CN112323181B - 一种高性能壳聚糖纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能壳聚糖纤维的制备方法，属于纺织技术领域。所述方法是将柠檬酸溶液和壳聚糖混合制备纺丝液，经湿法纺丝制备得到高性能壳聚糖纤维。本发明通过采用无毒环保，成本低廉的柠檬酸同时作为溶剂和交联剂，壳聚糖进行改性处理，以提高壳聚糖材料的力学性能，壳聚糖纤维经交联处理后，干态断裂强度提高了36.36％，干态断裂伸长率提高了31％；湿态断裂强度提高了39.81％，湿态断裂伸长率提高了31％。

Description

一种高性能壳聚糖纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高性能壳聚糖纤维的制备方法，属于纺织技术领域。

背景技术

目前在纺织领域中，被广泛应用的涤纶、锦纶等化学纤维都来源于石油，在不可再生资源过度消耗的背景下，应寻求资源更加丰富的生物基纺织材料。尽管生物基纤维在某些性能方面仍不足于石油基纤维，但是可以对其不断改进，扩大其应用，实现逐步替代石油基纤维。对生物基纺织材料的研究已经成为纺织领域中重要的研究方向。每年沿海地区产生大量废弃蟹、虾壳等生物质废弃物，从这些废弃蟹、虾壳中提取的甲壳素，对甲壳素及其衍生物再进一步扩大应用，不仅可以实现废弃蟹、虾壳资源化，提高其附加价值，还能缓解沿海地区的环境污染。壳聚糖是脱乙酰化的甲壳素，目前壳聚糖已经实现商业化生产，并为多种壳聚糖以及衍生物材料提供原材料。

壳聚糖具有许多优良的性质，包括生物相容性、生物可降解性和抑菌性等，但它的缺点是强度低，并且由于壳聚糖高聚物在熔融之前就会分解，所以不能采用熔融纺丝，目前，壳聚糖只能采用溶液纺丝的方法制备壳聚糖纤维。壳聚糖大分子之间的氢键过强导致其纺丝液粘度过大，纺丝液中壳聚糖的含量很难大幅提高，致使纺丝液的可纺性较差；并且纺出的长丝需经过后序清洗、干燥等繁复工作步骤，导致纺丝成本增加，都是限制壳聚糖纤维应用的普遍问题，这些问题也很难在纺丝过程中得到更大的改善。因此，亟需提供一种能够提高壳聚糖纤维的力学性能的制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过采用无毒环保，成本低廉的柠檬酸同时作为溶剂和交联剂，壳聚糖进行改性处理，以提高壳聚糖材料的力学性能，进一步扩大壳聚糖材料的应用。

本发明的第一个目的是提供一种高性能壳聚糖纤维的制备方法，所述方法是将柠檬酸溶液和壳聚糖混合制备纺丝液，经湿法纺丝制备得到高性能壳聚糖纤维。

在本发明的一种实施方式中，柠檬酸溶液浓度为4.5％～5.5％(w/v，g/100mL)。

在本发明的一种实施方式中，纺丝液中壳聚糖的质量百分数为2-2.8％(w/w)。

在本发明的一种实施方式中，所述纺丝液的制备具体是：将壳聚糖溶解在柠檬酸溶液中得到壳聚糖柠檬酸溶液，机械搅拌混合均匀后，超声处理以去除溶液中的气泡，得到纺丝液；所述壳聚糖在溶液中的质量浓度为2％-2.8％。

在本发明的一种实施方式中，所述湿法纺丝具体是：将纺丝液注入湿法纺丝机的反应罐中，经计量泵挤出纺丝，纺丝温度为室温至60℃，喷丝板孔数50-200孔，孔径0.1-0.2mm，凝固浴为氢氧化钠溶液和无水乙醇的混合液；凝固浴牵伸比为0.9-1.9，水洗牵伸比为 1.1-2.0；将纤维洗至中性，再将洗涤后的壳聚糖纤维浸置于甘油中，冷冻、干燥得到壳聚糖纤维。

在本发明的一种实施方式中，所述凝固浴中NaOH溶液浓度为3～7％(w/v，g/100mL)；凝固浴中NaOH溶液和无水乙醇的体积比为(3-8)：(2-7)。

本发明的第二个目的是提供一种应用上述方法制备得到的高性能壳聚糖纤维。

本发明的第三个目的是提供一种含有上述高性能壳聚糖纤维的纺织品。

在本发明的一种实施方式中，所述纺织品为：纱线、毯、机织物、针织物、保暖絮料、填充料、非织造布、医疗卫生用品或特殊工作服中的任意一种。

本发明的第四个目的是提供一种上述高性能壳聚糖纤维在纺织或医疗卫生方面的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述应用包括：用于制备具有保健功能的服装、制备具有荧光效应的服装、制备医用缝合线、制备医用敷料、制备人造皮肤或制备药物缓释材料。

本发明的有益效果：

1、壳聚糖纤维经上述优化条件交联处理后，干态断裂强度提高了36.36％，干态断裂伸长率提高了31％；湿态断裂强度提高了39.81％，湿态断裂伸长率提高了31％；纤维表面凹陷不再明显；

2、壳聚糖纤维干、湿态力学性能得到改善是由于柠檬酸羧基与壳聚糖大分子上的氨基之间产生离子交联和化学交联。

附图说明

图1为CS(AA)纤维(a)和CS(CA)纤维(b)实物图。

图2为CS(AA)纤维、CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的干态及湿态断裂强度(a)、初始模量(b)和断裂伸长率(c)。

图3为CS(AA)纤维(a)和CS(CA)纤维(b)纵向表面SEM图，CS(AA)纤维(c)、CS(CA)纤维(d)和CS(CA)-CA纤维(e)拉伸断裂面的SEM图。

图4为CS(AA)纤维、CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的X射线衍射图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。

1、壳聚糖纤维力学性能测试

根据化学单纤维断裂强度和断裂伸长率测试标准GB9997-88，在温度为20℃，相对湿度为65％环境中，将平衡后的纤维采用YG004型电子纤维强力机进行力学性能测试。设定夹持距离为20mm，拉伸速率为20mm/min，分别得到纤维干态断裂强度(单位为cN/dtex)和干态断裂伸长率(％)，取50次数据的平均值。将纤维浸没在水中2min后取出，再同上操作测试，得到纤维的湿态断裂强度(单位为cN/dtex)和湿态断裂伸长率(％)。

2、壳聚糖纤维微观形貌表征

采用HITACHI SU1510扫描电镜观察壳聚糖纤维的表面形貌。将两种平衡后的纤维样品置于导电胶上，喷金后，在加速电压为5kV的电镜下观察。

3、壳聚糖纤维的红外光谱表征

利用傅里叶变换红外光谱仪对交联处理前、后的壳聚糖纤维进行测试，分辨率4cm^-1，扫描范围500-4000cm^-1。

4、纤维细度测试

将标准条件下平衡好的壳聚糖纤维剪切成50mm的丝束，数出400根长度一致、粗细均匀的纤维用电子天平进行称重，得到纤维的质量(单位g)，计算出纤维的细度(单位dtex)。

5、微观结构表征

采用电子扫描显微镜观察壳聚糖纤维的表面和拉伸断面形貌。将纤维样品置于导电胶上，喷金后，在加速电压为5kV的电镜下观察。

6、XRD测试

使用X射线衍射仪对纤维样品的结晶情况进行测试，测试条件为：Cu靶X光管工作电压为40kV，工作电流为40mA，扫描速度为3°/min，扫描范围为5°到50°，步长为0.02°。

实施例1：

纺丝液及凝固浴的配置

(1)纺丝液配置：配置柠檬酸溶液5％(v/v)作为溶剂，加入壳聚糖，使得纺丝液中壳聚糖的质量百分数为2.5％(w/w)，混合液在40℃下水浴加热，并以500r/min的速度进行机械搅拌24h，得到充分溶解的壳聚糖纺丝液；通过超声波仪器将纺丝液在20KHz的振动频率下进行脱泡处理20min，为后续纺丝备用；

(2)凝固浴配置：采用6％的NaOH溶液与无水乙醇以7:3的体积比混合，得到湿法纺丝过程用的凝固液。

壳聚糖纤维湿法纺丝

通过湿法纺丝机纺制壳聚糖纤维，湿法纺丝工艺的流程为：纺丝液制备-脱泡-计量-过滤- 纺丝-凝固-水洗牵伸-卷绕-干燥-成品纤维。将脱泡后壳聚糖纺丝液缓慢注入纺丝机的储液桶中，采用空气压对纺丝液进行输送，计量泵以一定的速度将纺丝液从喷丝孔中挤出到凝固浴中，整个纺丝过程中，控制好牵伸倍数，以及卷绕装置的速度。将纤维从卷绕装置上取下来，用大量的去离子水对其进行冲洗，直至纤维呈中性，将洗涤后的壳聚糖纤维浸置于甘油含量为1％的去离子水中2h，防止纤维之间过度黏连，取出后放入超低温冰箱，在-80℃的条件下冷冻2h，再置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥24h，得到CS(CA)纤维，并放入温度为21℃、相对湿度为65％的恒湿恒湿条件下平衡24h。

本实验所用到的主要工艺参数为：

纺丝液：柠檬酸溶液溶解的壳聚糖纺丝液；

喷丝孔孔数与孔径：90×0.15mm；

计量泵泵供量：0.3ml/r；

纺丝温度：室温；

凝固浴：氢氧化钠溶液和无水乙醇的混合液；

凝固浴温度：室温；

第一道导丝辊速度与纺丝液从喷丝孔挤出速度的比值为0.9；

经过水洗浴的初生纤维牵伸倍数(第二道导丝辊与第一道导丝辊速度的比值)：0.9。

实施例2：CS(CA)纤维湿法纺丝工艺

1、柠檬酸浓度对CS(CA)初生纤维性能影响

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整柠檬酸溶液浓度为3％、3.5％、 4％、4.5％、5％、5.5％、6％v/v，其他条件同实施例1。

柠檬酸浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响如表1所示。4％浓度以下的柠檬酸溶液不能完全溶解壳聚糖，有部分壳聚糖片状物仍在溶液内悬浮，无法制成均匀的纺丝液。当柠檬酸浓度高于4％后，壳聚糖可以溶解在柠檬酸溶液至溶液呈均匀状态，但在过滤纺丝液时发现，溶液中仍然有团聚的透明壳聚糖块状物说明壳聚糖溶解还是不充分。但是到柠檬酸溶液浓度达到5％以后，壳聚糖可以完全溶解在体系中，形成均匀的纺丝液，过滤后未发现有块状团聚，同时初生纤维的断裂强度也达到最大值，继续增大柠檬酸的浓度，会使溶剂的酸性继续增大，会导致壳聚糖的部分降解，使初生纤维的力学性能有所下降。综上所述，柠檬酸溶液作为溶解壳聚糖的溶剂所取得最优浓度可以选取在4.5％到5.5％范围内。

表1柠檬酸浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响 (壳聚糖浓度为2.5％，凝固浴中NaOH浓度为6％，NaOH溶液与无水乙醇的比例为7:3，喷丝孔孔径为 0.15mm)

2、壳聚糖浓度对CS(CA)初生纤维性能研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整壳聚糖添加量，使得纺丝液中壳聚糖的质量百分数为1.9％、2.1％、2.3％、2.5％、2.7％、2.9％w/w，其他条件同实施例1。

壳聚糖浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响如表2所示。在表2中，壳聚糖浓度过低，会导致壳聚糖纺丝液的粘度过低，纺丝液挤出后，难以成为纤维。但随着壳聚糖浓度的增大，纺丝液中的含固量增加，粘度增大，纺丝液挤出后经过凝固浴，可以成为均匀的丝条。当壳聚糖浓度过大时，纺丝液的粘度过大，由于壳聚糖会在酸溶液中溶胀，过高的壳聚糖纺丝液会变成胶冻状溶胀物，纺丝液挤出困难，纺丝难以进行，无法成丝。壳聚糖的浓度是制备性能优良的壳聚糖纤维的重要参数，在合理的范围内适当增加壳聚糖聚合物的浓度，可以使得初生纤维结构更加致密，纤维结构更加均匀一致，从而使得纤维的断裂强度增大和断裂伸长率增大，纤维的韧性提高。

表2壳聚糖浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响 (柠檬酸浓度为5％，凝固浴中NaOH浓度为6％，NaOH与无水乙醇的比例为7:3，喷丝孔孔径为0.15mm)

3、凝固浴中NaOH浓度对CS(CA)初生纤维性能研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整NaOH溶液浓度为3％、4％、5％、6％、7％，其他条件同实施例1。

凝固浴中NaOH浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响如表3所示。NaOH浓度低于3％时，纤维不能成形，当NaOH浓度高于4％以后，纺丝状况良好，并且在6％时初生纤维的力学性能达到最佳，而在凝固浴中，继续提高NaOH浓度反而会使得初生纤维的力学性能有下降趋势。纺丝液是一种酸溶液，当纺丝液挤出到凝固浴时，凝固浴中的碱可以瞬间中和酸，经过牵引使得壳聚糖呈现细丝状丝条。当NaOH浓度过低时，初生纤维凝固较慢，导致纤维强度较低甚至不能成形，而当NaOH浓度过高时，初生纤维表面凝固较快，导致纤维内部凝固不充分，影响纤维整体的均匀性，进而也会导致纤维的力学性能下降。

表3凝固浴中NaOH浓度对CS(CA)初生纤维性能的影响 (柠檬酸浓度为5％，壳聚糖浓度为2.5％，NaOH与无水乙醇的比例为7:3，喷丝孔孔径为0.15mm)

4、凝固浴组分对CS(CA)初生纤维性能研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整NaOH溶液和无水乙醇的体积比为10:0、8:2、7:3、5:5、3:7、2:8、0:10，其他条件同实施例1。

凝固浴组分对CS(CA)初生纤维性能的影响如表4所示。当NaOH溶液占比较高时，初生纤维纺丝状况较差，断裂强度较低，随着无水乙醇占比的增加，纤维的性能逐渐变好，直至达到最佳，当无水乙醇的占比过高时，纤维性能会变差甚至不成形，因此NaOH溶液与无水乙醇的比例会显著影响壳聚糖的纤维成形情况和力学性能。由于丝条凝固过程实际上是纺丝液中的酸与凝固中的碱中和相互扩散的结果，纯NaOH溶液会使初生纤维成形过快，容易形成皮芯结构，纤维结构不均匀，适当加入乙醇可以放缓纤维凝固的速度，使纤维结构更加均匀致密，而过度稀释NaOH溶液会使溶液的碱浓度降低，纤维成形较差进而影响力学性能，选择合适的凝固浴组分及比例可以制得结构和性能更佳的纤维。

表4凝固浴组分对CS(CA)初生纤维性能的影响 (柠檬酸浓度为5％，壳聚糖浓度为2.5％，凝固浴中NaOH浓度为6％，喷丝孔孔径为0.15mm)

5、牵伸倍数对CS(CA)纤维性能研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整初生纤维牵伸倍数为0.9、1.1、 1.3、1.5、1.7、1.9，其他条件同实施例1。

牵伸倍数对CS(CA)纤维性能的影响如表5所示。随着牵伸倍数的增大，纤维的断裂强度呈现先增大后减少的趋势，断裂伸长率呈现一直下降的趋势，在最佳的牵伸倍数下，纤维的断裂强度可达到1.38cN/dtex，断裂伸长率为11.67％。牵伸可以使纤维的结晶和取向更加完善，进一步改善和提高纤维的结构和性能。在凝固浴中的初生纤维结构还未完善，纤维强度还处于较低状态，所以采用0.9倍的负牵伸，防止初生纤维断裂，这也导致很难通过凝固浴中初生纤维的牵伸去提高轴向取向。可以通过后道工序在水洗过程中进行适当的牵伸，使得纤维的大分子排列更加整齐有序，取向度更高，纤维结构变得更加致密，并且可以挤出一部分初生纤维内部的溶液，更加利于纤维的干燥成型。牵伸是影响纤维力学性能的重要因素，但过高的牵伸会使纤维在牵伸过程中发生断裂，因此找到合适的牵伸倍数是纺好纤维的重要参数。

表5牵伸倍数对CS(CA)纤维性能的影响 (柠檬酸浓度为5％，壳聚糖浓度为2.5％，凝固浴中NaOH浓度为6％，NaOH与无水乙醇的比例为7:3，喷丝孔孔径为0.15mm)

6、喷丝孔孔径对CS(CA)纤维性能研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整喷丝孔孔数与孔径为 200×0.1mm、90×0.15mm、50×0.2mm，其他条件同实施例1。

喷丝孔孔径对CS(CA)纤维性能的影响如表6所示。由表6可以看出，当喷丝孔孔径为 0.15mm时，CS(CA)纤维的力学性能最好。喷丝孔孔径过大或者过小都对纤维的力学性能有不利的影响。当纺丝速度一定时，喷丝板的孔径越大，纺丝液从孔中挤出速度越慢，初生纤维的拉伸比就会变大，进而初生纤维受到的拉伸张力变大，这会有效诱导纤维的结晶形成并促进取向度提高，但孔径过大，会导致初生纤维受到过度拉伸，出现断丝现象；反之，当纺丝速度一定时，喷丝板的孔径越小，则纺丝液挤出速度越快，相应的初生纤维拉伸比就会变小，初生纤维受到的拉伸张力变小，导致纤维的结晶和取向会受到较差的影响，纤维的力学性能会下降。

表6喷丝孔孔径对CS(CA)纤维性能的影响 (柠檬酸浓度为5％，壳聚糖浓度为2.5％，凝固浴中NaOH浓度为6％，NaOH与无水乙醇的比例为7:3，牵伸倍数为1.5倍)

7、干燥方式对CS(CA)纤维分离情况研究

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：调整干燥方式为常温风干和烘箱烘干，其他条件同实施例1。

干燥方式对CS(CA)纤维分离情况的影响如表7所示。通过常温下风干和烘干内烘干都会使得纤维产生黏连，若高温快速烘干，纤维的黏连情况更加严重，但采用冷冻干燥的纤维不会产生黏连现象，如图1所示，丝束中的纤维之间分离情况较好，顺滑有光泽。由于壳聚糖大分子上含有很多亲水性集团(氨基和羟基)，可以吸附大量水分，因此壳聚糖初生纤维成胶冻状的丝条，初生纤维内部含有大量水分，纤维在快速烘干的情况下会产生黏连，冷冻干燥是较为缓慢挥发水分的方式，因此可以得到形态和性能较好的纤维。

表7干燥方式对CS(CA)纤维分离情况的影响

实施例3：

参见实施例1的方法和参数条件再对CS(CA)纤维进行交联后处理，得到CS(CA)-CA纤维。

对比例1：

参照实施例1的方法制备壳聚糖纤维，区别仅在于：将柠檬酸替换成乙酸，其他条件同实施例1，制备得到的壳聚糖纤维为CS(AA)纤维。

对实施例1、实施例3和对比例1制备得到的壳聚糖纤维的力学性能和结构进行分析，结果如下：

(1)力学性能分析

CS(AA)纤维、CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的干态及湿态下断裂强度、初始模量和断裂伸长率如图2所示。在图2(a)中，使用柠檬酸纺制的壳聚糖纤维(CS(CA))的干态断裂强度比用乙酸纺制的壳聚糖纤维(CS(AA))的干态断裂强度提高了21.9％，CS(CA)纤维再用柠檬酸溶液交联处理的壳聚糖纤维(CS(CA)-CA)干态断裂强度比CS(AA)纤维提高了57％；相比于CS(AA)纤维，CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的湿态断裂强度分别提高了28.0％和55.8％。在图2(b)中，相比于CS(AA)纤维，CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的干态初始模量分别提高了24.7％和58.8％，湿态初始模量分别提高了33.1％和61.1％。在图2(c)中，相比于CS(AA)纤维，CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的干态断裂伸长率分别提高了14.1％和43.8％，湿态断裂伸长率分别提高了25.7％和50.4％。对于CS(CA)纤维来说，柠檬酸使得壳聚糖纤维的力学性能得到有效改善，由于纺丝液是用柠檬酸溶液制备的，可能柠檬酸以离子交联的作用部分留在壳聚糖纤维内，起到增强纤维的作用。从以上数据来看，并且结合前面的研究，壳聚糖与柠檬酸由于离子交联而使得壳聚糖纤维干湿状态下的断裂强度和初始模量均有显著提高，并且断裂伸长率也因柠檬酸具有增塑的作用而得到提高。因此对于壳聚糖纤维增强力学性能来说，采用柠檬酸作为溶剂和交联剂是有效且环保的方法。

(2)微观形貌分析

图3为CS(AA)纤维(a)和CS(CA)纤维(b)纵向表面SEM图，CS(AA)纤维(c)、CS(CA)纤维(d)和CS(CA)-CA纤维(e)拉伸断裂面的SEM图。从图3(a)和(b)中可以看出，两种纤维的表面都比较平整光滑，粗细均匀一致，纵向表面沟壑不明显。从图3(c)、(d) 和(e)中可以看出，壳聚糖纤维的拉伸断裂面更加齐平，呈现脆性断裂的状态，CS(CA)纤维的拉伸断裂面是滑移分离的斜面状，纤维呈现韧性断裂，CS(CA)-CA纤维的拉伸断裂面也呈现出韧性断裂的状态。由于后两种纤维内部含有柠檬酸，柠檬酸的增塑作用使得纤维在拉伸断裂的过程中，纤维的断裂更加粗糙；从纤维微观的拉伸断裂面上来看，可以证明CS(CA) 纤维和CS(CA)-CA纤维的断裂伸长率更大。

(3)结晶分析

CS(AA)纤维、CS(CA)纤维和CS(CA)-CA纤维的X射线衍射(XRD)曲线如图4所示。从图中可以看出，CS(AA)纤维在9.6°和20.6°处出现两个主要的结晶衍射峰，而CS(CA) 纤维的两个结晶峰出现在10.1°和20.4°，在10°左右的峰是水分子在壳聚糖内部形成的水合晶格，在20°左右的峰为壳聚糖的规则结晶，两种纤维的结晶峰位置基本没有变化。用该峰计算出结晶度，CS(AA)纤维和CS(CA)纤维的结晶度分别为41.0％和62.0％，CS(CA)纤维的结晶度增大，同时也验证了CS(CA)纤维断裂强度和初始模量的提高。对于CS(CA)-CA纤维来说，结晶度与CS(CA)纤维没有发生太大变化，但其在11.9°出现一个新的峰，这可能由于CS(CA)-CA纤维是由柠檬酸溶液后处理的，导致CS(CA)-CA纤维表面会形成壳聚糖-柠檬酸盐的无水晶体。

1、通过对湿法纺丝工艺的研究得到纺制最佳CS(CA)纤维，主要最佳工艺条件为：柠檬酸溶液浓度为5％、壳聚糖浓度为2.5％、凝固浴中NaOH的浓度为6％、凝固浴中NaOH溶液与无水乙醇的比例为7:3、牵伸倍数为1.5、喷丝孔孔径为0.15mm。

2、相比于CS(AA)纤维，CS(CA)纤维干态断裂强度和湿态断裂强度分别提高21.9％和 28.0％，干态初始模量和湿态初始模量分别提高24.7％和33.1％，干态断裂伸长率和湿态断裂伸长率分别提高14.1％和25.7％；CS(CA)-CA纤维干态断裂强度和湿态断裂强度分别提高57％和55.8％，干态初始模量和湿态初始模量分别提高58.8％和61.1％，干态断裂伸长率和湿态断裂伸长率分别提高43.8％和50.4％。由于柠檬酸的加入使得壳聚糖纤维的力学性能得到明显提高。

3、从微观结构来看，壳聚糖纤维由于柠檬酸的加入而韧性增强；相比于CS(AA)纤维， CS(CA)纤维的结晶度提高而使断裂强度和初始模量提高。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种制备高性能壳聚糖纤维的方法，其特征在于，所述方法是将柠檬酸溶液和壳聚糖混合制备纺丝液，经湿法纺丝制备得到高性能壳聚糖纤维；柠檬酸溶液浓度为4.5％～5.5％；纺丝液中壳聚糖的质量百分数为2.1-2.7％；湿法纺丝中的凝固浴为氢氧化钠溶液和无水乙醇的混合液；所述凝固浴中NaOH溶液浓度为5～7％；凝固浴中NaOH溶液和无水乙醇的体积比为(3-8)：(2-7)；湿法纺丝中牵伸倍数为1.1-1.5；所述方法还包括交联后处理步骤，将上述制备得到的壳聚糖纤维再与柠檬酸溶液进行交联处理。

2.应用权利要求1所述的方法制备得到的高性能壳聚糖纤维。

3.含有权利要求2所述的高性能壳聚糖纤维的纺织品。

4.根据权利要求3所述的纺织品，其特征在于，所述纺织品为：纱线、毯、机织物、针织物、保暖絮料、填充料、非织造布、医疗卫生用品或特殊工作服中的任意一种。

5.一种权利要求2所述的高性能壳聚糖纤维在纺织或医疗卫生方面的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用包括：用于制备具有保健功能的服装、制备具有荧光效应的服装、制备医用缝合线、制备医用敷料、制备人造皮肤或制备药物缓释材料。

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