[发明专利]一种高强度醋酸纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度醋酸纤维的制备方法，包括以下步骤：醋酸酯纤维溶解入有机溶剂得到醋酸酯溶液；醋酸酯溶液中添加改性剂和聚乙二醇得到湿法纺丝溶液；湿法纺丝溶液通过喷丝板纺制得到高强度醋酸纤维。制备方法工艺简单，成本低，易操作，易于工业化；改性后的醋酸纤维，强度高，具有较好的抗破坏性能，耐磨性、热稳定性能得到极大的提高，使用天然成分多巴胺作为添加剂，无毒绿色环保，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种高强度醋酸纤维及其制备方法。

背景技术

醋酸纤维是再生纤维中仅次于粘胶纤维的一种人造纤维。早在1864年，通过使用醋酸酐对纤维素进行乙酰化，而首次制备得到三醋酸酯化的纤维。20世纪初，人们又尝试对三醋酸纤维进行部分水解，成功的转化为二醋酸纤维(CDA)。相比较而言，CDA容易溶于普通的无毒溶剂如丙酮等有机溶剂中，便于进一步加工为醋酸纤维长丝，从而开启了醋酸纤维的工业化。醋酸纤维具有真丝的优点，光泽优雅、手感柔软、质轻和弹性好。作为织物，醋酸纤维还具有吸湿性好、速干、悬垂性佳、不起球、收缩小尺寸稳定等优点，加上面料不沾污，且易洗涤等优良的性能，受到广泛关注，从上世纪80年代开始，美国醋酸纤维逐渐开始取代粘胶长丝。此外，醋酸纤维还大量应用于烟用滤嘴，片基和塑料制品等领域。

作为纺织纤维，醋酸纤维的最大缺陷是纤维强度低，耐用性较差。普通醋酸纤维的干强只有1.1-1.2eN/dtex，纤维强度低，会造成后期纤维加工、纺织难度增大，应用和推广受到限制。此外，醋酸纤维的耐久性也较差。因此改善醋酸纤维强度和增加耐用性的研究是本领域内重要的关注点。

针对这些问题，Eastman公司推出中空醋酸纤维50，该纤维手感平滑，纤维强度也得到一定程度的提高。通过增加功能性如，抗菌醋酸纤维Microsafe，以及混纺纤维Celanna，采用聚酯纤维和醋酸纤维混纺制纱，纤维的耐久性得到提高，而且易染色。这些层次化、功能化醋酸纤维对推动醋酸纤维的应用起到非常重要的作用。其它醋酸纤维的改性处理，如在醋酸纤维表面形成微孔，获得丰富的悬垂性；通过碱处理、酶和热处理，也可以用来改善纤维手感和染色性等。然而，针对醋酸纤维强度低这一问题，目前的研究进展非常局限，迄今为止主要采用纤维复合加工/纺丝进行改性。如通过涤纶和醋酸纤维复合改性，帝人公司Elbea改性纤维一定程度上增加了纤维的强度，还保留了醋酸纤维特有的速干、轻盈感，但由于醋酸纤维和聚酯的天然不相容，产品易剥离起刺。专利CN102614785 A通过共混改性聚氯乙烯/醋酸纤维素，一定程度上提高了纤维的强度，但是其疏水性太强，易被油脂、蛋白质等有机物污染，而且产品本身也并不环保。专利CN105002592A公开的一种醋腈纤维及其制备方法，通过共混醋酸纤维素和腈纶纤维改性处理，化学稳定性和热稳定性有了较大的提高，但产率低，强度没有明显改善。其它的改性方式如专利CN105732824A使用乙酰丝素蛋白共混改性醋酸纤维素，美国专利US2000/6143884/Acelon公开的利用共溶剂法降低纤维素黏液黏度之制作方法，都属于醋酸纤维制备技术领域，但要么不环保，要么成本高而无法商业化，都具有一定的局限性。

发明内容

鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种高强度醋酸纤维及其制备方法，制备方法工艺简单，成本低，易操作，易于工业化；改性后的醋酸纤维，强度高，具有较好的抗破坏性能，耐磨性、热稳定性能得到极大的提高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度醋酸纤维的制备方法，包括以下步骤：

醋酸酯纤维溶解入有机溶剂得到醋酸酯溶液；

醋酸酯溶液中添加改性剂和聚乙二醇得到湿法纺丝溶液；

湿法纺丝溶液通过喷丝板纺制得到高强度醋酸纤维。

依照本发明的一个方面，所述醋酸酯纤维包括单醋酸酯纤维、双醋酸酯纤维和三醋酸酯纤维中的一种或几种。