專利名稱：一種纖維素—聚丙烯腈復合纖維及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種纖維素一聚丙烯腈復合纖維及其制造方法，具體地說是釆用離 子液體為溶劑制備纖維素一聚丙烯腈復合纖維的方法及其產(chǎn)品。
背景技術：
腈綸是三大合成纖維之一，由于它的柔軟性和保暖性與羊毛十分相似，故又稱 為"合成羊毛"。因此，聚丙烯腈纖維大量用作"仿羊毛"纖維，替代羊毛。但是它 也有合成纖維的吸濕、透濕和保水性差的特點，因此作為服用纖維，穿著起來有悶 熱感，不舒服。所以在內(nèi)衣、襯衫、運動裝等服用方面的應用受到限制。纖維素是自然界中第一大有機可再生資源，在今后石油日漸枯竭、人們環(huán)保意 識日益增強的情況下，合理有效開發(fā)這種可再生資源即將成為主流。由于來源于天 然材料，纖維素纖維具有親水性、吸濕性等合成纖維沒有的特性，由它織成的衣服 也具有吸濕透氣、穿著健康舒適等優(yōu)點。然而由它織成的纖維也缺少聚丙烯腈纖維 的柔軟性和保暖性的優(yōu)點。為了彌補腈綸在這方面的缺陷，常常將腈綸與棉、毛或粘膠纖維混紡，以改進 其吸濕性能。也有通過蠶絲接枝、動物或植物蛋白接枝聚丙烯腈等化學方法來改善 腈綸的親水性，如CN1370859A、 CN1431343A等所述。由于采用的是化學方法，所 以在制備過程中的成本比較高，同時得到的腈綸的穩(wěn)定性不好。離子液體是繼N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)之后一種新的可以直接溶解纖 維素的溶劑，同時它又是聚丙烯腈的溶劑，如專利US6824599 、 CN1417407、 CN1491974 、WO2006000197等公開了以離子液體為溶劑溶解和加工纖維素的方法， 專利CN1560097A、 CN1752305A等公開了以離子液體為溶劑制備聚丙烯腈原液和紡 制聚丙烯腈纖維的方法，然而這些專利對于纖維素和聚丙烯腈的復合纖維并沒有涉 及，更沒有涉及纖維素和聚丙烯睛復合纖維的制備方法。申請?zhí)枮?00510027049.7題為"一種聚丙烯腈——海藻酸鈉復合纖維及其制造 方法"的申請文本公布的復合纖維是由聚丙烯腈和海藻素鈉構成的，但是采用此制 造方法無法得到本發(fā)明需要的纖維素和聚丙烯腈復合纖維。同樣采用申請?zhí)枮?3U5288.0題為"植物蛋白——腈綸復合纖維及其制造方法"的專利申請所公布的 制造方法也無法制得本發(fā)明中的復合纖維。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種纖維素一聚丙烯腈復合纖維。 本發(fā)明的另一目的是提供所述的纖維素一聚丙烯腈復合纖維的制造方法。 本發(fā)明提供了一種纖維素-聚丙烯腈復合纖維，上述纖維包括了纖維素和聚丙烯腈， 并且纖維素和聚丙烯腈的質(zhì)量比為1: 99 80: 20，優(yōu)選4: 5 20: 9。 上述復合纖維為皮芯型復合纖維。皮層是由纖維素-聚丙烯腈組成，芯層為纖維素或者聚丙烯腈的一種。 上述的纖維素來源于棉漿、木漿、草漿中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種制造復合纖維的方法，包括如下步驟采用離子液體為溶劑，溶解纖維素和聚丙烯腈，制得共混溶液，共混溶液中所述的纖維素和所述的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1: 99 80: 20，共混溶液中的纖維素和聚丙烯腈占溶液重量的 5% 25%，將所述的共混溶液經(jīng)過脫泡、過濾、噴絲、凝固、牽伸、洗滌、干燥步 驟制得所述的復合纖維。本發(fā)明還提供了一種制造皮芯型復合纖維的方法a )采用離子液體為溶劑，溶解纖維素，制得纖維素溶液，所述的纖維素溶液中的 纖維素質(zhì)量含量為4% 20%，b) 采用離子液體為溶劑，溶解聚丙烯腈，制得聚丙烯腈溶液，所述的聚丙烯腈溶液 中聚丙烯腈的含量為5% 25%，c) 共混所述的纖維素溶液和所述的聚丙烯腈溶液，使共混溶液中所述的纖維素和所 述的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1: 99 80: 20，d) 將所述的共混溶液和所述纖維素溶液或聚丙烯腈溶液脫泡、過濾，將共混溶液經(jīng) 過皮層計量泵并且將聚丙烯腈溶液經(jīng)過芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵體積 流量比例為20: 80 80: 20,然后進入皮芯型復合噴絲板，通過噴絲、凝固、牽伸、 洗滌、干燥步驟制得所述的復合纖維。本發(fā)明還提供了一種復合纖維的制備方法，其中的離子液體為氯化l-丁基-3-甲 基咪唑、氯化l， 3-二甲基咪唑、氯化l-乙基-3-甲基咪唑、氯化l-丙基-3-甲基咪唑、 氯化l-芐基-3-甲基咪唑、醋酸l， 3-二甲基咪唑、醋酸l-乙基-3-甲基咪唑、醋酸l-丁基-3-甲基咪唑、醋酸l-丙基-3-甲基咪唑中的一種或者兩種。本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選的實施方式，其中的離子液體為氯化l-芐基-3-甲基咪 唑與醋酸l-乙基-3-甲基咪唑、氯化l-丁基-3-甲基咪唑、氯化l-乙基-3-甲基咪唑中的任意一種混合后的混合離子液體，質(zhì)量比為10: 90 90: 10;所述的離子液體為醋酸l-乙基-3-甲基咪唑與氯化l-丁基-3-甲基咪唑、氯化l-乙基-3-甲基咪唑中的任意一 種混合后的混合離子液體，質(zhì)量比為10: 90 90: 10。本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選的實施方式，其中共混溶液中還含有有機溶劑，所述 的離子液體和所述的有機溶劑在混合液中的質(zhì)量比為96: 4 10: 90，有機溶劑為二 甲基亞砜DMSO、 二甲基甲酰胺DMF、 二甲基乙酰胺DMA中的一種或者幾種。本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選的實施方式，其中在所述的凝固步驟中所用的凝固浴 為離子液體的水溶液或離子液體與有機溶劑的水溶液，所述的有機溶劑為二甲基亞 砜DMSO、 二甲基甲酰胺DMF、 二甲基乙酰胺DMA中的一種或者幾種，牽伸倍數(shù) 為2 8倍。在上述復合纖維的制備方法中，在凝固步驟中所用的凝固浴為離子液體的水溶 液或離子液體與有機溶劑的水溶液，浴液溫度為25'C 8(TC，牽伸倍數(shù)為2 8倍， 所述的有機溶劑優(yōu)選二甲基亞砜DMSO、 二甲基甲酰胺DMF、 二甲基乙酰胺DMA 中的一種或者幾種。利用纖維素的吸濕性以及它與聚丙烯腈間的半相容性，得到的纖維素一聚丙烯 腈復合纖維是多微孔結構，并且具有吸濕、透氣等特性。所得到的復合纖維纖度為 1.5 5dtex，斷裂強度為2 4.2cN/dtex，斷裂伸長為10 20%，回潮率為3 15%。 由它制得的織物穿著起來具有吸濕性、透氣性、抗靜電性，同時不失腈綸本身近似 于羊毛的蓬松柔軟和保暖性。皮芯型復合纖維在溫濕度變化時內(nèi)外收縮性有所不同， 因此所得纖維具有一定的巻曲性，在性能上更加類似于羊毛。同時具有優(yōu)良的染色 率。本發(fā)明制備纖維素——聚丙烯腈復合纖維時，采用可以同時溶解纖維素和聚丙 烯腈的離子液體為主體溶劑，溶解調(diào)控能力強，可以得到不同濃度、粘度的溶液， 并且由于此類離子液體沒有腐蝕性和揮發(fā)性，使得工藝過程更加綠色環(huán)保。 一般可 溶解纖維素和聚丙烯腈的離子液體都可以考慮采用，如咪唑類氯代鑰鹽、咪唑類乙酸総鹽，實際生產(chǎn)中具體要考慮到所用離子液體的溶解性能差別以及成本等因素的 影響。同時采用本發(fā)明加入的有機溶劑的方法有利于調(diào)控纖維素和聚丙烯腈溶解的濃度和粘度，減少離子液體的損耗，降低成本。
具體實施方式
實施例1將143份氯化l-丁基-3-甲基咪唑離子液體和15份DMSO混合均勻(所有的分 數(shù)均代表質(zhì)量分)，制得混合溶劑；將17.25份來源于棉漿的纖維素加入106份混合 溶劑中制得纖維素溶液；再將11.5份聚丙烯腈加入53份混合溶劑中，制得聚丙烯腈 溶液，分別對所述的纖維素和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在120。C將此兩種溶液 混合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入35%氯化l-丁基-3-甲 基咪唑離子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸 6.5倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為3.7cN/dtex、斷裂伸長為14%、回潮率為13% 的共混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例2將16份來源于木漿的纖維素加入84份乙酸l-乙基-3甲基咪唑離子液體中，制 得纖維素溶液；再將20份的聚丙烯腈加入80份乙酸l-乙基-3-甲基咪唑離子液體中， 制得聚丙烯腈溶液，分別對所述的纖維素和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在125 r:將此兩種溶液混合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入30'C 的20%乙酸1-乙基-3甲基咪唑離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7倍，經(jīng)過 洗滌、干燥，得到強度為4cN/dtex、斷裂伸長為16%、回潮率為11.5%的共混型復合 纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例3將256份氯化l-丙基-3甲基咪唑離子液體和11份DMSO混合均勻(所有的份 數(shù)均代表質(zhì)量份)，制得混合溶劑；將25份來源于木漿的纖維素加入100份混合溶 劑中制得纖維素溶液；再將56份的聚丙烯腈加入167份混合溶劑中制得聚丙烯腈溶 液，分別對所述的纖維素和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在130'C將此兩種溶液混 合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入50%氯化l-丙基-3甲基 咪唑離子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7.5 倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為4.2cN/dtex、斷裂伸長為18%、回潮率為8%的共 混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例4將76.2份氯化l-丁基-3-甲基咪唑離子液體和686.2份DMA混合均勻(所有的 份數(shù)均代表質(zhì)量份)，制得混合溶劑，將0.4份來源于草漿的纖維素加入10份混合溶 劑中制得纖維素溶液；再將40份的聚丙烯腈加入752.4份混合溶劑中，制得聚丙烯 腈溶液，分別對所述的纖維素和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在9(TC將此兩種溶 液混合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入5%氯化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體/DMA (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸 2.5倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為2 cN/dtex、斷裂伸長為20%、回潮率為3%的 共混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例5將91份氯化l-丙基-3甲基咪唑離子液體和39份DMSO混合均勻(所有的份數(shù) 均代表質(zhì)量份)，制得混合溶劑，將12.4份來源于草漿的纖維素加入100份混合溶劑 中制得纖維素溶液；再將5.3份的聚丙烯腈加入30份混合溶劑中，制得聚丙烯腈溶 液，分別對所述的纖維素溶液和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在IO(TC將此兩種溶 液混合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入25%氯化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽 伸5.5倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為3.5cN/dtex、斷裂伸長為12%、回潮率為14% 的共混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例6將46.4份氯化l-丁基-3-甲基咪唑離子液體和69.6份DMF混合均勻(所有的份 數(shù)均代表質(zhì)量份)，制得混合溶劑，將8.8份來源于草漿的纖維素加入100份混合溶 劑中制得纖維素溶液；再將2.2份的聚丙烯腈加入16份混合溶劑中，制得聚丙烯腈 溶液，分別對所述的纖維素和所述的聚丙烯腈溶液進行升溫，在ll(TC將此兩種溶液 混合攪拌均勻，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入15%氯化1-丁基-3-甲 基咪唑離子液體/DMA (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸4 倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為3cN/dtex、斷裂伸長為10%、回潮率為15%的共 混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例7將實施例1中制備的混合溶液和聚丙烯腈溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過 皮層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為3: 7，接著將它們共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入35%氯化1-丁基-3-甲基咪唑離 子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸6.5倍， 經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為3.7cN/dtex、斷裂伸長為14%、回潮率為13%的皮芯型 復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例8將實施例2中制備的混合溶液和纖維素溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過皮 層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為5: 5，接著將它們 共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入30%醋酸l-乙基-3-甲基咪唑離子 液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7倍，經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為4cN/dtex、 斷裂伸長為16%、回潮率為11.5%的皮芯型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛， 同時染色性優(yōu)良。實施例9將實施例3中制備的混合溶液和聚丙烯腈溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過 皮層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為2: 8，接著將它 們共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入50%氯化1-丙基-3-甲基咪唑離 子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7.5倍， 經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為4.2cN/dtex、斷裂伸長為18%、回潮率為8%的皮芯型 復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例10將實施例4中制備的混合溶液和纖維素溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過皮 層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為8: 2，接著將它們 共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入5%氯化l-丁基-3-甲基咪唑離子液 體/DMA (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸2.5倍，經(jīng)過洗 滌、干燥，得到強度為2cN/dtex、斷裂伸長為20%、回潮率為3%的皮芯型復合纖維。 纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例11將實施例5中制備的混合溶液和聚丙烯腈溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過 皮層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為4: 6，接著將它們共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入25%氯化l-丙基-3-甲基咪唑離 子液體/DMSO (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸5.5倍， 經(jīng)過洗滌、干燥，得到強度為3.5cN/dtex、斷裂伸長為12%、回潮率為14%的皮芯型 復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例12將實施例4中制備的混合溶液和纖維素溶液分別作為皮層和芯層原液，經(jīng)過皮 層計量泵和芯層計量泵，皮層計量泵和芯層計量泵的流量比例為7: 3，接著將它們 共同進入皮芯型復合噴絲板，計量輸出，出絲進入15%氯化1-丁基-3-甲基咪唑離子 液體/DMA (二者質(zhì)量比同混合溶劑)的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸4倍，經(jīng)過洗 滌、干燥，得到強度為3.0cN/dtex、斷裂伸長為10%、回潮率為15%的皮芯型復合纖 維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例13:將88份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑和88份氯化l-節(jié)基-3-甲基咪唑混合均勻，將12 份纖維素和12份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪拌、升溫、 捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入 50%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸6倍，再經(jīng)過洗滌、干燥等步 驟，得到強度為3.5cN/dtex、斷裂伸長為15%、回潮率為12%的共混型復合纖維。纖 維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例14:將72份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑、106份氯化l-芐基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將6份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入30%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸5倍，再經(jīng)過洗滌、 干燥等步驟，得到強度為2.6cN/dtex、斷裂伸長為18%、回潮率為10%的共混型復合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。 實施例15:將60份氯化l-丁基-3-甲基咪唑、120份氯化l-芐基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將4份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入20%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7倍，再經(jīng)過洗滌、 干燥等步驟，得到強度為2.2cN/dtex、斷裂伸長為8%、回潮率為9%的共混型復合纖 維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例16:將60份氯化l-乙基-3-甲基咪唑、240份氯化l-芐基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將4份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入20%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸6.5倍，再經(jīng)過洗滌、 干燥等步驟，得到強度為2.3cN/dtex、斷裂伸長為11%、回潮率為10%的共混型復合 纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例17:將240份氯化l-丁基-3-甲基咪唑、60份氯化l-芐基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將4份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入20%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸6.8倍，再經(jīng)過洗滌、 干燥等步驟，得到強度為2.5cN/dtex、斷裂伸長為12%、回潮率為9.5%的共混型復 合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例18:將240份氯化l-丁基-3-甲基咪唑、30份氯化l-節(jié)基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將4份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入20%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7倍，再經(jīng)過洗滌、干燥等步驟，得到強度為2.7cN/dtex、斷裂伸長為10%、回潮率為10.5%的共混型復 合纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例19:將270份氯化l-丁基-3-甲基咪唑、30份氯化l-芐基-3-甲基咪唑和適量水混合均 勻，將4份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪 拌、升溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出， 出絲進入20%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸7.5倍，再經(jīng)過洗滌、 干燥等步驟，得到強度為2.9cN/dtex、斷裂伸長為11%、回潮率為11%的共混型復合 纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例20:將140份氯化l-丁基-3-甲基咪唑和40份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑混合均勻，將 16份纖維素和IO份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪拌、升 溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲 進入10%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸8倍，再經(jīng)過洗滌、干 燥等步驟，得到強度為4.0cN/dtex、斷裂伸長為10%、回潮率為15%的共混型復合纖 維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例2h將40份氯化l-乙基-3-甲基咪唑和130份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑混合均勻，將 14份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪拌、升 溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲 進入25%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸8.8倍，再經(jīng)過洗滌、干 燥等步驟，得到強度為4.2cN/dtex、斷裂伸長為9.5%、回潮率為14%的共混型復合 纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例22:將15份氯化l-乙基-3-甲基咪唑和130份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑混合均勻，將 14份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪拌、升 溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲進入25%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸9倍，再經(jīng)過洗滌、干 燥等步驟，得到強度為4.1cN/dtex、斷裂伸長為9.7%、回潮率為14%的共混型復合 纖維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。實施例23:將130份氯化l-丁基-3-甲基咪唑和15份醋酸l-乙基-3-甲基咪唑混合均勻，將 14份纖維素和16份聚丙烯腈加入到上述混合好的離子液體中，經(jīng)過真空、攪拌、升 溫、捏合等作用制備出均勻的混合溶液，之后經(jīng)過計量泵、噴絲板計量輸出，出絲 進入25%上述混合離子液體的水溶液中牽伸凝固成型，牽伸8倍，再經(jīng)過洗滌、干 燥等步驟，得到強度為4.0cN/dtex、斷裂伸長為11%、回潮率為15%的共混型復合纖 維。纖維外觀和手感近似于羊毛，同時染色性優(yōu)良。
權利要求
1. 一種纖維素一聚丙烯腈復合纖維，其特征在于所述的復合纖維包括纖維素和聚丙烯腈，所述復合纖維的纖維素和聚丙烯腈的質(zhì)量比為1∶99～80∶20，優(yōu)選4∶5～20∶9。
2、 根據(jù)權利要求1所述的復合纖維，其特征在于所述的復合纖維為皮芯型復合纖 維。
3、 根據(jù)權利要求2所述的復合纖維，其特征在于所述的皮芯型復合纖維的皮層由 纖維素-聚丙烯腈組成，芯層為纖維素或者聚丙烯腈的一種。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種復合纖維，其特征在于所述的纖維素為棉漿、木漿、 草漿制備的纖維素中的一種或幾種。
5、 一種制造權利要求l所述的復合纖維的方法，其特征在于包括如下步驟 采用離子液體為溶劑，溶解纖維素和聚丙烯腈，制得共混溶液，共混溶液中所述的 纖維素和所述的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1: 99 80: 20，共混溶液中的纖維素和聚丙烯腈占溶液重量的5% 25%，將所述的共混溶液經(jīng)過脫泡、過濾、噴絲、凝固、牽伸、洗滌、干燥步驟制得所述的復合纖維。
6、 一種制造權利要求2所述的復合纖維的方法，其特征在于包括如下步驟a) 采用離子液體為溶劑，溶解纖維素，制得纖維素溶液，所述的纖維素溶液中的纖 維素質(zhì)量含量為5% 20%，b) 采用離子液體為溶劑，溶解聚丙烯腈，制得聚丙烯腈溶液，所述的聚丙烯腈溶液 中聚丙烯腈的質(zhì)量含量為5% 25%，c) 共混所述的纖維素溶液和所述的聚丙烯腈溶液，使共混溶液中所述的纖維素和所 述的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1: 99 80: 20，d) 將所述的共混溶液和所述纖維素溶液或聚丙烯腈溶液脫泡、過濾，將所述的共混 溶液經(jīng)過皮層計量泵并將所述的纖維素溶液或聚丙烯腈溶液經(jīng)過芯層計量泵，皮層 計量泵和芯層計量泵體積流量比例為20: 80 80: 20，然后進入皮芯型復合噴絲板， 通過噴絲、凝固、牽伸、洗滌、干燥步驟制得所述的復合纖維。
7、 根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于所述的離子液體為氯化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化l， 3-二甲基咪唑、氯化l-乙基-3-甲基咪唑、氯化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化l-芐基-3-甲基咪唑、醋酸1， 3-二甲基咪唑、醋酸l-乙基-3-甲基咪 唑、醋酸l-丁基-3-甲基咪唑、醋酸l-丙基-3-甲基咪唑中的一種或者兩種。
8、 根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于所述的離子液體為氯化1-芐基-3-甲基咪唑與醋酸l-乙基-3-甲基咪唑、氯化l-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-乙基-3-甲基咪唑中的任意一種混合后的混合離子液體，質(zhì)量比為10: 90 90: 10; 所述的離子液體為醋酸l-乙基-3-甲基咪唑與氯化l-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-乙基-3-甲基咪唑中的任意一種混合后的混合離子液體，質(zhì)量比為10: 90 90: 10。
9、 根據(jù)權利要求5或6所述的制造復合纖維的方法，其特征在于所述的共混溶液 中還含有有機溶劑，所述的離子液體和所述的有機溶劑在混合液中的質(zhì)量比為96: 4 10: 90，有機溶劑為二甲基亞砜(DMSO)、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二甲基乙酰 胺(DMA)中的一種或者幾種。
10、 根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于在所述的凝固步驟中所用的 凝固浴為離子液體的水溶液或離子液體與有機溶劑的水溶液，所述的有機溶劑為二 甲基亞砜(DMSO)、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二甲基乙酰胺(DMA)中的一種或者 幾種，牽伸倍數(shù)為2 8倍。
全文摘要
本文涉及一種纖維素—聚丙烯腈復合纖維及其制造方法，其特征為復合纖維為共混型或皮芯型，共混型中或皮芯型的皮層中纖維素和聚丙烯腈的質(zhì)量比為1∶99～80∶20，皮芯型的芯層為纖維素或聚丙烯腈；其制造方法為采用離子液體為溶劑，也可加入有機溶劑為共溶劑，有機溶劑為N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺或者二甲基亞砜中的一種或幾種。溶液經(jīng)過脫泡、過濾、噴絲、凝固、牽伸、洗滌、干燥等步驟制得共混型或皮芯型復合纖維，由于纖維素的吸濕性以及與聚丙烯腈間的半相容性，所得纖維會出現(xiàn)多微孔結構，因而賦予纖維吸濕、透氣、著色性好、健康舒適等特性；離子液體的采用也使得生產(chǎn)過程更為綠色環(huán)保。
文檔編號D01F8/04GK101240467SQ200710110680
公開日2008年8月13日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權日2007年2月8日
發(fā)明者孫玉山, 成 徐, 朱慶松, 李曉俊, 陸伊倫, 強 駱 申請人:中國紡織科學研究院