[发明专利]一种天然有机晶须分散液的制备方法及利用该方法制备的分散液的应用

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种天然有机晶须分散液的制备方法及利用该方法制备的分散液的应用。

技术背景

纤维素类纤维主要是粘胶纤维，由于吸湿性好，穿着舒适，可纺性优良，应用广泛，常与棉、毛或各种合成纤维混纺、交织、用于各类服装及装饰用纺织品。但普通纤维素纤维也存在一些严重的缺点，主要是湿态时被水溶胀，强度明显下降，织物洗涤搓揉时易于变形（湿模量低），尺寸稳定性差，在小负荷下容易变形，耐磨性较差，影响织物的服用性能。

晶须具有优良的力学性质，机械强度高，耐高温性能好，具有较大的长径比，无疲劳效应，平滑性和化学稳定性优良，晶须改性的复合材料具有纤维增强能力、优异的耐磨损及滑动性能。同时有些晶须还具有特殊的物理性能，使得晶须复合材料成为复合材料研究的重要领域。

天然有机晶须材料是以天然纤维素、动物毛发或甲壳素为原料，经微晶化过程得到具有微米或纳米尺度且性能优异的极限聚合度固体产物。微米或纳米尺度的天然有机晶须不但具有普通天然晶须材料的基本结构和性能，还具备微米或纳米颗粒的特性，如巨大的比表面积、较高的杨氏模量、超强的吸附能力和灵敏的反应活性，性质与普通纤维素存在较大差异。微米或纳米尺度的天然有机晶须具有更多的反应基团，化学反应活性大，可应用于亲水性聚合物材料的增强。利用该天然晶须仅可以提高与聚合物基体的相容性，避免出现相分离的现象，而且提供结晶的晶核，提高纤维的结晶度，从而提高纤维的强度等，是一种优异的绿色增强材料。

中国专利ZL03141880.5公开了一种晶须材料改性处理纺丝化学纤维的制备方法，所用方法是在化学纤维纺程上添加氧化锌晶须的方法进行，即在凝固浴槽、预热浴槽。热拉伸槽中，或在纤维干燥致密化之前任一位置添加，制成抗静电、抗菌、防紫外线的化学纤维。该方法不能保证纤维中氧化锌晶须材料的含量，不仅不能起到增强效果，而且功能性和持久性很差。

中国专利CN103240008A公开了一种晶须加强聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备工艺，该方法直接将晶须材料与聚偏氟乙烯溶于溶剂中制成铸膜液后成膜，其中的晶须材料分散性差，容易团聚，影响增强效果。

中国专利授权公告号CN101525781B公开了一种角蛋白晶须改性的复合纤维及其制备方法，其特征在于所述的角蛋白晶须改性的复合纤维由高分子材料和分散在高分子材料中的从天然角蛋白纤维中提取的角蛋白晶须组成，该高分子材料为聚乙烯醇和聚丙烯腈，其成型条件与粘胶相差很大，且角蛋白晶须的制备过程较为复杂。

中国专利CN101775671A公开了一种高强度粘胶纤维及其生产方法，其特征在于该粘胶纤维是由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成。该方法操作过程繁琐、需先将片状细菌纤维素制成粉体，然后直接将该粉体加入到粘胶纤维纺丝液中，工艺耗时长，且细菌纤维素粉体颗粒与粘胶纤维纺丝液混合不均匀，且容易溶胀，造成纺丝困难。

中国专利CN103255488A公开了一种高强度粘胶纤维的制备方法，其特征在于用无机纳米晶须或者有机纳米晶须通过湿法纺丝制备高强度的粘胶纤维长丝或短纤。但该方法在制备过程中纳米晶须材料易团聚，在粘胶原液中的分散性差，相容性差，影响后续纺丝效果和纤维性能。

鉴于该研究现状，如何提高微米或纳米尺度的天然有机晶须材料在纤维素纤维纺丝原液中的相容性、分散均匀性和稳定性，提高纤维素纤维的可纺性，制备出符合要求的高强力纤维素纤维，是纤维素纤维行业发展的重要方向。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上技术不足和研究现状，提供一种天然有机晶须分散液的制备方法及利用该方法制备的分散液的应用，本发明以纤维素浆粕和天然有机晶须材料为原料，通过对微米或纳米尺度的天然有机晶须材料进行改性处理，使其在纤维素纤维纺丝原液中能够分散均匀并且可以稳定存在，然后通过湿法纺丝工艺制备晶须增强的纤维素纤维，该纤维具有强度高，湿模量大的特点。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种天然有机晶须分散液的制备方法，步骤如下：

a. 将乙二醇或乙醇或乙二醇和乙醇配制成的混合液，按照与蒸馏水的体积比为1：1比例混合，制成分散介质；

b. 向分散介质中添加分散剂和天然有机晶须材料，并通过高速搅拌或者超声分散，制备微米或纳米尺度的天然有机晶须分散液。

作为优选，分散剂包括质量分数为1~5%的表面活性剂和质量分数为1~5%的纤维素。

作为优选，纤维素为羟甲基纤维素或羟乙基纤维素。