CN102002762A - 一种高强度异型纤维素纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度异型纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：将含水率小于1wt％的棉短绒或棉浆粕或木浆粕加入离子液体溶剂中，所述棉短绒或棉浆粕或木浆粕在离子液体中的浓度为5～20wt％，在70℃～110℃的条件下进行溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在成型浴中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得高强度异型纤维素纤维。本发明相比现有技术设备简单，生产工艺简单，工艺流程短，避免了传统粘胶法生产中使用大量化工原料对环境造成的污染，使用的溶剂可以完全回收后重复使用，而且生产的纤维素纤维强度高，可自然降解，可满足包装材料、工艺品、鞋材、服饰等产品领域对其环保性能以及使用性能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素纤维的制备，尤其涉及一种高强度异型纤维素纤维的制备方法。
背景技术
目前，用于包装材料、工艺品、鞋材等领域的材料大都采用不可自然降解的聚酯类纤维，随着环保标准的日益提高，要求上述材料由可自然降解的纤维素纤维替代，而现有的扁平异型纤维素纤维采用粘胶工艺方法生产，由于传统的粘胶法生产工艺复杂，工艺流程长，从棉短绒投料到制成纤维成品至少要48小时，粘胶制胶生产过程中使用大量NaOH、H2SO4和CS2，放出H2S等有毒气体，对空气和水造成污染，使生态环境遭到破坏。而且由于粘胶生产工艺限制，使得生产的扁平异型纤维素纤维的纵向和横向干强度低，不能很好的代替聚酯类纤维。如专利200510044542.X公开了一种高强度异型纤维素纤维及其制备方法，即是采用传统粘胶方法生产的，其纵向干断裂强度为2.0-3.0CN/dtex，纵向湿断裂强度为1.0-2.0CN/dtex；专利号为01108676.9的发明专利公开了一种扁平粘胶丝，这种纤维的干断裂强度为0.85-1.50CN/dtex，湿断裂强度为0.40-0.80CN/dtex，这两种方法生产的纤维的干断裂强度相对均较低，无法满足包装材料、工艺品、鞋材、服饰等产品领域对其性能的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种生产工艺简单、环保且生产的纤维素纤维强度高、可自然降解的的高强度异型纤维素纤维的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高强度异型纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：将含水率小于1wt％的棉短绒或棉浆粕或木浆粕加入离子液体溶剂中，所述棉短绒或棉浆粕或木浆粕在离子液体中的浓度为5～20wt％，在70℃～110℃的条件下进行搅拌溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在成型浴中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得高强度异型纤维素纤维。
所述离子液体溶剂为1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐或1-丁基，3-甲基氯咪唑盐或氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的离子液体。
所述成型浴为浓度≤50wt％的1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐或1-丁基，3-甲基氯咪唑盐或氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的水溶液。
所述方法制备的纤维素纤维具有扁平的薄膜形状，其纤度为400-10000dtex，纵向干断裂强度为3.0～5.0CN/dtex，纵向湿断裂强度为2.0～2.8CN/dtex，横向干断裂强度为2.0～3.0CN/dtex。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用离子液体为溶剂，直接使用棉短绒或棉浆粕或木浆粕进行溶解，在离子液体水溶液中纺丝成型，制备高强度异型纤维素纤维，相比现有技术，设备简单，生产工艺简单，工艺流程短，从溶解到制得异型纤维素纤维成品只有不到10个小时的时间，避免了传统粘胶法生产中使用大量化工原料对环境造成的污染，使用的溶剂可以完全回收后重复使用，而且生产的纤维素纤维强度高，可自然降解，可满足包装材料、工艺品、鞋材、服饰等产品领域对其环保性能以及使用性能的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将含水率为0.5wt％的棉短绒加入到1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐的离子液体溶剂中，所述棉短绒在1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐中的浓度为5wt％，在110℃的条件下进行搅拌溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在浓度为4wt％的1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐离子液体水溶液中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得纤度为450dtex，纵向干断裂强度为4.65CN/dtex，纵向湿断裂强度为2.36CN/dtex，横向干断裂强度为2.05CN/dtex的高强度异型纤维素纤维，纤维为主体宽度为30mm的薄膜形状。
实施例2
将含水率为0.3wt％的棉浆粕加入到1-丁基，3-甲基氯咪唑盐的离子液体溶剂中，所述棉浆粕在1-丁基，3-甲基氯咪唑盐中的浓度为12wt％，在80℃的条件下进行搅拌溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在浓度为42wt％的1-丁基，3-甲基氯咪唑盐的离子液体水溶液中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得纤度为2600dtex，纵向干断裂强度为3.65CN/dtex，纵向湿断裂强度为2.06CN/dtex，横向干断裂强度为2.35CN/dtex的高强度异型纤维素纤维，纤维为主体宽度为100mm的薄膜形状。
实施例3
将含水率为0.4wt％的木浆粕以18wt％的比例加入到氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的离子液体溶剂中，所述木浆粕在氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑中的浓度为18wt％，在80℃的条件下进行搅拌溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在浓度为20wt％的氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的离子液体水溶液中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得纤度为9600dtex，纵向干断裂强度为3.62CN/dtex，纵向湿断裂强度为2.16CN/dtex，横向干断裂强度为2.15CN/dtex的高强度异型纤维素纤维，纤维为主体宽度为360mm的薄膜形状。
Claims (4)
1.一种高强度异型纤维素纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将含水率小于1wt％的棉短绒或棉浆粕或木浆粕加入离子液体溶剂中，所述棉短绒或棉浆粕或木浆粕在离子液体中的浓度为5～20wt％，在70℃～110℃的条件下进行溶解，再经过滤、脱泡后，使用扁平喷丝头在成型浴中纺丝成型，然后经过水洗、上油、脱水和烘干步骤制得高强度异型纤维素纤维。
2.如权利要求1所述的高强度异型纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述离子液体溶剂为1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐或1-丁基，3-甲基氯咪唑盐或氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的离子液体。
3.如权利要求2所述的高强度异型纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述成型浴为浓度≤50wt％的1-烯丙基，3-甲基氯咪唑盐或1-丁基，3-甲基氯咪唑盐或氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑的水溶液。
4.如权利要求1、2或3所述的高强度异型纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述方法制备的纤维素纤维具有扁平的薄膜形状，其纤度为400-10000dtex，纵向干断裂强度为3.0～5.0CN/dtex，纵向湿断裂强度为2.0～2.8CN/dtex，横向干断裂强度为2.0～3.0CN/dtex。
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