[发明专利]一种生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺及由该工艺制备的葡聚糖纤维。

定义

术语“粘胶工艺”是一种用来从葡聚糖中制备人造葡聚糖纤维的工艺，包括使用氢氧化钠(碱)、二硫化碳和酸性溶液等溶剂，以及纤维湿法纺丝。

术语“莱赛尔工艺”是生产葡聚糖纤维的工艺，包括直接用N-甲基吗啉氧化物(NMMO)等溶剂来溶解葡聚糖及纤维干喷湿法纺丝。

本说明书中的术语“湿法纺丝工艺”是一种在液体槽内直接进行高分子原液纺丝的工艺。

本说明书中的术语“干喷湿法纺丝工艺”是一种纺丝工艺，包括高分子原液穿过气隙进入凝固槽的纺丝过程。

术语“离子液体”是指稳定的盐水，具有极低的饱和蒸气压及良好的热稳定性。

背景技术

棉花、人造丝、莱赛尔等葡聚糖纤维用于生产纺织品及无纺布。

商业制备葡聚糖纤维的传统方法是粘胶工艺。在一种生产葡聚糖纤维的传统工艺中，采用浆料制备的葡聚糖经氢氧化钠和二硫化碳处理后，成为黄酸葡聚糖。由此形成的黄酸葡聚糖溶解于氢氧化钠稀溶液中，得到称为粘胶的粘稠液。粘胶然后受挤压穿过吐丝器的细孔，进入酸液中凝固成细股纤维。在湿法纺丝方法中的工艺包括在液体槽内直接进行高分子原液纺丝。从粘胶工艺中得到的葡聚糖纤维具有强度低的非纤维化特征。而且，粘胶工艺包括使用二硫化碳和硫酸等有害液体，使整个工艺不环保。

在另一种生产葡聚糖纤维的传统工艺中，葡聚糖溶于铜铵液，形成的溶液受挤压穿过浸入式吐丝器，进入作为凝固剂的稀硫酸后成为纤维。该工艺的主要缺点是，难以取得高的氨回收率且成本高于粘胶人造丝工艺。

大家也都知道，葡聚糖/莱赛尔纤维是使用N-甲基吗啉氧化物水溶液并应用干喷湿法纺丝技术获得。尽管与传统的湿法纺丝工艺相比，干喷湿法纺丝工艺能够显著提高纤维的韧性和模量，使用NMMO并不可取，因为事实上，NMMO的热稳定性差且高温下易爆，致使其降解并生成有色化合物，影响纤维的白度和增加纤维的成本，并且从上述工艺制备的纤维表现出高纤维化倾向，从而影响这种纤维制品的外观。而且，为减少纤维化倾向，需用交联剂或机械、化学方法或酶法对传统纤维做进一步加工，而这又会增加整个工艺的成本。

于2009年5月22日公布的巴斯夫公司专利WO 2009/062723涉及纺丝工艺，并公开了EMIM辛酸盐和二烷基咪唑磷酸盐的使用。

TITK的专利WO 2006/000197和WO 2007/128268公开了在离子液体中葡聚糖的纺丝工艺。

日清纺工业公司的专利WO 2008/133269公开了几种离子液体，其中阳离子(包括咪唑盐)至少有一个烷氧基烷基团，阴离子是二甲基磷酸盐，具有良好的葡聚糖溶解性，专利中对于所述纤维并未提供详细描述或实施例。

巴斯夫公司的专利WO2007076979公开了一种溶液体系，用于碳水化合物形式的生物聚合物，对含有熔融离子液体的溶液体系(也可选择在溶液体系加入添加剂)做了描述。这种溶液体系包含一种质子溶剂或几种质子溶剂的混合物，在质子溶剂只是水的情况下，它在溶液体系中的含量约大于5％重量百分比。该专利提供了一种再生葡聚糖非纤维化纺丝纤维的工艺。

因此，需要开发一种制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺，该工艺简单、成本低、环保，能够克服传统工艺的缺点，且无需使用有害溶剂。本说明书描述一种生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺，该工艺在特定纺丝条件下使用干喷湿法纺丝，并使用离子液体作为葡聚糖的溶剂。

发明目的

本发明的一个目的是，提供一种简单、高效及低成本制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

本发明的另一个目的是，提供一种无污染地制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

本发明的另一个目的是，提供一种制备高强度、高拉伸性非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

本发明还有一个目的就是，提供一种采用耐高温且在高温下无降解物产生的溶剂来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

本发明还有一个目的就是，提供一种采用可回收及可重复使用的溶剂来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

本发明还有另外一个目的就是，提供一种采用干喷湿法纺丝技术来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。

发明内容

据此，本发明提供的一种采用干喷湿法纺丝技术生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺包括下列步骤：