[发明专利]一种提高功能性物质有效含量的功能性纤维素的制备方法

说明书

本发明提供了一种能大幅提高纤维中的功能性材料有效含量的功能性纤维素的制备方法，该方法得到的纤维素材料制品中，所述功能性物质占相对制品质量比例的5‑60％，甚至更多，一般能够达到15％以上或30％以上。由此制备的功能性纤维素，其功效，如阻燃、抑菌、保湿、护肤、美容、热量存储和释放、芳香、催化、阻化等功效，由于功能性物质含量高，可获得大幅提升。本发明所述的方法原料来源广泛，整个过程环境友好，易于工业生产，可应用于纺织品制造、医药、化妆品、农业等领域。

技术领域

本发明涉及一种纤维素材料制备方法，具体涉及一种提高功能性物质有效含量的功能性纤维素的制备方法，以及利用该方法制备的功能性纤维素长材料。

背景技术

在各类纤维中，纤维素纤维尤其重要。与化石能源不同，纤维素是自然界中广泛存在的可再生资源，遂在纺织、轻工、石油、国防、冶金、生物、医药等领域发挥着举足轻重的乎是作用。与其他纺丝方法相比，纤维素纤维的制备温度较低，条件相对温和，是绝佳的功能性物质载体。因此将功能性材料引入到纤维材料的研究已有诸多尝试。

在US4908238中描述了将聚乙二醇加入到中空纤维的方法，而EP1430168中则将相变材料直接与纤维素混合。这些是直接地将功能性物质如阻燃剂、阻化剂、储热材料、抑菌剂等，直接与纺丝液相混合，随后通过将纤维素结晶或固化而得到纤维的方法，这样得到的纤维具有一定的温度响应性，能够适时吸热或者放热，但其中的功能性材料，要么无法被牢固的保留在纤维中，要么会导致纤维力学性能下降导致功能性材料泄漏。

欧洲发明专利EP0306202公开了一种将含有相变材料或塑晶材料的微球混合在聚合物中制成具有可逆储热性能纤维的技术；在CN103225123A中公开了一种将薄荷油和抗菌剂微胶囊化，再将微胶囊与粘胶纺丝液进行混合，经湿法纺丝得到含有功能性物质的纤维；在CN101942706A中描述了将相变微胶囊在磺化工序、溶解工序、混合工序或纺丝工序时加入到纤维素物料中，在经过纺丝得到功能性纤维的方法。这些方法都采取将功能性物质(薄荷油、抗菌剂或相变材料)微胶囊化后，与纺丝液混合的方法，这种技术的微球制备过程较复杂，且微球的直径、耐热稳定性、耐溶剂稳定性等均影响纤维的制备与性能，如微胶囊的尺寸要求比较严格，否则会造成喷丝孔堵塞等问题；而且当功能性物质的相对加入量超过质量比5％时，由于微胶囊与纤维素之间的界面面积大幅增加，会大大影响纤维素纤维的成型过程和产品的物理性能。但功能性物质的相对加入量低于质量比5％，纤维的功能性效果不好。

在WO2009/062657中描述了一种先将功能性物质形成乳液，然后将乳液与纤维素溶液混合，并通过添加提高粘度的疏水性试剂使该乳液稳定化后，再加入纳米颗粒形成悬浮液，随后使纤维素重结晶，获得差别化纤维的方法。该方法有效提高了纤维中功能性材料的含量，但在实际应用中发现，可能是由于功能性材料处于弥散状态，其与纤维素之间的界面能过高，在进一步的加工中(如纤维的织造，染整等)功能性材料的损耗十分严重，对纤维的力学性质也有影响。当然，该方法会对诸如药物缓释等领域的应用有颇多借鉴。

由此可见，提供一种能大幅提高纤维中的功能性材料有效含量的方法，包括在纤维的制备过程中，功能性材料的加入，与纤维基体的融合，以及在纤维的后加工过程中仍保持较高的功能性材料保有率的方法，是极有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的问题，提供一种能大幅提高纤维中的功能性材料有效含量的功能性纤维素的制备方法。