[发明专利]一种高吸水纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高吸水纤维的制备方法，特别是涉及一种后交联的高吸水纤维的制备方法，具体地说是一种后交联型高吸水纤维的干-湿法纺丝制备方法。

背景技术

高吸水纤维是继高吸水树脂之后，发展起来的特殊功能纤维，它是高吸水树脂的延伸与拓展。由于高吸水纤维具有许多优越性，国内外高对吸水纤维的研究非常活跃。目前高吸水纤维的生产国主要有加拿大、日本、美国、英国、德国等，而国内起步比较晚，但是近年来也呈现出快速的的发展趋势。

英国Technical Absorbents公司研制并与日本钟纺公司合作生产的“Bell Oasis”纤维是以丙烯酸与乙烯类不饱和单体为原料进行水溶液聚合，经干法纺丝成形、热交联制成的[沼田长之著，陈龙云译，高吸水吸湿纤维BELL OASIS，国外纺织技术，2002,4:7～9]。美国专利USP5026784号文献公布的“Fibersorb”纤维，是美国Acro化学技术公司研发的高吸水纤维。

中国纺织科学研究院公开号为CN1407147的专利是以丙烯酸、丙烯酸钠和丙烯酸酯等一起在水溶液中聚合得到共聚物水溶液，以聚乙烯醇水溶液为芯层或皮层，经皮-芯型复合喷丝板挤出、热空气干法纺丝和热交联得到高吸水纤维。皮-芯型复合纤维制备技术工艺复杂，设备成本增加。

文献“PVA/PAA-AM共混高吸水纤维的微观结构与吸液能力”（精细化工，2005,22(3):177～180）用丙烯酸、丙烯酰胺单体共聚，与聚乙烯醇共混，通过自制纺丝机在N2压力下进行溶液湿法纺丝,丙酮为凝固浴，制备高吸水纤维，其吸水率最高能达到243g/g，吸盐水倍率最高达到58g/g。

文献“丙烯酸-丙烯酰胺共聚纤维及其吸水性能研究”（博士论文，2006）用丙烯酸、丙烯酰胺单体共聚，与聚乙烯醇共混制备高吸水纤维，该文记载：采用在丙烯酸、丙烯酰胺、聚乙烯醇聚合体系中引入潜交联剂N-羟甲基丙烯酰胺，溶液聚合后经湿法纺丝、热交联得到高吸水纤维。其中交联剂是在原料丙烯酸、丙烯酰胺单体共聚时就已加入，在聚合时会发生部分交联反应，容易引起暴聚。

以上现有技术虽然用部分中和的丙烯酸和丙烯酰胺与聚乙烯醇共混的水溶液纺丝制备高吸水纤维，但实际上在聚合前交联剂的添加会加剧聚合时的自加速作用，单体聚合进入自加速状态时，聚合体系内粘度瞬时增大，所产生的聚合热容易积聚最后导致暴聚现象。虽然使用一些潜交联剂进行后交联，但也只是一部分后交联，交联剂还是会在聚合的时候发生反应，难以控制交联度，使共聚共混溶液不稳定，最终影响高吸水纤维的性能稳定性，所得到的高吸水纤维吸水性能不够高，满足不了一些需要吸水率高的混纤织物、医用敷料等的要求。此外，初生纤维没有形成交联结构，力学性能差，湿法纺丝在制备高吸水纤维的时候容易断纤，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足而提供一种高吸水纤维的制备方法，所述纤维具有三维网络结构，吸水倍率可控，物理机械性能良好，所述制备方法工艺稳定、成本低。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为，一种高吸水纤维的制备方法，采用了丙烯酸和丙烯酰胺作为聚合单体，聚乙烯醇为共混聚合物，溶液聚合完成后混入二醛交联剂溶液制备纺丝原液，经干-湿法纺丝成纤，然后热交联得到本发明的高吸水纤维。

本发明解决所述高吸水纤维技术问题的技术方案是：

本发明的一种高吸水纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶液准备，各物质按重量份计：

a.溶液A的制备

将聚乙烯醇2～8重量份溶解在50～80重量份的去离子水中，加热至95～100℃搅拌形成溶液A；

b.单体溶液B的制备

将15～30重量份的丙烯酸用氢氧化钠溶液中和，中和度为60～80%，再加入丙烯酰胺5～10重量份，室温下搅拌混合均匀得到单体溶液B；所述中和度是指丙烯酸钠重量除以丙烯酸钠与丙烯酸的重量之和再乘以100%；

丙烯酸部分中和是为了降低丙烯酸和丙烯酰胺共聚反应的速度，避免反应太快产生暴聚现象。

c.引发剂溶液C的制备

将0.1～2重量份过硫酸钾溶解在10～20重量份去离子水中得到引发剂溶液C；

d.交联剂溶液D的制备

将0.5～5重量份的二醛于室温下溶解在20重量份去离子水中，得到交联剂溶液D；

（2）纺丝溶液的制备