[发明专利]一种超轻高强壳聚糖纤维织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种超轻高强壳聚糖纤维织物的制备方法，首先将羧甲基壳聚糖溶于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，再将壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆壳聚糖纤维，再以羧甲基壳聚糖上浆壳聚糖纤维为原料通过水刺交叉工艺制得制成超轻高强壳聚糖纤维织物。本发明的方法，操作简单、生产成本低、经济环保以及能耗低，采用的上浆方法提升了壳聚糖纤维的力学强度，最终制得产品克重仅为60～280g/m²，其干态下的纵向断裂强度可达55～66.5N/5cm，横向断裂强度可达19～22.5N/5cm，极具应用前景。

技术领域

本发明属于纤维增强领域，涉及一种超轻高强壳聚糖纤维织物的制备方法。

背景技术

纤维是天然或人工合成的细丝状物质.在现代生活中，纤维的应用无处不在，应用最广的为合成纤维，合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同，是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农副产品，先合成单体，再用化学合成与机械加工的方法制成纤维，如聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶或尼龙)、聚乙烯醇纤维(维纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)等。

尼龙纤维具有优良的力学性能和电性能，还具有耐磨、耐油、自润滑、耐腐蚀以及良好的加工性能等优点，但PA的吸水性大、低温及干态冲击韧性差、尺寸稳定性差，使其应用范围受到一定的限制。为适应不同领域的特殊要求，需要对PA进行改性，尤其是如何得到集高刚性、高强度和高韧性于一体的增强增韧改性材料，更是研究的热点。申请号为CN201310419384.6，名称为一种超临界CO₂中张力作用下改性尼龙纤维的方法的专利申请，其主要技术方案是在一定外加张力作用下使尼龙纤维表面及内部在超临界CO₂中与溶剂发生接枝反应，使其强度提高。

聚丙烯腈纤维(PAN)是性能优良的合成纤维，是纺织和工业用的重要纤维原料，在高品质特殊用途的聚丙烯腈原丝的制备过程中往往需要对干燥后的纤维再进行高温蒸汽拉伸，以提高纤维结构的规整度的和力学性能。公开号为CN102851756B，名称为一种聚丙烯腈纤维的拉伸方法的专利申请，其主要技术方案是聚丙烯腈纺丝溶液经过挤出，经过或不经过空气层，进入凝固浴成型，经导辊进入拉伸浴，然后将聚丙烯腈纤维在饱和水蒸汽中进行多级拉伸，提高了纤维的性能。

壳聚糖纤维属于天然材料，其作为组织支架、药物载体等具有促进伤口愈合、防止组织粘连、抗凝血、降脂、降胆固醇、抗溃疡、抗肿瘤等作用，可与其它纤维混纺做服装面料。但受原材料影响，制约壳聚糖纤维发展的主要原因是壳聚糖纤维力学强度不高，常规纺丝得到的壳聚糖纤维的断裂强度仅为1.07cN/dtex，远远达不到实际应用的要求。因此，对壳聚糖纤维进行改性以提高其力学性能具有重要意义。常见增强壳聚糖纤维的方法有：交联增强、复合增强和纺丝成形过程中增强，但至今还未见到交联上浆处理的报道。

纤维应用前一般都需进行上浆处理，上浆的作用主要是对纤维/纱线进行表面浆料的涂覆和纱束间的填充。经纱表面浆料的厚度、均匀性，以及浆料的渗透性对经纱的性能有很大的影响。

传统上浆方式主要是浸浆方式，近年来，高压上浆、预湿上浆、冷上浆及拖浆式上浆等新型上浆方法取得了巨大的进步。其中高压上浆可以紧密纱线结构，增强纤维耐磨性能，降低纤维毛羽，同时可以提高织机效率。预湿上浆可以改善吸浆条件，但它会使浆槽中浆液浓度出现较大波动。普通浸浆方法的浆料分子间主要通过分子间作用力连接，对纤维的力学性能增强有限。

采用交联上浆剂上浆可明显增加纤维/纱线的力学性能。目前交联改性的交联过程都是在上浆之前，交联过程中浆料浓度增大，不利于后续的上浆。