CN111235875A - 一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用 - Google Patents

一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111235875A
CN111235875A CN202010050177.8A CN202010050177A CN111235875A CN 111235875 A CN111235875 A CN 111235875A CN 202010050177 A CN202010050177 A CN 202010050177A CN 111235875 A CN111235875 A CN 111235875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
profiled
silver
plated
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010050177.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111235875B (zh
Inventor
陈宁
王萌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Publication of CN111235875A publication Critical patent/CN111235875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111235875B publication Critical patent/CN111235875B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C213/00—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C213/02—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions involving the formation of amino groups from compounds containing hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/02—Heat treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12—Stretch-spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/14—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated alcohols, e.g. polyvinyl alcohol, or of their acetals or ketals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/34—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated alcohols, acetals or ketals as the major constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/50—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyalcohols, polyacetals or polyketals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/60—Reduction reactions, e.g. hydrogenation
    • B01J2231/64—Reductions in general of organic substrates, e.g. hydride reductions or hydrogenations
    • B01J2231/641—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/24—Polymers or copolymers of alkenylalcohols or esters thereof; Polymers or copolymers of alkenylethers, acetals or ketones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用，属于纤维负载型催化剂技术领域。其包括以下步骤：将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.05‑0.5g/mL的硝酸银溶液中3‑30min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维经清洗、晾干处理后进行还原反应，制得镀银异形聚乙烯醇纤维。本发明采用的异形聚乙烯醇纤维其强度高、异形度大且异形保持度好，能提高镀银异形聚乙烯醇纤维作为催化剂的催化活性。

Description

一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及纤维负载型催化剂技术领域，具体涉及一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用。
背景技术
对硝基苯酚类废水是酚类废水的一种，属于芳香族化合物，是一种原生质毒物，主要来源于化工企业，如焦化厂、石油化工厂，具有很强的三致性，可生物降解性差，在环境中长期滞留"富集会严重危害人类的健康，酚类废水已经被列为我国需重点解决的有害废水之一。对硝基酚类废水的降解方法主要有物理吸附、化学氧化、高级氧化法和生物降解法。虽然对硝基苯酚是工业和农业废水中常见的难降解污染物之一，但对氨基苯酚是一种具有商业意义的有机化工原料和药物中间体，如作为抗氧化剂，腐蚀抑制剂，并在镇痛和解热药的制备中起重要的作用。因此将对硝基苯酚催化还原成对氨基苯酚是处理硝基化合物最有效，最绿色，最经济的方法。
银纳米粒子，作为一种贵金属粒子，纳米粒子因其非凡的反应性和高选择性而成为最好的催化剂之一。然而，由于高的表面能，银纳米粒子容易非常容易聚集并且难以良好地分散，从而导致催化活性的损失。因此，为了便于回收和减少贵金属用量，银纳米颗粒将银负载于价格较低、高稳定的载体上，既可以防止聚集，又可以方便地从产物中回收和分离，用于设计复合纳米催化剂，对催化剂的生产和应用具有重要意义。现有基材的选择有聚合物水凝胶，二氧化钛，二氧化硅和三维交织纤维结构。特别是对于具有高渗透性的纤维，由于它们的大的比表面积和高的长径比被认为是催化的有效载体材料。在现有的纤维负载纳米银粒子用于对硝基苯酚的催化国内外均有较大发展，如聚丙烯腈纳米纤维，藻酸盐纤维，胶原纤维，纤维素纤维，聚甲醛/聚乳酸复合纳米纤维膜，碳纳米纤维上负载银纳米粒子均显示出对对硝基苯酚还原的有效催化活性。但是现有的银纳米粒子负载，由于纤维表面与银粒子的相互作用弱，因此在现有纤维负载银粒子的催化剂制备中，需要对纤维表面进行改性，而大大提升了工艺的复杂性和成本。
聚乙烯醇纤维具有的多羟基强极性结构，分子链上具有大量的羟基，其羟基上的氧原子中的孤对电子可以进入金属银离子d或f空轨道进行配位，形成配位键，增加聚乙烯醇纤维与银粒子的相互作用力。并且合成纤维产品的性能不仅受到纤维固有化学性质的影响，还受到纤维参数特别是细度和横截面形状的影响。横截面形状是纤维的最重要的形态特征之一，使其与圆形截面纤维在常规纺织产品和工业用纺织品的潜在应用领域各不相同。将具有催化活性的纳米银粒子负载于异形纤维上将增大催化反应面积，增加反应活性点，有望提升纤维负载银纳米粒子催化剂的催化活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用，以解决现有纤维负载银纳米粒子催化剂的催化活性低的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.05-0.5g/mL的硝酸银溶液中3-30min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；
(2)将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维经清洗、晾干处理后进行还原反应，制得镀银异形聚乙烯醇纤维。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述异形聚乙烯醇纤维截面形状为三角形、四叶型、三叶型或波浪形的一种或多种，其纤度为60-200dtex。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(1)中异形聚乙烯醇纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)将改性聚乙烯醇粉体在挤出-纺丝设备上进行熔融纺丝，经熔融挤出、过滤和计量后，从含异形喷丝微孔的喷丝板喷出，并对熔体细流侧吹风冷却，制得异形聚乙烯醇初生纤维；
(ⅱ)将异形聚乙烯醇初生纤维通过多级拉伸、湿热拉伸或干热拉伸以及热定型后，制得异形聚乙烯醇纤维。制得异形聚乙烯醇纤维的异形度为50～90％，且其异形度变化幅度小于或等于10％；其强度大于或等于6cN/dtex。
上述改性聚乙烯醇粉体为经物理或化学改性的聚乙烯醇粉体；
其中，物理改性聚乙烯醇粉体的步骤包括：将聚乙烯醇粉体与极性小分子和低分子量的辅助添加剂复合，或将聚乙烯醇粉体与高分子化合物复合制得；极性小分子包括水或甘油；低分子量的辅助添加剂包括酰胺、分子低于100万的聚氧化乙烯或分子量低于20000聚乙二醇；高分子化合物包括：淀粉、木质素、胶原、聚酰胺或聚交酯；
化学改性聚乙烯醇粉体的步骤包括：在聚乙烯醇分子链上共聚乙烯基单体，或在聚乙烯醇分子链上接枝丙烯酰胺、正丁基硼酸或苯基硼酸。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(ⅰ)中异形喷丝微孔截面为三角形、三叶型、四叶型或扁平波浪型，且异形喷丝微孔异形度为50-90％。其中，三角形喷丝微孔的异形度为50％；三叶型喷丝微孔和四叶型喷丝微孔的异形度为50-80％；扁平波浪型喷丝微孔的异形度为80-90％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述异形聚乙烯醇纤维的制备中，步骤(ⅰ)中纺丝温度为130～180℃；纺丝剪切速率为2000～15000s-1；纺丝剪切黏度为100～300Pa.s；纺丝压力为10～30MPa；纺丝的体积流量为70～300mm3/s；喷丝头拉伸比为1～4倍；侧吹风温度为10～70℃。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述异形聚乙烯醇纤维的制备中，步骤(ⅱ)的具体处理步骤包括：将异形聚乙烯醇初生纤维于150～230℃温度下进行1～3级拉伸、湿热拉伸或干热拉伸，总拉伸倍数为10～20倍；再在200～240℃温度下进行热定型，热定型时间为0.5～5min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(2)的还原方法包括：
将经处理的异形聚乙烯醇纤维浸入氨水中3-15min，待其表面颜色经透明-棕黄-透明转变，用蒸馏水清洗后，再浸渍在浓度为0.3-0.8g/mL的葡萄糖溶液中，在40-90℃温度下进行银镜反应0.5-12h；
或，将经处理的异形聚乙烯醇纤维浸渍在浓度为0.05-0.3mmol/L的硼氢化钠溶液中反应10-15min；
或，将经处理的异形聚乙烯醇纤维在波长365nm紫外光下光照0.5-4h。
一种镀银异形聚乙烯醇纤维，由上述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法制得。
上述的镀银异形聚乙烯醇纤维在硝基苯酚的催化还原反应中的应用。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述应用中，镀银异形聚乙烯醇纤维的催化效率为0.05-5s-1g-1。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用的异形聚乙烯醇纤维其强度高、异形度大且异形保持度好，能提高镀银异形聚乙烯醇纤维作为催化剂的催化活性。
2、本发明实现了对聚乙烯醇纤维的稳定且连续性熔融纺丝，可得到截面为三角形、三叶型、四叶型或扁平波浪型的初生纤维。经过后续的热拉伸和热定型工艺，成功制备了可用于增强增韧复合材料的熔纺异形聚乙烯醇纤维，该熔纺异形聚乙烯醇纤维强度高、异形度大且异形保持度好。
3、本发明针对改性聚乙烯醇粉体在130℃～180℃温度下进行纺丝，由于改性后聚乙烯醇粉体为假塑性流体，在同一温度下存在明显的剪切变稀行为，改性聚乙烯醇粉体在此温度下进行熔融纺丝，其熔体的剪切黏度变化幅度小，熔体呈现稳定流动状态，能有效提高改性聚乙烯醇粉体的可纺性。
4、本发明经过多级拉伸后的异形纤维依旧保持完美的异形截面，且其截面异形度可控，异形聚乙烯醇纤维在后续热拉过程中，在高温状态下始终处于拉伸紧绷状态，聚乙烯醇分子链受力取向运动多于高分子链段的无规热运动，因此纤维截面在其表面张力下同步收缩，圆化趋势小，初生纤维热拉伸后处理过程几乎不影响异形聚乙烯醇纤维的特征形状。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的喷丝板的剖视结构示意图；
图2为本发明的喷丝板的异形喷丝微孔的结构分布示意图；
图3为本发明的喷丝板的异形喷丝孔的截面结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参照图1和图2，本发明采用的异形喷丝板的结构包括：喷丝板体1，喷丝板体1的两端对应开设有喷丝导孔2以及多个异形喷丝微孔3，喷丝导孔2和异形喷丝微孔3的中心以同轴设置。在喷丝板体1内开设有直孔导流段4，直孔导流段4的管径为2mm，直孔导流段4将喷丝导孔2与异形喷丝微孔3连通，异形喷丝微孔3以喷丝板体1中心为同心圆呈环形均匀分布在喷丝板体1上，其中，异形喷丝微孔3的数目可为16孔、24孔或30孔。其中，16孔时为均匀分布的单环，单环直径为32mm；24孔分别分为8孔内环和16孔外环，内环直径为20mm，外环直径为32mm；30孔分别分为10孔内环和20孔外环，内环直径为10mm，外环直径为32mm。
请参照图3，异形喷丝微孔3的截面为三角形、三叶型、四叶型或扁平波浪型，当截面为三角形，该三角形为等边三角形时，该异形喷丝微孔为三角形喷丝微孔，其异形度为50％；当截面为三叶型或四叶型，该三叶型或四叶型的形状可调且叶片均匀排列时，该异形喷丝微孔为三叶型或四叶型喷丝微孔，其异形度为50％-80％；当截面为扁平波浪型，该扁平波浪型为仿一字型，其上下端面设有相同大小和数量的半圆弧重复单元时，该异形喷丝微孔为扁平波浪型喷丝微孔，其异形度为80％-90％。
本发明的含异性喷丝微孔的喷丝板是通过对喷丝板按照上述规格进行加工，其加工工艺属于现有技术。并且本发明还包括一种挤出-纺丝设备，其出料口安装本发明的含异性喷丝微孔的喷丝板。
其中，在喷丝过程中，喷丝板的异形喷丝微孔当量直径Dh与改性聚乙烯醇粉体熔体的剪切速率γ以及计量泵控制改性聚乙烯醇粉体熔体的体积流量Q满足以下关系：
Figure BDA0002370847950000061
式中：γ表示改性聚乙烯醇粉体熔体剪切速率，单位为s-1；Q表示改性聚乙烯醇粉体熔体的体积流量，单位为mm3/s，Dh表示异形孔的当量直径，单位为mm；q表示喷丝微孔横截面积，单位为mm2；s表示喷丝微孔的周长，单位为mm；λ表示与喷丝微孔截面有关的形状因子，其为常数，范围为6～8，其中三叶型为6.5，四叶型为6.63。
注意的是，下述实施例中所述对硝基苯酚的选择性还原的催化反应，其反应条件为：
将0.01g对硝基苯酚(4-NP)溶解在50g去离子水中,然后将0.326g硼酸氢钠(NaBH4)添加到溶液中，使得混合溶液的颜色从无色变为亮黄色。然后将1mg复合银碳纤维催化剂加入到15g混合溶液中。在室温可见光下进行4-NP的催化还原，整个催化过程的反应变化通过紫外可见分光光度计在200-500nm范围内的出峰情况进行记录。
实施例1：
本实施例的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.05g/mL的硝酸银溶液中，浸渍时间为3min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；
其中，在步骤(1)中的异形聚乙烯醇纤维的制备中，喷丝板的异形喷丝微孔采用四叶型，其异形度为50％。
其异形聚乙烯醇纤维制备包括以下步骤：
(ⅰ)将经化学改性的聚乙烯醇粉体在挤出-纺丝设备上进行熔融纺丝，经熔融挤出、过滤和计量后，从异形喷丝微孔喷出，并对熔体细流侧吹风冷却，制得异形聚乙烯醇初生纤维；其中，化学改性聚乙烯醇粉体的步骤包括：在聚乙烯醇分子链上共聚乙烯基单体。
其中，纺丝温度为165℃；纺丝剪切速率为10000s-1；纺丝剪切黏度为300Pa.s；纺丝压力为25MPa；纺丝的体积流量为300mm3/s；喷丝头拉伸比为2倍；侧吹风温度为50℃。喷丝板的异形喷丝微孔当量直径为0.6mm。
(ⅱ)将异形聚乙烯醇初生纤维于200℃温度下进行1级拉伸，总拉伸倍数为15倍；再在220℃温度下进行热定型，热定型时间为3min，制得异形聚乙烯醇纤维。制得的异形聚乙烯醇纤维的异形度为47％，其异形度降低了3％，其强度为7cN/dtex，长度为6mm，纤度为60dtex。
(2)将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维先用蒸馏水进行清洗，待表面晾干后进行还原反应，制得镀银异形聚乙烯醇纤维。
其中，步骤(2)的还原方法为：将经清洗晾干处理后的异形聚乙烯醇纤维浸入氨水中3-15min，待其表面颜色经透明-棕黄-透明转变，采用蒸馏水对其进行清洗后，再将其浸渍在浓度为0.3g/mL的葡萄糖溶液中进行银镜反应，反应温度为40℃，反应时间为0.5h。将本实施例制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上，其催化效率为0.05s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.2g/mL，浸渍时间为10min；步骤(2)中的葡萄糖溶液浓度为0.5g/mL；反应温度为65℃；反应时间为5h。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上，其催化效率为2s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.5g/mL，浸渍时间为15min；步骤(2)中的葡萄糖溶液浓度可以为0.8g/mL；反应温度为90℃；反应时间为12h。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上的催化效率为5s-1g-1。
实施例2：
本实施例的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.1g/mL的硝酸银溶液中，浸渍时间为30min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；
其中，在步骤(1)中异形聚乙烯醇纤维的制备中，喷丝板的异形喷丝微孔采用扁平波浪型，其异形度为90％。
其异形聚乙烯醇纤维制备包括以下步骤：
(ⅰ)将经化学改性的聚乙烯醇粉体在挤出-纺丝设备上进行熔融纺丝，经熔融挤出、过滤和计量后，从异形喷丝微孔喷出，并对熔体细流侧吹风冷却，制得异形聚乙烯醇初生纤维；其中，化学改性聚乙烯醇粉体的步骤包括：聚乙烯醇分子链上接枝正丁基硼酸。
其中，纺丝温度为180℃；纺丝剪切速率为6000s-1；纺丝剪切黏度为200Pa.s；纺丝压力为30MPa；纺丝的体积流量为250mm3/s；喷丝头拉伸比为4倍；侧吹风温度为70℃。喷丝板的异形喷丝微孔当量直径为0.4mm。
(ⅱ)将异形聚乙烯醇初生纤维于230℃温度下进行3级拉伸，总拉伸倍数为20倍；再在240℃温度下进行热定型，热定型时间为5min，制得异形聚乙烯醇纤维。制得的异形聚乙烯醇纤维的异形度为82％，其异形度降低了8％，其强度为8cN/dtex，长度为8mm，纤度为130dtex。
(2)将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维先用蒸馏水进行清洗，待表面晾干后进行还原反应，制备镀银异形聚乙烯醇纤维。
其中，步骤(2)的还原方法：将经清洗晾干处理后的异形聚乙烯醇纤维浸渍在浓度为0.05mmol/L的硼氢化钠溶液中反应10min。
将本实施例制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上，其催化效率为0.06s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.2g/mL，浸渍时间为10min；步骤(2)中的硼氢化钠浓度为0.1mmol/L，反应时间为12min。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上的催化效率为1.5s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.5g/mL，浸渍时间为3min；步骤(2)中的硼氢化钠浓度为0.3mmol/L，反应时间为10min。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上的催化效率为3s-1g-1。
实施例3：
本实施例的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.5g/mL的硝酸银溶液中，浸渍时间为30min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；
其中，步骤(1)中异形聚乙烯醇纤维的制备方法，喷丝板的异形喷丝微孔采用三叶型，其异形度为75％。
其包括以下步骤：
(ⅰ)将经物理改性的聚乙烯醇粉体在挤出-纺丝设备上进行熔融纺丝，经熔融挤出、过滤和计量后，从异形喷丝微孔喷出，并对熔体细流侧吹风冷却，制得异形聚乙烯醇初生纤维；其中，物理改性聚乙烯醇粉体的步骤包括：将甘油、淀粉和聚乙烯醇按照质量比10:30:60混合复合制得改性聚乙烯醇粉体。
其中，纺丝温度为175℃；纺丝剪切速率为2000s-1；纺丝剪切黏度为150Pa.s；纺丝压力为20MPa；纺丝的体积流量为100mm3/s；喷丝头拉伸比为2倍；侧吹风温度为30℃。喷丝板的异形喷丝微孔当量直径为0.35mm。(ⅱ)将异形聚乙烯醇初生纤维于175℃温度下进行干热拉伸，总拉伸倍数为15倍；再在220℃温度下进行热定型，热定型时间为2min，制得异形聚乙烯醇纤维。制得的异形聚乙烯醇纤维的异形度为65％，其异形度降低了10％，其强度为6cN/dtex，纤度为200dtex。
(2)将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维先用蒸馏水进行清洗，待表面晾干后进行还原反应，制得镀银异形聚乙烯醇纤维。
其中，步骤(2)的还原方法：将经清洗晾干处理后的异形聚乙烯醇纤维采用紫外光照还原，紫外光波长365nm，照射时间为0.5h。
将本实施例制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上，其催化效率为0.05s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.2g/mL，浸渍时间为10min；步骤(2)中照射时间为2h。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上，其催化效率为2s-1g-1。
在本实施例的其他实施例中，步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为：0.5g/mL，浸渍时间为3min；步骤(2)步骤(2)中照射时间为4h。制得的镀银异形聚乙烯醇纤维应用到硝基苯酚的催化还原上的催化效率为4s-1g-1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将异形聚乙烯醇纤维浸渍到浓度为0.05-0.5g/mL的硝酸银溶液中3-30min，得到被硝酸银溶液充分溶胀的异形聚乙烯醇纤维；
(2)将溶胀后的异形聚乙烯醇纤维经清洗、晾干处理后进行还原反应，制得镀银异形聚乙烯醇纤维。
2.根据权利要求1所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，所述异形聚乙烯醇纤维截面形状为三角形、四叶型、三叶型或波浪形的一种或多种，其纤度为60-200dtex。
3.根据权利要求2所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中异形聚乙烯醇纤维的制备包括以下步骤：
(ⅰ)将改性聚乙烯醇粉体在挤出-纺丝设备上进行熔融纺丝，经熔融挤出、过滤和计量后，从含异形喷丝微孔的喷丝板喷出，并对熔体细流侧吹风冷却，制得异形聚乙烯醇初生纤维；
(ⅱ)将异形聚乙烯醇初生纤维通过多级拉伸、湿热拉伸或干热拉伸以及热定型后，制得异形聚乙烯醇纤维。
4.根据权利要求3所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，步骤(ⅰ)中异形喷丝微孔的截面为三角形、三叶型、四叶型或扁平波浪型，且异形喷丝微孔的异形度为50-90％。
5.根据权利要求3所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，在异形聚乙烯醇纤维的制备中，步骤(ⅰ)中纺丝温度为130～180℃；纺丝剪切速率为2000～15000s-1；纺丝剪切黏度为100～300Pa.s；纺丝压力为10～30MPa；纺丝的体积流量为70～300mm3/s；喷丝头拉伸比为1～4倍；侧吹风温度为10～70℃。
6.根据权利要求3所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，在异形聚乙烯醇纤维的制备中，步骤(ⅱ)的具体处理步骤包括：将异形聚乙烯醇初生纤维于150～230℃温度下进行1～3级拉伸、湿热拉伸或干热拉伸，总拉伸倍数为10～20倍；再在200～240℃温度下进行热定型，热定型时间为0.5～5min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)的还原方法包括：
将经处理的异形聚乙烯醇纤维浸入氨水中3-15min，待其表面颜色经透明-棕黄-透明转变，用蒸馏水清洗后，再浸渍在浓度为0.3-0.8g/mL的葡萄糖溶液中，在40-90℃温度下进行银镜反应0.5-12h；
或，将经处理的异形聚乙烯醇纤维浸渍在浓度为0.05-0.3mmol/L的硼氢化钠溶液中反应10-15min；
或，将经处理的异形聚乙烯醇纤维在波长365nm紫外光下光照0.5-4h。
8.一种镀银异形聚乙烯醇纤维，由权利要求1-7任一项所述的镀银异形聚乙烯醇纤维的制备方法制得。
9.权利要求8所述的镀银异形聚乙烯醇纤维在硝基苯酚的催化还原反应中的应用。
10.根据权利要求9所述的镀银异形聚乙烯醇纤维在硝基苯酚的催化还原反应中的应用，所述镀银异形聚乙烯醇纤维的催化效率为0.05-5s-1g-1。
CN202010050177.8A 2019-10-14 2020-01-17 一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用 Active CN111235875B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2019109747588 2019-10-14
CN201910974758 2019-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111235875A true CN111235875A (zh) 2020-06-05
CN111235875B CN111235875B (zh) 2021-12-28

Family

ID=70869658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010050177.8A Active CN111235875B (zh) 2019-10-14 2020-01-17 一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111235875B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112012009A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 中物院成都科学技术发展中心 一种超疏水杀菌材料及其制备方法
CN113605094A (zh) * 2021-08-28 2021-11-05 李胜 一种抑菌可降解的复合纤维及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02229268A (ja) * 1989-03-03 1990-09-12 Nichibi:Kk 化学メッキ用繊維およびその製法
JPH0244952B2 (zh) * 1987-12-24 1990-10-05 Daiwa Boseki Kk
JPH03221193A (ja) * 1990-01-24 1991-09-30 Kouriyuu Kogyo Kk 繊維状スライム防止材
JP2002326298A (ja) * 2001-05-02 2002-11-12 Nissan Motor Co Ltd 断熱複合材料およびこれを用いた自動車用シート
CN1786302A (zh) * 2005-12-13 2006-06-14 中国石化集团四川维尼纶厂 一种制备高性能聚乙烯醇纤维的方法
KR20110110643A (ko) * 2010-04-01 2011-10-07 경희대학교 산학협력단 전기방사에 이은 무전해 도금을 통한 전기 전도성 나노섬유 제조 방법
KR20120095556A (ko) * 2011-02-21 2012-08-29 금오공과대학교 산학협력단 아파타이트를 복합한 항균 나노섬유 웹의 제조방법
CN102797050A (zh) * 2012-03-22 2012-11-28 上海罗洋新材料科技有限公司 一种高强高模聚乙烯醇纤维的熔融纺丝方法
CN105970613A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 东华大学 一种后负载纳米金属制备具有催化性能的连续纤维素/纳米金属气凝胶纤维的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244952B2 (zh) * 1987-12-24 1990-10-05 Daiwa Boseki Kk
JPH02229268A (ja) * 1989-03-03 1990-09-12 Nichibi:Kk 化学メッキ用繊維およびその製法
JPH03221193A (ja) * 1990-01-24 1991-09-30 Kouriyuu Kogyo Kk 繊維状スライム防止材
JP2002326298A (ja) * 2001-05-02 2002-11-12 Nissan Motor Co Ltd 断熱複合材料およびこれを用いた自動車用シート
CN1786302A (zh) * 2005-12-13 2006-06-14 中国石化集团四川维尼纶厂 一种制备高性能聚乙烯醇纤维的方法
KR20110110643A (ko) * 2010-04-01 2011-10-07 경희대학교 산학협력단 전기방사에 이은 무전해 도금을 통한 전기 전도성 나노섬유 제조 방법
KR20120095556A (ko) * 2011-02-21 2012-08-29 금오공과대학교 산학협력단 아파타이트를 복합한 항균 나노섬유 웹의 제조방법
CN102797050A (zh) * 2012-03-22 2012-11-28 上海罗洋新材料科技有限公司 一种高强高模聚乙烯醇纤维的熔融纺丝方法
CN105970613A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 东华大学 一种后负载纳米金属制备具有催化性能的连续纤维素/纳米金属气凝胶纤维的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陶庭先等: "《聚乙烯醇纤维金属配合物的合成和表征》", 《高分子学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112012009A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 中物院成都科学技术发展中心 一种超疏水杀菌材料及其制备方法
CN113605094A (zh) * 2021-08-28 2021-11-05 李胜 一种抑菌可降解的复合纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111235875B (zh) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101348952B (zh) 一种活性炭纤维及其制备方法
CN111235875B (zh) 一种镀银异形聚乙烯醇纤维、制备方法及其应用
CN108786814A (zh) 一种铜钴双金属/多孔碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用
CN113152090B (zh) 一种抗菌抗病毒纤维素纳米纤维过滤防护膜及其制备方法
Shen et al. Recent progress in regenerated cellulose fibers by wet spinning
CN112999896B (zh) 一种勃姆石改性吸附膜及其制备方法和应用
CN109174204B (zh) 一种高效光催化复合材料的制备方法
CN111155189B (zh) 熔纺异形聚乙烯醇纤维的制备方法
CN108728929A (zh) 一种过滤重金属离子的纳米纤维材料及其制备方法
Pervez et al. Separation of cationic methylene blue dye from its aqueous solution by S-sulfonated wool keratin-based sustainable electrospun nanofibrous membrane biosorbent
CN111135812A (zh) 一种碳基光催化剂的制备方法
CN114561719B (zh) 一种纤维交织结构的氧化铈/氧化硅复合纤维材料及其制备方法与应用
CN107541808B (zh) 一种采用湿法纺丝工艺制备醋腈长丝的方法
CN106757534B (zh) 一种去除甲醛气体活性炭纤维的制备方法
CN1587457A (zh) 纤维素基碳纤维的前体纤维的制备方法
CN115571976A (zh) 一种河湖可持续水治理mabr（ehbr）膜制备方法
Li et al. Polyaniline-doped TiO 2/PLLA fibers with enhanced visible-light photocatalytic degradation performance
CN107469819A (zh) 一种苯加氢制环己烯的负载型催化剂及其制备方法
CN111607836B (zh) 一种光触媒尼龙纤维及其制备方法、应用
CN111101225A (zh) 一种聚丙烯腈纳米纤维的制备方法
CN115182065B (zh) 一种呋喃基纤维的制备方法及其应用
Xu et al. Coordination and hydrogen bond-coadjusted highly stretchable wet-spun poly (acrylic acid) fiber and its stable activity as Fenton catalyst
CN117599834B (zh) 一种光催化纳米纤维膜及其制备方法和应用
Simitzis Polyacrylonitrile
CN112695415B (zh) 一种高吸水性再生纤维素纤维及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant