[发明专利]氧化纤维素再生纤丝或薄膜制造工艺

说明书

技术领域

本工艺涉及精制浆粕纤维素或脱脂棉纤维素在空气中的自然氧化，制备氧化纤维素及其氧化纤维素再生纤丝或薄膜的制造。

背景技术

纤维素是地球上最丰富的高分子，通过对纤维素分子上羟基的酯化、硝化、醚化和氧化，可以制备具有各种性能的纤维素衍生物。而只有氧化才能使纤维素在人体内可降解吸收。纤维素的温和氧化产物由氧化部分和未反应的残基组成。氧化条件剧烈会加剧纤维素的降解，断开部分葡萄糖酣环，使纤维素主要结构特征丧失。由于棉纤维呈锥形，理化性质不均匀，可重复性差。而再生纤维素纤丝匀称，可以均匀氧化，得到理化性质均匀的氧化产物。尽管偏高碘酸盐，次氯酸盐和重铬酸盐皆可用作纤维素氧化剂，而只有采用NO₂氧化制得的氧化纤维素羧基含量高，物理性质好，NO₂氧化可在气相和液相中进行。(1)气相氧化：采用气态的NO₂氧化纤维素，反应温度为25℃，其优点是成本低，易于除去残余NO₂，缺点是装置复杂，要求氧化装置能进行气体循环，除去反应热。反应完成后用水洗涤氧化产物。(2)液态氧化：将NO₂引入其惰性溶剂中，生成20％溶液，纤维在溶液中均匀氧化，反应温度为25℃。(3)氧化机理：气相或液相NO₂氧化纤维素的过程主要是将葡萄糖酣单元上的C-6羟基转化成羧基，其机理可能是NO₂先与纤维素形成纤维素亚硝酸盐中间体，随后参与氧化，此氧化纤维素植入人体后的降解产物为葡萄糖醛酸和葡萄糖，可被机体代谢和吸收。

纤维素氧化成羧基含量高达10％(质量分数)以上时，该氧化纤维素即具有生物降解与吸收性。生物吸收的速度随氧化程度的增大而变大。当羧基含量为12％--24％(质量分数)时，氧化纤维素在一个月内可被机体完全吸收，吸收速度和组织反应性还受到一些因素的影响，它们包括植入剂的体积、形状、伤口大小和感染等。

氧化纤维素由于PH值低(2—4)，对许多病原菌具有抗菌活性，氧化纤维素被广泛用作医学外科手术止血剂或伤口粘连屏障剂。氧化纤维素上的羧基可与许多化学组分通过吸收、吸附、离子键合或肽键相连接。(医药用生物降解性高分子材料/郭圣荣主编---北京：化学工业出版社2003、11，天然的半合成的生物降解性聚合物---氧化纤维素)

现有以精制(经酸、碱处理)浆粕为原料的粘胶纺丝溶液制备与纺丝工艺，其工艺过程是：把精制浆粕置入10％--20％的浇碱溶液中，在25℃--45℃下浸渍，使纤维素与NaOH作用生成碱纤维素，再经压榨，去除其多余碱液与溶入的半纤维素，然后把压榨的碱纤维素粉碎，并使其在18℃或者60℃恒温条件下保持一定时间，(即碱纤维素的熟成)，然后，把经熟成的碱纤维素在严格温度控制的条件下与CS₂反应，使其生成纤维素黄酸酯(即碱纤维素的黄化)，黄化时CS₂的加入量一般为碱纤维素的30％--35％，然后把纤维素黄酸酯分散溶解在稀碱溶液中形成粘胶溶液，此粘胶溶液的组成一般是α纤维素含量在6％--8.5％，NaOH的含量在4％--7％。此粘胶溶液还需在控制温度的条件下进行专门的熟成(纤维素黄酸酯的水解)以控制纤维素黄酸酯的酯化度，然后再进行过滤，脱泡，以获得粘度范围在40—200S(落球粘度)具有良好可纺性的粘胶溶液。把此可纺性粘胶溶液在由硫酸、硫酸钠或硫酸锌组成的凝固浴中喷丝湿纺或稀酸浴中塑性拉抻再生后，粘胶丝条经水洗，脱硫漂白，酸洗、水洗、上油、干燥后，即获得植物纤维素再生粘胶纤维。