[发明专利]一种纤维素纤维及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶纺纤维的纺丝工艺。

背景技术

长期以来，再生纤维素纤维的市场需求与生产工艺技术相对落后的矛盾，成为再生纤维素纤维进一步扩充的瓶颈。随着全世界范围内环境保护意识的提高，这一矛盾日渐突出，寻求再生纤维素纤维绿色加工的新溶剂，提供了解决这一矛盾的新途径。

离子液体是近年来兴起的一类极具应用前景的绿色溶剂，以其不挥发、对水和空气稳定和对无机、有机化合物以及高分子材料良好的溶解性而广泛应用于电化学、有机合成、化工分离、材料制备等领域。以离子液体为溶剂，研究纤维素的溶解和再生以及其衍生化反应，成为纤维材料加工的新技术之一。研究表明，对于纤维素/离子液体溶液，可以通过凝固剂实现纤维素的再生，这为纤维素纤维的清洁化生产提供了有益的思路。

发明内容

本发明提供了一种采用离子液体为溶剂生产的纤维素纤维及该纤维素纤维的生产方法。

本生产纤维素纤维的方法为以纤维素浆为原料，采用纤维素浆与离子液体按照一定比例混合溶解、并脱泡后配置成纤维素浓度为5％-25％(质量百分浓度)的离子液体/纤维素纺丝原液；然后将脱泡后的纺丝原液放置2-80小时后经喷丝在空气中纺丝形成丝条，并将丝条进入纺丝浴液中洗去丝条中的离子液体，形成纤维素纤维。可以采用将纤维素浆与离子液体按照一定比例放入带有搅拌轴的溶解釜内，进行搅拌溶解、脱泡，来配置成纤维素浓度按质量百分浓度为5％-25％的离子液体/纤维素纺丝原液。并且可以采用用计量泵将脱泡放置后的纺丝原液输送至喷丝头挤压，在空气中形成丝条，然后将丝条进入纺丝浴液中洗去丝条中的离子液体，形成纤维素纤维，并可将该纤维再经牵伸、洗涤和切断，得到成品短纤维。

其中离子液体由阳离子和阴离子组成，阳离子为下列阳离子中的一种：

烃基季铵离子      羟乙基烃基季铵离子      烃基锍离子        烃基季磷离子

烃基吡啶离子          烃基吡咯离子          烃基吡唑离子           烃基咪唑离子

其中，R1，R2，R3，R4，R5和R6是H或碳原子数为1-8的烃基，并且R1，R2，R3，R4，R5和R6可以相同，也可以不同；

所述阴离子为Cl^-、Br^-、CH3COO^-、I^-、SCN^-或HCOO^-中的一种。

所述纤维素浆与离子液体搅拌溶解，脱泡时保持真空度≥-0.098MPa的负压状态。并且溶解、脱泡和放置工序温度均为70-150℃。如可以采用将纤维素浆与离子液体在带有搅拌轴的溶解釜内溶解，脱泡时溶解釜内保持真空度≥-0.098MPa的负压。

为了能够保证生产的顺利进行，可以用于生产纤维的设备上如溶解釜以及管路上采用保温夹套保温，夹套内保温液体温度为70-150℃。

所述纺丝时空气浴高度为(即喷丝头与凝固用纺丝浴面的垂直距离)5-80mm，空气温度为0-50℃。

所述纺丝浴为水、乙醇或丙酮中的一种或一种以上，浴温度为0-50℃。

采用的纤维素浆可为棉浆或木浆，聚合度500-2800。

采用方法生产的纤维素纤维指标为干断裂强度为1.8-5.5CN/dtex；湿断裂强度1.0-2.5CN/dtex；湿模量(5％BISFA)0.5-2.5CN/dtex，干断裂伸长率：3.0-16.0％；线密度1.0-6.5dtex。

采用上述方法生产纤维素纤维，由于是采用绿色溶剂-离子液体为溶剂，所以生产中无毒无挥发性，无污染，有利于环境保护和操作人员的健康，且易于回收，实现了纤维素纤维的清洁化和绿色性生产。并且生产的纤维性能指标优良，具有手感柔软，吸湿性、透气性好，穿着舒适，光泽好，以及可生物降解等优异性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

纺丝原液：8％纤维素[BMIM]CL溶液