[发明专利]含有聚电解质的纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有聚电解质的纤维及其制备方法，制备方法为：将聚电解质溶胶与纺丝液的混合液进行纺丝制得含有聚电解质的纤维；聚电解质溶胶中的分散相粒子主要为聚电解质结合物，制得的纤维主要由纤维基体以及分布在纤维基体内层和/或外层的聚电解质结合物组成，聚电解质结合物主要由可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质通过离子键结合形成，聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。本发明的一种含有聚电解质的纤维及其制备方法，能将阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液应用于纤维成形，且制得的含有聚电解质的纤维结构稳定，力学性能好，具有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于功能纤维领域，涉及一种含有聚电解质的纤维及其制备方法。

背景技术

纤维的生产方法包括熔融纺丝法和湿法纺丝法。湿法纺丝法主要应用于分解温度低于熔融温度的高分子即无法进行熔融纺丝的高分子。再生纤维素纤维和聚丙烯腈纤维都运用湿法纺丝法进行生产。此外，湿法纺丝纤维还包括由种类繁多且性能各异的双组分高分子组成的湿法纺丝纤维。例如申请号为200410018449.7的专利通过溶液共混法制备的壳聚糖/羟甲基纤维素纤维。

聚电解质是指带有可电离基团的高分子，也称为高分子聚电解质，聚电解质包括合成聚电解质和天然聚电解质。聚电解质具有特殊的性质，如阴离子聚电解质海藻酸，其能够与银、锌和铜等金属离子形成离子键相互作用，既可起到抗菌作用，也可用于吸附水体中的重金属。此外，海藻酸还可用于制备海藻酸钙纤维或其他复合纤维，例如德国smartfiber公司开发的纤维素/海藻酸纤维，是将海藻酸颗粒加入纤维素纺丝液并湿法纺丝制得。但是海藻酸颗粒的粒径尺寸是微米级且难以进一步减小，因此纤维断裂强度较低，使用过程海藻酸颗粒还会脱落。

聚电解质存在聚电解质效应，聚电解质效应即带有可电离基团的长链高分子如聚电解质，在极性溶剂中发生电离，使高分子链上带有电荷的过程。利用湿法纺丝方法制备复合纤维时，两种带有不同电荷的聚电解质如含有阳离子的聚电解质和含有阴离子的聚电解质产生的聚电解质效应是一个不容忽视的问题。例如壳聚糖具有抗菌性能，而海藻酸具有优异的吸湿保湿性能，两者的复合物是敷料等医卫产品的理想原料。但是壳聚糖分子链上的氨基在酸性条件下质子化为带正电的-NH₃⁺，具有聚阳离子效应，而海藻酸分子链上含有羧基，具有聚阴离子效应。将壳聚糖溶液和海藻酸溶液混合，会因离子间相互作用而形成壳聚糖/海藻酸溶胶(例如申请号为200610018351.0的专利)。壳聚糖/海藻酸溶胶非均质且不稳定，无法通过湿法纺丝的方法成形。

因此，研究一种含有阳离子聚电解质和阴离子聚电解质且能稳定挤出成形的复合纤维湿法纺丝制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种含有阳离子聚电解质和阴离子聚电解质且能稳定挤出成形的含有聚电解质的纤维及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

含有聚电解质的纤维，主要由纤维基体以及分布在纤维基体内层和/或外层的聚电解质结合物组成，所述聚电解质结合物主要由可溶性阳离子聚电解质与可溶性阴离子聚电解质通过离子键结合形成，所述聚电解质结合物与纤维基体主要通过氢键结合。

优选的技术方案为：

如上所述的含有聚电解质的纤维，所述聚电解质结合物富集在纤维基体单侧表层，所述聚电解质结合物也可以分布在纤维基体内，结合物富集在纤维表面，则纤维芯层聚合物含量较少，能够减少对纤维芯层基体高分子结晶和取向结构的破坏，避免纤维力学性能的大幅降低。

如上所述的含有聚电解质的纤维，力学性能好，含有聚电解质的纤维的纤度为1.2～5.0dtex，干态断裂强度大于2.5cN/dtex，断裂伸长率大于5％。