[发明专利]一种稀土多糖复合纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土多糖复合纤维的制备方法，属于功能性纤维的制备技术领域。

背景技术

近半个多世纪以来，合成高分子材料的崛起为人们的生活带来了许多方便的同时，也面临着严重的挑战。首先，合成高分子材料的性能还需改进；其次产品的循环使用和生物降解性差，废弃物带来了严重的环境污染，如随处丢弃的一次性聚苯乙烯餐具，恶化土壤质量的聚氯乙烯农用塑料薄膜等；第三，合成高分子材料的主要原料——石油是不可再生资源，其储量越来越少，据专家估计目前的石油储量只够人类使用二三十年。伴随着石油资源的紧缺和环保压力增大的现实，天然生物资源如多糖的综合利用越来越受到人们的重视。多糖如海藻酸、软骨素、透明质酸、纤维素等由于具有众多的羟基和羧基，能和多种金属离子进行配位络合。对于许多多糖，其与高价金属阳离子配位络合形成凝胶的能力是其在生物科技上应用的关键。同时，多糖具有低毒性、高吸水性以及生物相容性、生物降解性等优点，这使其在生物医药领域具有重要应用。

我国是世界稀土资源大国，稀土开发和利用一直受到我国政府和历代领导人的重视。稀土金属离子由于4f电子数目的不同以及排列方式的不同，它们具有复杂的吸收和发射跃迁方式。正是由于其丰富的能级结构以及在其间的跃迁，它们在光、电、磁领域具有着重要应用。稀土配合物具有大而多的配位数，其配位数分布在3～12之间，稀土离子具有较大的离子半径，其具有多变的配位数。稀土配合物具有稀土金属离子独特的光、电、磁等特性，并以其独特的荧光特性以及优良的顺磁性广泛应用于发光与显示等领域，但由于其稳定性较差，其应用受到一定的限制。

将稀土配合物与一些合适的高分子基质材料复合在一起可以给稀土有机配合物提供相对稳定的环境以展现其特有的荧光特性，且可赋予这种高分子基质材料新的功能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有连续生产性的稀土多糖复合纤维的制备方法，所生产的稀土多糖复合纤维不仅具有一般纤维的力学性能，还具有稀土金属离子的特性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种稀土多糖复合纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1：将多糖溶解，制成纺丝溶液；

步骤2：制备凝固浴，所述的凝固浴中含有稀土金属离子；

步骤3：将步骤1中的纺丝溶液经计量泵计量后经喷丝头挤出进入步骤2所得的凝固浴中，多糖与稀土金属离子配位络合，纤维凝固成型；

步骤4：将所得的纤维经去离子水清洗，干燥即得稀土多糖复合纤维。

优选地，所述的多糖为离子型多糖和中性多糖中的至少一种。

更优选地，所述的离子型多糖为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、透明质酸、阿拉伯树胶、卡拉胶、硫酸软骨素、甲壳质的衍生物、硫酸葡聚糖、古兰糖胶、肝素和木聚糖的至少一种。

更优选地，所述的中性多糖为直链淀粉和纤维素醚的至少一种。

优选地，所述的步骤1中的纺丝溶液中多糖的质量分数为2～10％。

优选地，所述的步骤1中的将多糖溶解的过程包括将多糖加入水中，进行第一次搅拌，静置溶胀，进行第二次搅拌，得到纺丝溶液，所述的第一次搅拌的时间为不少于2小时，第二次搅拌的时间不少于4小时，搅拌速度皆在100～600r/min之间。

优选地，所述的步骤2中的稀土金属离子为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Eu)离子中的一种或几种。

优选地，所述的凝固浴中含有阴离子，所述的阴离子为氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子中的一种或几种。

优选地，所述的凝固浴中稀土金属离子的摩尔浓度为0.01～2.0mol/L，凝固浴的温度为0～100℃。

优选地，所述的凝固浴的pH值在1～6之间。

优选地，所述的纺丝溶液配制过程中，需保证多糖的充分溶解，溶解方法包括超声、搅拌等。

优选地，所述的步骤1还包括将纺丝溶液过滤，过滤材料的孔径为200～1000目，过滤压力为0.1～1.0MPa。

更优选地，所述的步骤1还包括将纺丝溶液过滤后，静置脱泡。

优选地，所述的喷丝头的孔径为0.05～1mm，喷丝头的孔数为单孔或多孔。

优选地，所述的干燥为采用气流干燥、真空干燥或在常温空气中晾干，干燥温度在10～30℃之间。