CN110983479A - 生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)纳米纤维素晶直接制备：(2)纳米纤维素和涤纶熔体均匀混合液制备:(3)纺丝成型：本发明可以提高产品的附加价值，提升我国纺织行业的整体质量水平和人民的生活水平，市场前景和推广应用领域极其广阔，将对国民经济尤其是我市纺织业的发展起巨大的推动作用，具有良好的社会效益。

Description

生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法。

背景技术

我国化纤市场需求仍有较大增长空间，化纤在保持原有市场的同时，差别化、功能化纤维以及战略性新兴产业的发展将会进一步拓宽应用领域，带来新的市场需求。同时资源和环境约束带来更大挑战，化纤原料进口依存度长期居高不下，同时未来环境的制约作用将会更加明显。为此，化纤工业要创新驱动，升级发展。加快完善化纤工业创新体系，推进跨行业跨领域融合创新。以企业为中心，加强产学研用协同创新。大力发展高性能纤维和生物基化学纤维，提高化学纤维的功能化、差别化水平。据统计，美国化纤差变化率已达50％以上，日本为40％，而我国不到30％。因此，差别化化纤将是我国化纤发展的重要方向，生物基纳米材料的优越性能及其与化学纤维的适应性为差别化化学纤维的新品种开发提供了重要的支持。

在上面的大背景下，利用废旧涤纶(PET)纺织品和回收料 (PET瓶片，泡料等)进行再生涤纶生产的产业逐步发展起来。并且随着消费者对环境保护的重视，再生涤纶的市场亦逐年扩大。我国再生涤纶FDY多空、异形、复合产品的开发已走在世界前列；常温常压可染再生涤纶纤维的制备技术与应用、低熔点再生涤纶短纤的开发和聚酯类废旧纺织品完全醇解封闭产业链的成功投产。但现有技术生产的再生涤纶纤维普遍存在物理机械性能差的问题，限制了其在纺织领域特别是服用纺织领域的发展，难以进行高品质纺织品的开发。因此，本发明提出一种生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法的研究。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)纳米纤维素晶直接制备：将干燥后的原料(农林废弃物) 进行机械粉碎、过60目筛，得到毫米尺度植物粉末；将粉末按以下程序逐级处理：

a.去木质素：在一定压力下使用高沸醇(甘油等)结合催化剂处理植物粉末，优化压力、温度、时间，将植物粉末木质素去除 95％以上；

b.去半纤维素和纤维素水解：将去除木质素的原料进一步使用碱溶液处理，一方面水解半纤维素并加以去除；另一方面水解纤维素非晶区。优化溶液浓度、温度和时间，将半纤维素去除95％以上，并得到微米纤维素；

c.超声粉碎：将微米纤维素在超声环境下处理，进一步降低纤维素尺度，优化超声功率、频率和时间，得到微纳米纤维素。

(2)纳米纤维素和涤纶熔体均匀混合液制备:将一定比例的纳米纤维素和涤纶切片同时经螺杆挤压和熔融管道进入纺丝箱；在纺丝箱加配超声波发生器，通过控制超声波功率、频率和时间控制熔体中纳米纤维素尺度及均匀分散程度；由于超声波的多效应协同作用，降低了熔体粘度，增加喷丝孔通过率，提高生产速度；

(3)纺丝成型：得到高品质纳米纤维素增强涤纶长丝，需要对喷丝孔生产出的涤纶长丝的冷却方式和降温速率进行优化，从而得到本产品。

有益效果：

本发明提供一种生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法具有以下有益效果；

本发明可以提高产品的附加价值，提升我国纺织行业的整体质量水平和人民的生活水平，市场前景和推广应用领域极其广阔，将对国民经济尤其是我市纺织业的发展起巨大的推动作用，具有良好的社会效益。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例

生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)纳米纤维素晶直接制备：将干燥后的原料(农林废弃物) 进行机械粉碎、过60目筛，得到毫米尺度植物粉末；将粉末按以下程序逐级处理：

a.去木质素：在一定压力下使用高沸醇(甘油等)结合催化剂处理植物粉末，优化压力、温度、时间，将植物粉末木质素去除 95％以上；

b.去半纤维素和纤维素水解：将去除木质素的原料进一步使用碱溶液处理，一方面水解半纤维素并加以去除；另一方面水解纤维素非晶区。优化溶液浓度、温度和时间，将半纤维素去除95％以上，并得到微米纤维素；

c.超声粉碎：将微米纤维素在超声环境下处理，进一步降低纤维素尺度，优化超声功率、频率和时间，得到微纳米纤维素。

(2)纳米纤维素和涤纶熔体均匀混合液制备:将一定比例的纳米纤维素和涤纶切片同时经螺杆挤压和熔融管道进入纺丝箱；在纺丝箱加配超声波发生器，通过控制超声波功率、频率和时间控制熔体中纳米纤维素尺度及均匀分散程度；由于超声波的多效应协同作用，降低了熔体粘度，增加喷丝孔通过率，提高生产速度；

(3)纺丝成型：得到高品质纳米纤维素增强涤纶长丝，需要对喷丝孔生产出的涤纶长丝的冷却方式和降温速率进行优化，从而得到本产品。

本发明可以提高产品的附加价值，提升我国纺织行业的整体质量水平和人民的生活水平，市场前景和推广应用领域极其广阔，将对国民经济尤其是我市纺织业的发展起巨大的推动作用，具有良好的社会效益。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.生物多糖纳米材料增强再生涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)纳米纤维素晶直接制备：将干燥后的原料(农林废弃物)进行机械粉碎、过60目筛，得到毫米尺度植物粉末；将粉末按以下程序逐级处理：

a.去木质素：在一定压力下使用高沸醇(甘油等)结合催化剂处理植物粉末，优化压力、温度、时间，将植物粉末木质素去除95％以上；

b.去半纤维素和纤维素水解：将去除木质素的原料进一步使用碱溶液处理，一方面水解半纤维素并加以去除；另一方面水解纤维素非晶区。优化溶液浓度、温度和时间，将半纤维素去除95％以上，并得到微米纤维素；

c.超声粉碎：将微米纤维素在超声环境下处理，进一步降低纤维素尺度，优化超声功率、频率和时间，得到微纳米纤维素。

(2)纳米纤维素和涤纶熔体均匀混合液制备:将一定比例的纳米纤维素和涤纶切片同时经螺杆挤压和熔融管道进入纺丝箱；在纺丝箱加配超声波发生器，通过控制超声波功率、频率和时间控制熔体中纳米纤维素尺度及均匀分散程度；由于超声波的多效应协同作用，降低了熔体粘度，增加喷丝孔通过率，提高生产速度；

(3)纺丝成型：得到高品质纳米纤维素增强涤纶长丝，需要对喷丝孔生产出的涤纶长丝的冷却方式和降温速率进行优化，从而得到本产品。