[发明专利]一种多功能粘胶纤维复合材料的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种多功能粘胶纤维复合材料的制备方法，所制备的粘胶纤维复合材料可以实现对染料(如甲基橙、次甲基蓝等)的选择性吸附，而且可以吸附空气中的甲醛、二氧化碳、细菌等污染物，同时实现对污染物的杀菌及催化分解。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种多功能粘胶纤维复合材料的制备方法。

背景技术

1891年，Cross和他的同事发现，纤维素可以在碱性二硫化溶液中转化为水溶性磺酸盐，并通过还原得到粘胶纤维。1905年，Muller进一步改进了粘胶纤维的生产工艺，实现了粘胶纤维的产业化，并很快得到了广泛的应用。近年来，出现了Lycell、Modal、Richcel等新品种。在所有的再生纤维素纤维中，粘胶纤维的吸湿性最适合人类皮肤的生理要求。同时，粘胶纤维具有透气、耐磨、不容易产生静电等优点。另外，粘胶纤维还可以与各种天然纤维和化学纤维混纺。因此，粘胶纤维不仅可以作为一个优秀的服用材料，而且在吸附抗菌材料、高吸水医疗卫生产品等领域也得到了广泛的应用。但粘胶纤维也有湿强度低、高伸长率、易燃性等缺点。

为了提高粘胶纤维的性能，拓展粘胶纤维的应用领域，常采用化学方法对粘胶纤维进行改性。粘胶纤维每个葡萄糖单元有三个羟基，因此可以发生一系列与羟基有关的化学反应，包括酯化反应、醚化反应、交联和接枝反应。此外，以壳聚糖、聚乳酸和纳米银粒子等为原料制备的粘胶纤维复合材料也得到了广泛的研究和应用。

目前，粘胶纤维的改性主要集中在阻燃、抗菌、吸湿性、染色、吸附等方面。

国内学者对粘胶纤维的改性及应用开展了大量的研究并取得了一定的进展。陈胜研究了烷氧基环三磷腈共混改性阻燃粘胶纤维的燃烧性能和热性能。结果表明，所制备的共混改性纤维具有凝聚相阻燃机理，同时具有吸热阻燃和气相阻燃等多重的阻燃作用。王雪以粘胶纤维为基体，通过接枝含季铵基烯类单体制备了一种季铵盐型抗菌纤维材料。抗菌试验显示，该改性抗菌纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌有优越的抗菌性能，抗菌率均达到了99.99％。朱平将粘胶纤维进行了羧甲基化改性，并对改性后纤维的吸水性、拉伸强力等物理性能进行了测试，结果表明：改性后粘胶纤维强力有一定下降，吸水率大大提高，达到原干重的4.5倍以上。黄韬采用阳离子改性剂CR2000对粘棉交织物进行改性处理，改性粘棉交织物活性染色得色量高、染色牢度好，染料利用率大大提高，染色残液的COD值大幅降低。荣海琴将粘胶基活性碳纤维(Rayon-ACFs)用一定浓度的对氨基苯甲酸(p-PABA)溶液进行改性，通过低温氮气吸附方法发现，随着PABA浓度的增加，样品的比表面积、微孔孔容和总孔容都有所降低。改性后的Rayon-ACFs样品对甲醛的动态穿透时间和吸附容量都明显高于未改性的Rayon-ACFs样品。

国外科研工作者采用化学改性、等离子体改性、混纺复合等方法对粘胶纤维的改性及应用进行了广泛、系统的研究。Bychkova用磷酸二甲酯对粘胶纤维进行了改性，并对其结构和防火性能进行了研究，改性后的粘胶纤维展现了良好的阻燃性能。Totolin研究了粘胶剂的等离子体改性，改性纤维素纤维具有显著的阻燃性能。Akbari研究了两种不同再生纤维素纤维(Lyocell和粘胶)的酶处理对水悬液中细菌吸附能力的影响。经处理后的Lyocell和粘胶，从水悬浮液中提取大肠杆菌的最大吸附量分别为38％和37％。Vrabic研究了用于卫生和医疗产品的粘胶纤维的物理性能和吸附特性。研究表明，经过5分钟等离子体表面处理，改性粘胶纤维的聚合度和机械性能有一定的下降，但是吸水性能和保湿性能都到了提高。zeng研究了粘胶/甲壳素双组分纤维的染色性能，与普通粘胶纤维相比，粘胶/甲壳素双组分纤维由于其部分脱乙酰组分，对染料的吸附性能更好。Bairagi用不同剂量的聚二烯基二甲基氯化铵对粘胶纤维进行改性。然后采用不同活性染料对改性纤维进行染色，在不使用电解液和低盐浓度的情况下，获得了90％以上的染色效果。Salwa利用柠檬酸三钠作为多功能剂(还原剂、稳定剂和链接剂)，将银纳米粒子(AgNPs)原位合成到粘胶纤维的表面。负载AgNPS的粘胶纤维着色和抗菌性能显著提高。Kebede将粘胶纤维被选择性地氧化，然后引入聚酰胺-胺树枝状大分子，改性后的粘胶纤维对甲醛展现了良好的吸附性能，比改性前提高了84倍。