[发明专利]一种共混法制备离子交换粘胶纤维的方法及其制备的离子交换粘胶纤维

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素纤维技术领域，具体涉及一种共混法制备离子交换粘胶纤维的工艺。

背景技术

自20世纪40年代，F.M.Ford和W.P.Hall及J.D.Gutlorie分别用脲-磷酸对棉纤维进行磷酸化制得具有阳离子交换性能的磷酸化棉和用胺化法制备了阳离子交换棉后，纤维素离子交换纤维的合成在20世纪60年代取得重大进展，Petersou和sber成功的制备出各类粉状离子交换纤维。但这些交换剂水力学性能差，其应用仅限于分析和小规模的制备工作。1959年，LookWood和Rafer研制出颗粒状再生纤维素交换剂，并发现它比纤维状的交换剂有更好的开放结构，但它在稀酸，稀碱中会逐渐溶解。1966年，Selegny等人发现使用交联剂可以阻止纤维素溶解。1968年，Grant报道了再生纤维素的功能化和交联情况，这段发展史说明，作为骨架的纤维素纤维不能忍受苛刻的环境条件，但是可以通过交联的方法提高制品的强度及耐酸碱。

虽然关于离子交换纤维的研究较多，但是其制备方法基本都是以合成纤维或纤维素纤维为基体原料进行接枝改性的，如中国专利CN1262706C采用睛纶纤维与一定浓度的水合脐溶液在一定温度下先进行预交联反应，再在碱性条件下或酸性条件下水解而制备离子交换纤维，CN101450330B是以在极端的环境中仍具有良好的稳定性和完整性的聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯睛和聚乙烯醇等纤维为基体，通过预辐照接枝制备强酸、弱酸双官能离子交换纤维材料，CN1285412C由天然纤维或化学纤维为原料纤维，在苯乙烯、二乙烯基苯、引发剂组成的接枝液作用下，制成接枝纤维，由接枝纤维经磺化制得含磺酸基的强酸性阳离子交换纤维，或者在催化剂存在的条件下，将接枝纤维导入氯甲基基团，再与多种有机胺反应，制成阴离子交换纤维。还有中国专利CN101974848B、CN102409535B、201210136044.8、CN102758351B、201110304602.2、201110195269.6等，多属于类似方法，在此就不再一一详细介绍。

离子交换纤维的制备方法可分为两种：一种就是以上描述的成品纤维的接枝改性法，通过对天然纤维或合成纤维的改性，包括官能团的化学转变、接枝共聚反应引入活性基团等。其中又可分为化学法和高能物理法，这种方法制备的离子交换纤维功能基分散在基体纤维表面，功能基含量低，且能够达到的最大吸附容量低；同时离子交换纤维稳定性差，重复利用性差。另一种是共混、共聚成纤功能化法，将具有或能转变成离子交换基团的单体或聚合物与能成纤的单体或聚合物进行共聚或共混，然后纺丝成纤维。这种方法制各的离子交换纤维，其功能基在骨架上分布均匀，而且功能基含量高，制备的离子交换纤维具有较高的吸附容量，同时还具有较好的吸附解吸附效果，重复利用性好。粘胶纤维为再生纤维素纤维，其制品具有吸湿透气性好，穿着舒适的特点，现有技术中，基于粘胶纤维生产工艺长、工艺复杂的特点，虽然有利用粘胶纤维接枝共聚制备的离子交换粘胶纤维，但却没有利用共混法制备离子交换粘胶纤维的面世。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术中存在的不足，提供一种共混法制备离子交换粘胶纤维的方法，利用该方法制备的离子交换粘胶纤维比现有技术的离子交换粘胶纤维功能基含量高、吸附容量高和具有良好的吸附、脱吸附性能。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术中存在的不足，提供一种采用共混法制备离子交换粘胶纤维的方法制备的离子交换粘胶纤维，该离子交换粘胶纤维比现有技术的离子交换粘胶纤维功能基含量高、吸附容量高和具有良好的吸附、脱吸附性能。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种共混法制备离子交换粘胶纤维的方法，包括以下步骤：

（1）制备离子交换浆料：将离子交换助剂加入到碱液中，加入分散剂，研磨搅拌30min以上，充分分散均匀，得到离子交换助剂质量浓度为20～40%的离子交换浆料。

（2）纤维素粘胶的制备：采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化步骤制得纤维素粘胶溶液，然后再经溶解、脱泡和过滤步骤制得纺丝粘胶。

（3）制备离子交换助剂共混粘胶溶液：将步骤（1）得到的离子交换浆料按照离子交换助剂占粘胶溶液中甲纤质量1～5%的加入量，加入到步骤（2）中黄化结束后至过滤任一步骤中的粘胶溶液中，或者采用纺前注射法与步骤（2）的纺丝粘胶混合，得到所述离子交换助剂共混粘胶溶液。