CN101796229A - 纤维素基纤维,和含有该纤维素基纤维的轮胎帘线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供纤维素基纤维和包括所述纤维素基纤维的轮胎帘线，所述纤维素基纤维包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、间位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物。此外，通过混合至少一种具有能和纤维素分子的羟基形成氢键的官能团的聚合物，本发明的纤维素基纤维的优势在于相对于现有的纤维素纤维的伸展率和韧度优良。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素基纤维和包括该纤维素基纤维的轮胎帘线。
背景技术
尼龙、聚酯、人造丝等常用作轮胎帘线的材料。轮胎的等级和使用受限于材料的优缺点。
因为其具有高的拉伸性，尼龙纤维主要用于载重的重型卡车的轮胎中，或主要在不规则表面，比如未经铺设的道路，上使用的轮胎。然而，尼龙纤维不适合于要求高速行驶和驾乘舒适的客车，因为它在轮胎内产生强烈的热积聚，且模量低。
和尼龙相比，聚酯纤维具有良好的形状稳定性和有竞争力的价格，并且经过不断地研究，它的韧度和粘合韧度正在提高，且在轮胎帘线领域的用量正趋向于增加。然而，它不适合用于高速行驶的轮胎，因为在耐热性，粘合韧度等仍存在局限。
人造丝纤维，作为一种再生纤维素纤维，在高温下显示优良的拉伸性和形状稳定性。所以，人造丝纤维被称为是轮胎帘线最合适的材料。然而，当制备轮胎时，它需要充分的水分控制，因为水分会造成强度严重劣化，且纤维制备期间的不均匀性造成次品率高。尤为重要的是，和其他材料相比，它的性价比(强度价格比)非常低，因此仅应用于超高速行驶轮胎或高价轮胎。
韩国专利2002-0085188号公开了通过使用莱赛尔(lyocell)纤维制备的轮胎帘线，该纤维和人造丝纤维相比具有优良的干韧度、湿韧度、和模量。然而，存在下列劣势：由于和人造丝纤维相比更高的模量和更低的断裂伸展率，莱赛尔纤维的拉伸性随反复疲劳而降低，使用该莱赛尔纤维的轮胎的寿命也随之降低。
如上面所公开的，纤维素基纤维(比如人造丝等)具有刚性分子结构，但存在下列问题：在加捻和热处理过程中由于其低的伸展率而强度严重劣化。所以，需要开发即使在反复疲劳下强度降低较少，同时维持已有的韧度，并可用于制备耐久轮胎的轮胎帘线，以及可用于所述轮胎帘线的纤维素基纤维。
发明内容
本发明的一方面在于提供具有优良的机械韧度和伸展率的纤维素基纤维。
本发明的另一方面在于提供包括所述纤维素基纤维，且形状稳定性和拉伸性优良，并且适合于高速行驶轮胎的轮胎帘线。
本发明特别提供包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、对位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物的纤维素基纤维。
本发明也提供纤维素基纤维的制备方法，包括下列步骤：制备包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、对位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物的纺丝原液，通过纺丝所述原液制备复丝，固化所述复丝，洗涤所述经固化的复丝，和干燥所述经洗涤的复丝。
另外，本发明提供包括所述纤维素基纤维的轮胎帘线。
具体实施方式
下面更详细地说明本发明。
在本发明中，包括多个细丝纤维的丝束称作“复丝”，通过Z捻(逆时针捻)和S捻(顺时针捻)(或S捻和Z捻)复丝而制备的初始帘线称作“加捻纱线”，通过用于轮胎帘线的粘合剂处理加捻纱线制备的浸渍帘线称作“轮胎帘线”。
此外，在本发明中，根据韩国工业标准(Korean Industrial Standard，KSK)，“韧度”表示纤维的断裂韧度，“伸展率”表示断裂伸展率。
根据本发明的纤维素基复合纤维包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、对位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物。
可以使用在本发明所属的技术领域中常见的纤维素，然而，为了改进纤维的性质，可以使用α-纤维素的含量是96％以上的纤维素，特别可以使用α-纤维素的含量是96％以上的南方松木浆。
此外，可以使用具有能和纤维素分子的羟基反应的官能团的聚合物，所述聚合物包括下列化学式1到5任意一项表示的重复单元：
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中
R1和R2的至少一个是选自胺、羟基、羧基、酰胺、和酰亚胺中的亲水基；亲水基取代的C1-C5烷基；或亲水基取代的C6-C20芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂环芳基、杂环芳基烷基、或杂环烷基芳基；
剩余的R1和R2是C1-C5烷基、或C6-C20芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂环芳基、杂环芳基烷基、或杂环烷基芳基；
m∶n的摩尔比是5∶5到9∶1。
更具体地，所述聚合物可以是包括化学式1表示的重复单元的聚硅氧烷，包括化学式2表示的重复单元的聚丙烯酸，包括化学式3表示的重复单元的聚丙烯酰胺，包括化学式4表示的重复单元的对位芳香族聚酰胺，和包括化学式5表示的重复单元的聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物。
在根据本发明的纤维素基纤维中，聚合物的含量优选为总量的0.1到20重量％。当聚合物的含量是0.1重量％以上时可以改进伸展率，且当含量是20重量％以下时可以获得和纤维素的溶混性并且可以显示纤维素的本征韧性。
特别地，当对位芳香族聚酰胺用作聚合物时，含量优选为总量的0.1到30重量％，因为可以赋予轮胎帘线多种性质比如良好的伸展率，韧度，模数，和类似性质。当对位芳香族聚酰胺的含量是0.1重量％以上时，对位芳香族聚酰胺可优选起到改进本发明的纤维素基复合纤维的伸展率等性质的作用，且当含量是30重量％以下时，和纤维素基聚合物的溶混性良好并且复合纤维可具有纤维素基聚合物的本征韧性。
此外，本发明使用的聚硅氧烷的重均分子量可以是500到4,000,000，优选为500到2,000,000，更优选为1000到1,000,000。聚丙烯酸和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的粘均分子量可以是10,000到4,000,000，优选为10,000到2,000,000，更优选为20,000到1,000,000。聚丙烯酰胺的重均分子量可以是10,000到8,000,000。
更优选地，每一聚合物的重均分子量或粘均分子量在最佳的范围内，因为在所述范围内可以同时获得改进伸展率的效果，显示良好韧度的效果和保持形状稳定性的效果。
此外，可以使用本征粘度(I.V)为0.8到2.0的对位芳香族聚酰胺。从改进伸展率和保持复合纤维强度的角度，优选本征粘度(I.V)为0.8以上的对位芳香族聚酰胺，从防止因过高的纺丝温度造成的热降解和改进复合纤维的伸展率的角度，优选本征粘度(I.V)为2.0以下的对位芳香族聚酰胺。
在聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中，聚乙烯醇的重复单元和聚苯乙烯的重复单元的摩尔比优选为5∶5到9∶1。当聚乙烯醇的重复单元的摩尔比是50％以上时，和纤维素的亲合性良好，且当聚苯乙烯的重复单元的摩尔比是10％到50％时，在水中的溶解度合适并且N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)的收集过程变得容易。
在本发明的纤维素基纤维中使用的聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物可以是无规共聚物或嵌段共聚物，为了在纤维的制备期间显示均匀的性质，优选无规共聚物。
本发明的纤维素基复合纤维的细丝总细度可以是1000到3000丹尼尔。由于纤维素基复合纤维的总细度在所述范围内，所述纤维素基复合纤维可优选应用于轮胎帘线等。
所述纤维素基复合纤维相对现有的纤维素基纤维显示优良的拉伸性，特别地，韧度为7g/d到10g/d，优选为8g/d到9g/d，伸展率为6％到15％，优选为7％到13％，初始模量为200g/d到400g/d。
另一方面，本发明的纤维素基纤维可通过包括下列步骤的方法制备：a)制备包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、对位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物的纺丝原液：，b)通过纺丝所述原液制备复丝，c)固化所述复丝，d)洗涤所述经固化的复丝，和e)干燥所述经洗涤的复丝。
作为一个实施方案，纤维素基纤维可通过包括下列步骤的方法制备：
i)通过将纤维素和聚合物溶于选自N-甲基吗啉-N-氧化物、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、和水中的至少一种溶剂制备纺丝原液，ii)通过经喷丝头挤出而纺丝所述纺丝原液以制备复丝，并固化所述复丝，和iii)洗涤和干燥制备的复丝。
此时，可以将用于制备原液的溶剂和原料混合，使得原液中包括的原料混合物的含量是5到35重量％，或7到18重量％，以制备均匀的原液溶液。
此外，制备纺丝原液的步骤可根据聚合物使用合适的溶剂，可通过同时将纤维素和聚合物溶于溶剂进行所述步骤，或通过将纤维素和聚合物溶于各自溶剂然后混合溶液进行所述步骤。特别地，当对位芳香族聚酰胺用作所述聚合物时，所述步骤可优选通过包括下列步骤而进行：通过将对位芳香族聚酰胺溶于二甲基乙酰胺制备对位芳香族聚酰胺溶液，将N-甲基吗啉-N-氧化物和所述对位芳香族聚酰胺溶液混合，和将纤维素加入并溶于所述溶液。
当聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物用作所述聚合物时，可使用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和水的溶剂混合物。此时，所述过程可通过下列方法进行：在包括重量比为90∶10到50∶50的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和水的溶剂混合物中溶胀纤维素和聚合物，除去水使得N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和水的重量比是93∶7到85∶15。
即，用于制备原液的溶剂中包括的水含量可以是7到15重量％。当溶剂中包括的水的含量是7重量％以上时，可以防止溶剂的熔点升高或制备温度过度升高，且水含量可以是15重量％以下以保证原料的最小溶解度和溶胀性。
在制备纺丝原液的步骤中，纤维素和聚合物可以粉末的形式使用，原料的混合物可通过以99.9∶0.1到80∶20的重量比混合粉末而使用。当对位芳香族聚酰胺用作所述聚合物时，纤维素和对位芳香族聚酰胺的重量比可以是70∶30到99.9∶0.1。
特别地，溶胀和溶解原料的过程可通过下列方法进行：先将原料分散在水含量是10到50重量％的溶剂中，然后在将溶剂中的水含量降低至7到15重量％的同时溶胀和溶解原料。
然后，ii)通过经喷丝头挤出而纺丝所述纺丝原液以制备复丝，并固化所述复丝。
此外，除使用挤出机的方法之外，通过捏和机或储存容器混合和溶胀原料，并通过使用薄膜蒸发器溶解原料的方法可用作在将原料均匀溶解的同时对原料进行纺丝的方法。
当溶剂中的水含量是7到15重量％时，原料可以通过上述过程溶解，当溶剂中的水含量是20到50重量％时，原料可以通过下列方法溶解：先在捏和机或容器中溶胀原料，然后在常规的薄膜蒸发器或真空捏和机中在除去残留的水的同时溶解原料。
经纺丝的复丝的固化过程在固化浴中进行，固化温度可以是45℃以下。固化温度是45℃以下以保持合适的固化速度，因为温度不高于所需温度。此时，固化浴可根据本发明所属的技术领域中的常规构成制备并使用，因此没有特别限制。
然后，iii)进行洗涤和干燥制备的复丝的步骤。
根据本发明，在洗涤和干燥步骤中，考虑洗涤后收集和再循环溶剂的简便性，洗涤温度可以是35℃以下，干燥温度可以是90到200℃或100到150℃，并可赋予细丝0.1到2g/d，或0.3到1g/d的张力。干燥步骤可用一步干燥过程进行，也可用分成多个阶段的多步干燥过程进行，其中每一阶段应用不同的干燥条件。此时，在洗涤和干燥步骤中可以使用在本发明所属技术领域中的常规条件，本发明不特别限制于或受限于上述条件。
另外，本发明提供从所述纤维素基纤维制备的轮胎帘线。
制备轮胎帘线的方法的一个实施方案如下。轮胎帘线可通过下列方法制备：通过用加捻机加捻根据上述方法制备的纤维素基纤维而制备粗帘线，用织机纺织所述粗帘线，和将其浸入浸渍溶液。然而，轮胎帘线的制备方法不局限于上述方法，轮胎帘线可通过使用本发明所属的技术领域中的常规方法制备。
下面，通过实施例更详细地描述本发明。然而，下列实施例仅用于本发明的理解，本发明不局限于也不受限于它们。
[实施例]
实施例1：纤维素和聚硅氧烷的复合纤维
首先，通过将纤维素(α纤维素的含量是96％以上；V-81，Buckeye Co.)板引入装有网式过滤器的粉碎机而将其制成粉末。通过在有水存在下的氨基硅烷的自聚合制备包括由下列化学式6表示的重复单元的聚硅氧烷，并将它制成粉末。聚硅氧烷的重均分子量(Mw)是10,000。
[化学式6]
然后，将纤维素粉末，聚硅氧烷粉末，和NMMO水溶液(89℃，水含量＝13％)引入双挤出机(螺纹直径(D)＝48mm，L/D＝52)。纤维素和聚硅氧烷的重量比是99.9∶0.1，纤维素和聚硅氧烷的混合物和NMMO水溶液的重量比是100∶1000，通过以120rpm的螺旋转速均匀溶解所述混合物制备纺丝原液，并通过喷丝头(直径0.2mm，1000孔)将所述原液纺入固化浴中。
将10重量％NMMO水溶液用作保持在固化浴中的固化溶液，将温度保持为25℃。
通过在固化浴中固化纤维，在洗涤浴中浸渍和洗涤所述纤维，并将其干燥而制备纤维素基纤维。
实施例2：纤维素和聚硅氧烷的复合纤维
除了纤维素和聚硅氧烷的重量比以95∶5代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例3：纤维素和聚硅氧烷的复合纤维
除了纤维素和聚硅氧烷的重量比以90∶10代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例4：纤维素和聚硅氧烷的复合纤维
除了纤维素和聚硅氧烷的重量比以80∶20代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例5：纤维素和聚丙烯酸的复合纤维
除了使用聚丙烯酸(Aldrich Co.，USA)代替聚硅氧烷以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。以粉末形式使用粘均分子量Mv)为4,000,000的聚丙烯酸。
实施例6：纤维素和聚丙烯酸的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酸的重量比以95∶5代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例5相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例7：纤维素和聚丙烯酸的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酸的重量比以90∶10代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例5相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例8：纤维素和聚丙烯酸的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酸的重量比以80∶20代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例5相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例9：纤维素和聚丙烯酰胺的复合纤维
除了使用聚丙烯酰胺(Fluka BioChemik Co.，USA)代替聚硅氧烷以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。以粉末形式使用重均分子量(Mw)为6,000,000的聚丙烯酰胺。
实施例10：纤维素和聚丙烯酰胺的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酰胺的重量比以95∶5代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例9相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例11：纤维素和聚丙烯酰胺的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酰胺的重量比以90∶10代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例9相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例12：纤维素和聚丙烯酰胺的复合纤维
除了纤维素和聚丙烯酰胺的重量比以80∶20代替99.9∶0.1以外，基本根据和实施例9相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例13：纤维素和对位芳香族聚酰胺的复合纤维
首先，通过将纤维素板引入装有网式过滤器的粉碎机将其制成粉末。通过在100℃将3kg对位芳香族聚酰胺溶于7kg二甲基乙酰胺制备对位芳香族聚酰胺溶液。此时，使用本征粘度为1.5的对位芳香族聚酰胺。
然后，将对位芳香族聚酰胺溶液(进料速度＝99g/h)和液化的NMMO(89℃，水含量＝13％，进料速度＝5000g/h)引入双挤出机(螺纹直径(D)＝48mm，L/D＝52)，然后将纤维素粉末(进料速度＝561g/h)引入其中。此时，纤维素和对位芳香族聚酰胺的重量比是85∶15。
用120rpm的螺旋转速均匀溶解混合物后，通过喷丝头(直径0.2mm，1000孔)将溶解的混合物纺入固化浴。
将10重量％NMMO水溶液用作保持在固化浴中的固化溶液，将温度维持为25℃。
通过在固化浴中固化复合纤维，在洗涤浴中浸渍和洗涤所述复合纤维，并将其干燥而制备纤维素基纤维。
实施例14：纤维素和对位芳香族聚酰胺的复合纤维
除了纤维素和对位芳香族聚酰胺的重量比是99.9∶0.1以外，基本根据和实施例13相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例15：纤维素和对位芳香族聚酰胺的复合纤维
除了纤维素和对位芳香族聚酰胺的重量比是70∶30以外，基本根据和实施例13相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例16：纤维素和对位芳香族聚酰胺的复合纤维
除了使用本征粘度为2.0的对位芳香族聚酰胺以外，基本根据和实施例13相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例17：纤维素和对位芳香族聚酰胺的复合纤维
除了使用本征粘度为0.8的对位芳香族聚酰胺以外，基本根据和实施例13相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例18：纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的复合纤维
以99.9∶0.1的重量比混合纤维素板(V-81，Buckeye Co.)和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物碎片，并将它们引入装有100目过滤器的粉碎机以制备直径为1700μm以下的粉末。此时，通过以8∶2的摩尔比共聚合乙酸乙烯酯单体和苯乙烯单体，并通过使用氢氧化钠溶液(NaOH，40％)皂化共聚物的乙酸酯部分而制备聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物，共聚物的粘均分子量是4,000,000。
在50重量％的NMMO水溶液中将纤维素粉末和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物溶胀。此时，NMMO溶液中的纤维素含量是6.5重量％。
用旋转阀型泵以16kg/小时的速度将溶胀的纤维素浆液引入捏和机，其内部温度维持为90℃，绝对压力维持为50mmHg，在从溶胀的纤维素浆料中除去剩余的水以使50重量％的NMMO水溶液变成89重量％的NMMO水溶液的同时，纤维素完全溶解，通过以120rpm的螺旋转速均匀溶解浆料制备纺丝原液，然后通过喷丝头(直径0.2mm，1000孔)将原液纺入固化浴。
此时，被挤出进入固化浴的纺丝原液中的纤维素含量是11重量％。可以确认原液均匀，其中不包括未溶解的纤维素颗粒或聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物。
通过使用喷嘴模挤出纤维素原液，喷嘴模的总喷嘴数是1000，喷嘴的截面积是0.047mm2，从而最终细丝纤维的总细度是1650丹尼尔。
将10重量％NMMO水溶液用作保持在固化浴中的固化溶液，将温度维持为25℃。
通过在固化浴中固化复合纤维，在洗涤浴中浸渍和洗涤所述复合纤维，并将其干燥而制备纤维素基纤维。
实施例19：纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的复合纤维
除了纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的重量比是95∶5以外，基本根据和实施例18相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例20：纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的复合纤维
除了纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的重量比是90∶10以外，基本根据和实施例18相同的方法制备纤维素基纤维。
实施例21：纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的复合纤维
除了纤维素和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的重量比是80∶20以外，基本根据和实施例18相同的方法制备纤维素基纤维。
比较实施例1：通过仅使用纤维素制备的纤维
除了制备原液时以100∶1000的重量比将纤维素粉末和NMMO水溶液混合而不加入聚硅氧烷以外，基本根据和实施例1相同的方法制备纤维素基纤维。
比较实施例2：具有不同聚合物含量的复合纤维
除了纤维素和对位芳香族聚酰胺的重量比是55∶45以外，基本根据和实施例13相同的方法制备纤维素基纤维。
另外，根据下列方法测量对位芳香族聚酰胺的本征粘度，在实施例13-17和比较实施例2中每一对位芳香族聚酰胺根据测量的本征粘度使用。
本征粘度(I.V)
在110℃将用沸腾的蒸馏水洗过的对位芳香族聚酰胺样品干燥5小时，选择0.125g样品，并溶于25mL 97％硫酸溶液4小时。然后，通过使用Canon-Fenske粘度计No.200根据下列数学式1测量I.V。
[数学式1]
I.V＝[ln(t/t0)/0.5]
其中
t是样品溶液的运行时间，且
t0是硫酸溶液的运行时间。
此外，将实施例1到21和比较实施例1到2制备的纤维素基复合纤维放置于25℃，65％RH的条件下24小时，根据下列方法测量纤维素基纤维的性质，结果列于下表1。
韧度，伸展率，和初始模量
在110℃将每个纤维素基复合纤维的样品干燥2小时以低于公定回潮率，然后根据KSK 0412标准通过INSTRON Co.的缓慢应变型拉伸试验机测量韧度，伸展率，和初始模量，其中样品的捻回数目为8捻每10cm(80TPM)，样品的长度是250mm，拉伸速度是300mm/分钟。
[表1]
| 样品 | 韧度[g/d] | 初始模量[g/d] | 伸展率[％] | 商业价值高◎，中○，低△ |
| 实施例1 | 6.9 | 240 | 6.5 | ◎ |
| 实施例2 | 7.3 | 245 | 7.2 | ◎ |
| 实施例3 | 7.5 | 250 | 7.7 | ◎ |
| 实施例4 | 7.1 | 236 | 8.9 | ◎ |
| 实施例5 | 7.1 | 230 | 6.8 | ◎ |
| 实施例6 | 7.3 | 236 | 7.5 | ◎ |
| 实施例7 | 7.4 | 240 | 9.3 | ◎ |
| 实施例8 | 6.9 | 234 | 11.4 | ◎ |
| 实施例9 | 6.8 | 230 | 6.9 | ◎ |
| 实施例10 | 7.3 | 243 | 7.5 | ◎ |
| 实施例11 | 7.2 | 250 | 9.8 | ◎ |
| 实施例12 | 7.1 | 230 | 11.9 | ◎ |
| 实施例13 | 7.8 | 250 | 13 | ◎ |
| 实施例14 | 7.2 | 230 | 7.5 | ◎ |
| 实施例15 | 6.9 | 200 | 8.6 | ◎ |
| 实施例16 | 7.6 | 230 | 11 | ◎ |
| 实施例17 | 7.5 | 210 | 12 | ◎ |
| 实施例18 | 7.0 | 230 | 7.6 | ◎ |
| 实施例19 | 7.5 | 249 | 8.9 | ◎ |
| 实施例20 | 7.2 | 248 | 11.5 | ◎ |
| 实施例21 | 7.1 | 238 | 12.4 | ◎ |
| 样品 | 韧度[g/d] | 初始模量[g/d] | 伸展率[％] | 商业价值高◎，中○，低△ |
| 比较实施例1 | 6.5 | 180 | 5.7 | ○ |
| 比较实施例2 | 6.2 | 170 | 5.3 | △ |
如表1所示，可知根据实施例1到21制备的本发明复合纤维多种性质极佳，比如韧度，初始模量，和伸展率，并可用于轮胎帘线。
与之相比，根据比较实施例1和2制备的纤维的性能低，特别是伸展率低，且用于工业纤维(比如轮胎帘线)存在局限。
如上所示，通过混合至少一种具有能和纤维素分子的羟基形成氢键的官能团的聚合物，根据本发明的纤维素基纤维和现有的纤维素纤维相比具有明显优良的拉伸性质，即，优良的伸展率和韧度。
Claims (11)
1.一种纤维素基纤维，包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、间位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物。
2.根据权利要求1的纤维素基纤维，其中所述聚合物包括下列化学式1到5任意一项表示的重复单元：
化学式1
化学式2
化学式3
化学式4
化学式5
其中
R1和R2的至少一个是选自胺、羟基、羧基、酰胺、和酰亚胺中的亲水基；亲水基取代的C1-C5烷基；或亲水基取代的C6-C20芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂环芳基、杂环芳基烷基、或杂环烷基芳基；
剩余的R1和R2是C1-C5烷基、或C6-C20芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂环芳基、杂环芳基烷基、或杂环烷基芳基；以及
m∶n的摩尔比是5∶5到9∶1。
3.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述聚合物的含量是0.1到20重量％。
4.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述聚硅氧烷的重均分子量是500到4,000,000。
5.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述聚丙烯酸的粘均分子量是10,000到4,000,000。
6.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述聚丙烯酰胺的重均分子量是10,000到8,000,000。
7.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物的粘均分子量是10,000到4,000,000。
8.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其中所述间位芳香族聚酰胺的本征粘度是0.8到2.0。
9.根据权利要求1所述的纤维素基纤维，其韧度为7g/d到10g/d，伸展率为6％到15％，并且初始模量为200g/d到400g/d。
10.一种轮胎帘线，包括根据权利要求1到9任意一项所述的纤维素基纤维。
11.一种纤维素基纤维的制备方法，包括下列步骤：
制备纺丝原液，所述纺丝原液包括纤维素和选自聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、间位芳香族聚酰胺、和聚乙烯醇/聚苯乙烯共聚物中的至少一种聚合物；
通过纺丝所述原液制备复丝；
固化所述复丝；
洗涤所述经固化的复丝；和
干燥所述经洗涤的复丝。
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