戊二醛、84.998％的聚乙烯醇、14％的水组成。
实施例2：魔芋生物全降解纤维由65％的魔芋葡甘聚糖、0.004％的戊二醛、22％的聚乙烯醇、12.996％的水组成。
实施例3：魔芋生物全降解纤维由30％的魔芋葡甘聚糖、0.005％的戊二醛、61％的聚乙烯醇、8.995％的水组成，余量为杂质。
在上述实施例中，先将魔芋葡甘聚糖与定量水混合，加入一定量的盐酸或多糖水解酶，在37-65℃下控制水解，待水解到一定程度后中止反应，过100目网筛，得魔芋葡甘聚糖胶液，
在聚乙烯醇中加入适量水，100℃水浴溶解，得聚乙烯醇胶液，备用。
混合胶液减压脱泡后，通过纤维喷头计量喷入饱和硫酸钠溶液中形成纤维，经纵向拉伸，稀氨水水洗脱盐等工序后，50℃烘干。烘干后的纤维经300℃干热定型处理，再经不同方式的表面处理如羧醛化、浸喷聚丁酸丁二酯等，形成不同用途的纤维。
按上述方法，通过控制相应组分的用量，即可得到其它组份含量的魔芋生物全降解纤维。
实施例4：在420克魔芋精粉中加入3000毫升0.25mol/l盐酸溶液，搅拌混匀，在60℃下控制水解100分钟，得粘稠糖稀状胶液；迅速加入6.25毫升10mol/l氢氧化钠溶液，中止水解反应。胶液过100目网筛，除去杂质，得主料胶液。备用。
在300克聚乙烯醇中加入2400毫升水，100℃水浴，直至完全水解，得辅料胶液。备用。
将上述主料胶液与辅料胶液充分混合，冷却至40℃，加入2.2毫升50％戊二醛溶液，混匀，40℃保温24小时。
上述混合胶液在加压条件下过120目网筛，在400-500毫米汞柱高压下脱泡约2小时，直至脱泡完全。
混合胶液脱泡后，经喷头计量喷入饱和硫酸钠溶液(PH11.2～12.0)，经纵向拉伸形成纤维。纤维经过水洗除去硫酸钠，水洗前，以氨水调整水的酸碱度至PH11.0。水洗除去硫酸钠后的纤维迅速在50℃条件下热风干燥，使其含水量在15～18％之间；烘干后的纤维迅速进入300℃高温定型箱片刻，取出后快速风冷，使其最终含水为8～14％。
热定形处理后的纤维可根据用途差异，选择羧醛化处理或喷涂聚丁酸丁二酯等方法作表面处理，以增加其防水防潮能力。纤维卷入卷轴上，压辊压平，包装得成品。
Claims (5)
1.一种魔芋生物全降解纤维，基本组成为：1～65％的魔芋葡甘聚糖、22～85％的聚乙烯醇、0.002～0.005％的交联剂、8～14％的水，以上百分比均为质量百分比。
2.根据权利要求1所述的魔芋生物全降解纤维，其特征是：交联剂为戊二醛、乙二醛或环氧丙烷。
3.权利要求1所述的魔芋生物全降解纤维的制备方法，将魔芋葡甘聚糖水解，所得魔芋葡甘聚糖水溶液与聚乙烯醇水溶液在交联剂作用下混炼形成胶体，通过喷头喷入盐溶液中凝固成纤，在经拉伸、洗涤、烘干、热定形、表面处理制成纤维。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：魔芋葡甘聚糖水解是在无机酸或多糖水解酶存在下进行的不完全水解。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征是：上述水解在37-65℃下进行。
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