[发明专利]高性能树脂纤维改性制备工艺

说明书

本发明公开了一种高性能树脂纤维改性制备工艺，涉及树脂纤维技术领域。本发明的高性能树脂纤维改性制备工艺，包括以下步骤：(1)纤维素酶浆液配制；(2)纺丝溶液的配制；(3)纺丝；(4)后处理。本发明大大减轻聚合时自加速作用，避免暴聚现象的发生，所得的共聚共混物是线性结构，同时纤维素纤维产生多孔隙结构，溶液可纺性更好，成纤后二醛与聚乙烯醇发生交联反应，结合的键能较大，纤维吸水后凝胶强度高，能保持纤维形态，纤维耐热水性能也好。该制备工艺显著提高了树脂纤维的吸水性能，保持力、纤度、强度、伸度指标优异。

技术领域：

本发明涉及树脂纤维技术领域，具体涉及一种高性能树脂纤维改性制备工艺。

背景技术：

高吸水性树脂是现在使用得最广泛的一种高吸水材料，它可以吸收是自身重量几千倍的水量。因其较好的吸水性和保水性被大量应用在一次性卫生用品中。高吸水性树脂主要来源于丙烯酰胺、丙烯酸单体和交联剂，其中大部分为石油基不可再生资源，不具有生物可降解性，会造成环境污染。

基于对环境的保护和资源的可持续发展，纤维素产品成为研究热点，科研人员开始制备纤维素基高吸水材料以部分取代目前使用最多的高吸收性树脂。纤维素作为地球上含量最丰富的有机材料，每年的产量超过75亿吨，其可再生和可生物降解性众所周知。纤维素是可降解的高分子化合物，且纤维素中含有羟基和羧基等亲水性基团，通过交联、接枝等手段对其进行化学改性，引入更多的亲水性基团以提高其吸水性能，由于纤维素的孔隙结构特性，在交联、接枝共聚的过程中容易使其孔隙结构封闭，从而限制了树脂纤维材料的吸水性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能树脂纤维改性制备工艺，工艺设计合理，使得纤维素纤维产生空隙结构，显著提高了树脂纤维的吸水性能，保持力、纤度、强度、伸度指标优异。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

本发明提供了一种高性能树脂纤维改性制备工艺，包括以下步骤：

(1)纤维素酶浆液配制：将2～5wt％的纤维浆料使用醋酸溶液调节pH至5.5～6.0，常温下加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数达到0.06～0.3％，水浴升温至45～50℃保温搅拌1～2h，得到纤维素酶浆液；

(2)纺丝溶液的配制：将单体溶液分散于去离子水中，再加入聚乙烯醇粉体，40～50℃混合均匀，再升温至50～60℃，加入引发剂溶液，通入氮气保护，反应2～3h得到聚丙烯酸-丙烯酰胺/聚乙烯醇共聚共混溶液，再加入交联剂溶液，得到纺丝溶液；其中单体溶液、聚乙烯醇粉体、纤维素酶溶液、引发剂溶液的质量比为3～6:2～4:1～3:0.2～0.5；

(3)纺丝：将纺丝溶液进行加压过滤，脱泡，于70～90℃经计量泵，过滤器，从喷丝头喷出，纺丝细流经过10～50mm的空气层后进入丙酮凝固浴凝固成形，制得初生树脂纤维；

(4)后处理：将所述初生树脂纤维依次进行热拉伸和热交联处理，得到该树脂纤维。

所述步骤(1)纤维浆料为漂白针叶木硫酸盐浆、漂白阔叶木硫酸盐浆或机械浆。

所述聚乙烯醇粉体的聚合度为2000～3000。

所述单体溶液由15～25重量份的丙烯酸使用氢氧化钠溶液中和，中和度为60～80％，再加入5～10重量份的丙烯酰胺，室温搅拌混合得到。

所述引发剂溶液是将1～2重量份的过硫酸钾溶解在10～20重量份去离子水中配制而成。

所述交联剂溶液由2～5重量份的丙二醛溶解于15～20重量份的去离子水中混合搅拌得到。

所述热拉伸的工艺参数包括：拉伸温度120～140℃，拉伸倍数1.5～2.5，拉伸时间3～8min。