專利名稱：一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬纖維材料制備領(lǐng)域，特別是涉及一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法 背景技術(shù)超吸水纖維是繼超吸水樹脂而發(fā)展起來的一種具有特殊功能的纖維。該纖維能和超吸 水樹脂一樣可吸收自身重量30—50倍的生理鹽水或150倍以上的無離子水。這些水分能 被保持在纖維內(nèi)部，并不被擠壓出來。超吸水纖維不僅具有超吸水樹脂的這種吸水、保水 功能，而且由于纖維直徑小，通常在30pm左右，因此具有較大的表面積，吸水速度比樹 脂更快；纖維具有大的長徑比，就可以和其他纖維纏繞在一起不易散落；超吸水纖維使用 方便，可和其他各類纖維混紡制成紡織品或一起制成非織造布，和其他纖維一起交織制成 的織物即使在吸水纖維含量較高時也非常柔軟。此外，與超吸水樹脂相比較，超吸水纖維有更多優(yōu)越的性能，在工農(nóng)業(yè)和日常生活中 用途更為廣泛，發(fā)展?jié)摿艽?。目前，國?nèi)有關(guān)超吸水纖維及其制造方法的專利并不多，僅有中國紡織科學(xué)研究院公 開號為CN1407147的專利，南通中銀纖維制品有限公司的公開號為CN1664189的專利， 中國石油化工股份有限公司和天津工業(yè)大學(xué)的公開號為CN1743517和CN1743542的專利。 并未見到聚乙烯醇類高吸水纖維的專利。CN1407147專利是以丙烯酸、丙烯酸鈉等丙烯酸酯一起在水溶液中聚合得到共聚物水 溶液，以聚乙烯醇水溶液為芯層或皮層，經(jīng)皮-芯型復(fù)合噴絲板擠出、熱空氣干法紡絲和熱 交聯(lián)得到超吸水纖維。CN1664189專利是用丙烯酸系原料單體和增韌材料加水一次性投料 —加壓，分段控制，共聚共混—脫單體脫泡—擠出噴絲—流變態(tài)拉伸—固化成型—熱交聯(lián) 處理—超吸水纖維。CN1743542專利的超吸水纖維是以丙烯酸系單體和聚乙烯醇、潛交聯(lián) 劑溶液一步聚合法直接制備共混聚合物溶液，經(jīng)干法紡絲紡制纖維后熱交聯(lián)處理后制得。CN1743517專利是用丙烯腈及甲基丙烯酸甲酯等單體和潛交聯(lián)劑一起聚合得共聚丙 烯腈溶液，經(jīng)濕法紡絲拉伸得共聚丙烯腈纖維，再經(jīng)熱交聯(lián)，適當(dāng)堿性水解和弱酸洗滌后， 脫水，干燥制得超吸水纖維。日本有關(guān)聚乙烯醇高吸水纖維的專利有特開平2004-293022的聚乙烯醇吸水纖維是聚 乙烯醇溶解在DMSO溶劑中，用甲醇做凝固浴紡絲，再經(jīng)架橋劑(交聯(lián)劑)聚丙烯酸等后 處理交聯(lián)成吸水纖維。特開平07-189023是聚乙烯醇溶解在水中，用常規(guī)凝固浴紡絲，再經(jīng)磷酸、磷酸銨、硫酸銨、硫酸鈦或有機架橋劑羥甲基化合物、環(huán)氧化合物，異氰酸基化 合物、醛基化合物交聯(lián)劑后處理而成。但是上述方法中的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，產(chǎn)品的物理機械性能不高，由于丙烯酸甲酯等 原料成本較高，生產(chǎn)中極易揮發(fā)污染環(huán)境，需要耗費大量的化學(xué)試劑。我們在《一種超吸水聚乙烯醇纖維及其制造》專利申請中提供了以含交聯(lián)劑的聚乙烯 醇溶液為紡絲原液經(jīng)干法紡絲和熱處理得到聚乙烯醇超吸水纖維的制備方法。該方法原料 易得、生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品在空氣中存放不易吸潮結(jié)塊、易于保存。本發(fā)明是我們在高吸水改性PVA樹脂制取的基礎(chǔ)上創(chuàng)造改進(jìn)的。見《高吸水改性PVA 的制取及性能》中國紡織大學(xué)學(xué)報1988年5期。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法。該方 法生產(chǎn)工藝簡便，設(shè)備投資少，容易規(guī)?；a(chǎn)，制得的纖維具有較強的吸水性。 本發(fā)明的一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，包括(1) 將5 15g水溶性聚乙烯醇纖維放入50 100g含有馬來酸酐的有機溶劑中，在 溫度50 10(TC時，經(jīng)馬來酸酐酯化1 5小時；(2) 酯化后的纖維經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥。 所述的聚乙烯醇纖維是低溫水溶性的。 所述的有機溶劑為二氧六環(huán)或乙酸丁酯。所述的馬來酸酐在有機溶劑中的重量百分濃度為5 25%，馬來酸酐的有機溶劑和聚 乙烯醇纖維的重量比是5: 1 10: 1。所述的堿溶液處理在氫氧化鈉或氫氧化鉀的甲醇或乙醇溶液中進(jìn)行，堿處理后的纖維 是在甲醇或乙醇中洗滌，在低于95。C下干燥。所述的超吸水纖維可吸收自身重量150倍以上的無離子水或35倍以上的生理鹽水。本發(fā)明創(chuàng)新之處在于采用現(xiàn)成的水溶性聚乙烯醇纖維為原料，利用馬來酸酐的酯化接 枝在原有聚乙烯醇纖維內(nèi)的分子鏈上引入羧基，以增加纖維的親水性能，使纖維吸收大量 的水而不溶解于水，同時產(chǎn)生交聯(lián)，因此制得的產(chǎn)品比單一交聯(lián)的聚乙烯醇纖維有更好的 水中膨潤性。有益效果(1)采用常規(guī)生產(chǎn)的水溶性聚乙烯醇纖維為原料，不需經(jīng)過紡絲工藝，初期資金投入少，產(chǎn)品在空氣中存放不易吸潮結(jié)塊、易于保存，吸水率較高。(2)與常規(guī)方法相比較，該方法生產(chǎn)設(shè)備簡單，容易以各種不同規(guī)模投入生產(chǎn)，無 廢水排放，溶劑可回收利用。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。實施例1水溶性聚乙烯醇纖維(水溶溫度8(TC) 10克，溶劑乙酸丁酯，馬來酸酐在乙酸丁 酯中的重量百分濃度為8%，該溶液用量100克。反應(yīng)溫度8(TC，時間3小時。氫氧化鈉的甲醇溶液，堿化處理。以后用甲醇洗滌，在8(TC溫度下干燥，得到聚乙 烯醇型超吸水纖維。該超吸水纖維對無離子水吸收倍率達(dá)220倍，對生理鹽水的吸收倍率達(dá)45倍。實施例2水溶性聚乙烯醇纖維(水溶溫度為室溫)10克，溶劑二氧六環(huán)，馬來酸酐在二氧 六環(huán)中的重量百分濃度為20%，該溶液用量60克。反應(yīng)溫度6(TC，時間2小時。氫氧化鉀的乙醇溶液，堿化處理。以后用乙醇洗滌，在9(TC溫度下干燥，得到聚乙 烯醇型超吸水纖維。該纖維的無離子水吸收倍率達(dá)350倍，生理鹽水的吸收倍率為54倍。實施例3水溶性聚乙烯醇纖維(水溶溫度為70。C) 10克，溶劑乙酸丁酯，馬來酸酐在乙酸 丁酯中的重量百分濃度為5%，該溶液用量50克。反應(yīng)溫度9(TC，時間5小時。氫氧化鈉的乙醇溶液，堿化處理。以后用乙醇洗滌，在70。C溫度下干燥，得到聚乙 烯醇型超吸水纖維。該纖維的無離子水吸收倍率達(dá)160倍，生理鹽水的吸收倍率為35倍。實施例4水溶性聚乙烯醇纖維(水溶溫度為室溫)10克，溶劑二氧六環(huán)，馬來酸酐在二氧 六環(huán)中的重量百分濃度為12%，該溶液用量為80克。反應(yīng)溫度75"，時間1小時。氫氧化鈉的甲醇溶液，堿化處理。以后用甲醇洗滌，在7(TC溫度下干燥，得到聚乙 烯醇型超吸水纖維。該纖維的無離子水吸收倍率達(dá)320倍，生理鹽水的吸收倍率為58倍。
權(quán)利要求
1. 一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，包括(1)將5～15g水溶性聚乙烯醇纖維放入50～100g含有馬來酸酐的有機溶劑中，在溫度50～100℃時，經(jīng)馬來酸酐酯化1～5小時；(2)酯化后的纖維經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，其特征在于所述的 聚乙烯醇纖維是低溫水溶性的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，其特征在于所述的有機溶劑為二氧六環(huán)或乙酸丁酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，其特征在于所述的馬來酸酐在有機溶劑中的重量百分濃度為5 25%，馬來酸酐的有機溶劑和聚乙烯醇纖維 的重量比是5: 1 10: 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，其特征在于所述的 堿溶液處理在氫氧化鈉或氫氧化鉀的甲醇或乙醇溶液中進(jìn)行，堿處理后的纖維是在甲醇或乙醇中洗滌，在低于95'C下干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，包括(1)將5～15g水溶性聚乙烯醇纖維放入50～100g含有馬來酸酐的有機溶劑中，在溫度50～100℃時，經(jīng)馬來酸酐酯化1～5小時；(2)酯化后的纖維再經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡便，設(shè)備投資少，制備的超吸水纖維比單一交聯(lián)的聚乙烯醇纖維有更好的水中膨潤性，可吸自身重量150倍以上的無離子水或35倍以上的生理鹽水，在空氣中存放不易吸潮結(jié)塊、易于保存。
文檔編號D06M13/00GK101260612SQ20081003678
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者吳海波, 屠曉東, 殷保璞, 汪小穎, 王富軍, 倩 章, 章悅庭, 煒 胡, 涵 陳, 靳向煜 申請人:東華大學(xué)