[发明专利]一种高强壳聚糖长丝及其界面聚合制备方法与装置

说明书

本发明公开了一种高强壳聚糖长丝及其界面聚合制备方法与装置。该装置包括纺丝液储存单元、纺丝单元和纺丝收集单元，所述纺丝液储存单元由下至上依次包括第一反应相储存箱和第二反应相储存箱，所述纺丝单元由下至上依次包括成膜孔板、聚集孔和加捻器。基于该装置，本发明通过配制以壳聚糖为水相溶质的水相溶液和以酰氯化合物为油相溶质的油相溶液，利用界面聚合反应制备了聚合物膜，并通过对聚合物膜的牵伸与加捻，制备了高强壳聚糖长丝。通过上述方式，本发明能够将界面聚合应用于纺丝，并将纺丝与加捻集于一步，以简单的工艺流程、便捷的操作实现一步成型壳聚糖长丝，并有效提高壳聚糖长丝的强度，使制得的壳聚糖长丝具有较好的均匀性和连续性。

技术领域

本发明涉及壳聚糖纺丝技术领域，特别是涉及一种高强壳聚糖长丝及其界面聚合制备方法与装置。

背景技术

壳聚糖不仅是一种具有优良的生物相容性、抗菌能力、止血能力和可生物降解的天然高分子，还是一种很好的纺丝原料，其良好的成纤性使得壳聚糖在制备医用纱布、绷带和抗菌服方面具有得天独厚的优势。当前，纺制壳聚糖长丝的装置主要包括静电纺丝装置和湿法纺丝装置，这两类装置常应用于实验室中纺丝，且存在成丝不规则、不连续的问题，难以得到均匀、连续的壳聚糖长丝。因此，当前仍需要研制一种结构简单、能够大规模生产的纺丝装置，以便捷的方式纺制出均匀、连续的壳聚糖长丝。

授权公告号为CN106591980B的专利提供了一种壳聚糖纤维一步法纺丝装置，该装置包括由前向后依次相连的喷丝成型机构、丝束处理机构和卷绕回收机构，整体结构简单，能够实现壳聚糖纤维的一次纺丝成品，提高壳聚糖纺丝的生产效率。但该装置在进行喷丝成型时，是通过喷丝头先形成原液射流，再与纺丝浴液反应形成壳聚糖纤维原丝，最后在凝固浴液中反应形成丝束，而按这种方法制备得到的壳聚糖纤维往往强度低、柔韧性差，限制了其在医用纱布、绷带和抗菌服等方面的应用。因此，研究一种更为适宜的制备方法是改善壳聚糖长丝性能的关键。

界面聚合是指在两种互不相溶、分别溶解有两种单体的溶液的界面上进行的缩聚反应，通常被用于制备聚合物膜。公开号为CN108636140A的专利提供了一种基于乳酸化壳聚糖的荷正电聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，该专利以乳酸化壳聚糖水溶液作为水相，以二元/多元酰氯的有机溶液为有机相，通过界面聚合反应制备了复合纳滤膜。然而，当前并没有将壳聚糖与酰氯化合物形成的聚合物膜用于纺丝的相关报道，如何将界面聚合应用于壳聚糖长丝的制备仍有待研究。

有鉴于此，当前仍有必要提供一种高强壳聚糖长丝及其界面聚合制备方法与装置，将界面聚合方法用于壳聚糖长丝的制备，并使制得的壳聚糖长丝均匀、连续，并具有较高的强度。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强壳聚糖长丝及其界面聚合制备方法与装置，以简单的工艺流程、便捷的操作实现一步成型壳聚糖长丝，并使制得的壳聚糖长丝具有较好的均匀性和连续性、较大的产量和较高的强度。

为实现上述目的，本发明提供了一种高强壳聚糖长丝的界面聚合制备装置，包括纺丝液储存单元、纺丝单元和纺丝收集单元；所述纺丝液储存单元由下至上依次包括第一反应相储存箱和第二反应相储存箱，所述纺丝单元包括成膜孔板、聚集孔和加捻器，所述纺丝收集单元沿水平方向依次包括导向轮、鼓风干燥器和卷绕筒；所述成膜孔板设于所述第一反应相储存箱和所述第二反应相储存箱之间，所述成膜孔板上设有若干个竖直贯穿所述成膜孔板的成膜孔，用于连通所述第一反应相储存箱和所述第二反应相储存箱，以使第一反应相和第二反应相在所述成膜孔中反应形成聚合物膜。

进一步地，所述成膜孔板的厚度为5～100mm，所述成膜孔的直径为1～100mm，所述成膜孔的个数为1～100个，所述聚集孔的直径为1～10mm。

为实现上述目的，本发明还提供了一种高强壳聚糖长丝的界面聚合制备方法，该高强壳聚糖长丝的界面聚合制备方法使用上述高强壳聚糖长丝的界面聚合制备装置进行制备，包括如下步骤：