一種用聚乙烯醇纖維制備的超吸水纖維、其制備方法及用圖
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于纖維材料制備領域，特別是涉及一種用聚乙烯醇纖維制備的超吸水纖維、其制備方法及用途。
【背景技術】
[0002]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吸水、保水功能，而且由于纖維直徑小，通常在30 μπι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。
[0003]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艽蟆?br>[0004]中國紡織科學研究院公開號為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)大學的公開號為CN1743517和CN1743542的專利均公開了超吸水纖維及其制備方法。CN1407147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一加壓，分段控制，共聚共混一脫單體脫泡一擠出噴絲一流變態(tài)拉伸一固化成型一熱交聯(lián)處理一超吸水纖維。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)，適當堿性水解和弱酸洗滌后，脫水，干燥制得超吸水纖維。特開平2004-293022公開了一種聚乙烯醇高吸水纖維，所述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也公開了一種聚乙烯醇高吸水纖維，所述高吸水纖維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。
[0005]但是上述方法中的生產(chǎn)工藝較為復雜，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試劑。
[0006]《高吸水改性PVA的制取及性能》(中國紡織大學學報1988年5期)，研究了一種高吸水改性PVA樹脂及其制備方法；CN101260612A公開了用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法: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。但是所述超吸水纖維的吸水能力還有待進一步提高。
[0007]CN 101260612A公開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°C時，經(jīng)馬來酸酐酯化I?5小時；(2)酯化后的纖維再經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥。該超吸水纖維的吸水性僅為其自身重量150倍以上的無離子水或35倍以上的生理鹽水，限制了其工業(yè)化應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種用聚乙烯醇纖維制備的超吸水纖維、其制備方法及用途。所述聚乙烯醇超吸水纖維的制備方法簡便，設備投資少，容易規(guī)模化生產(chǎn)，制得的纖維具有超強的吸水性。
[0009]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0010]一種用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法，包括:
[0011](I)將11?15g水溶性聚乙烯醇纖維放入85?95g含有馬來酸酐的有機溶劑中，在溫度70?95°C時，經(jīng)馬來酸酐酯化I?5小時；
[0012](2)酯化后的纖維經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥，得到聚乙烯醇超吸水纖維。
[0013]本發(fā)明采用現(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。
[0014]本發(fā)明采用常規(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塊、易于保存，吸水率較高。
[0015]作為優(yōu)選的技術方案，所述用聚乙烯醇纖維制備超吸水纖維的方法包括:
[0016](I)將14g水溶性聚乙烯醇纖維放入85g含有馬來酸酐的有機溶劑中，在溫度80°C時，經(jīng)馬來酸酐酯化2.5小時；
[0017](2)酯化后的纖維經(jīng)堿溶液處理，洗滌、干燥，得到聚乙烯醇超吸水纖維。
[0018]所述的聚乙烯醇纖維是低溫水溶性的。
[0019]所述的有機溶劑為二氧六環(huán)和/或乙酸丁酯。
[0020]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。
[0021]所述的堿溶液處理在氫氧化鈉和/或氫氧化鉀的甲醇或乙醇溶液中進行，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。
[0022]本發(fā)明還提供了所述制備方法制備得到的聚乙烯醇超吸水纖維。
[0023]本發(fā)明還提供了所述聚乙烯醇超吸水纖維的用途，其用于包裝材料、衛(wèi)生用品、醫(yī)用材料及過濾干燥領域。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0025](I)本發(fā)明選擇合適的水溶性聚乙烯醇纖維與馬來酸酐有機溶劑的質量比，并選擇合適的溫度，制得的聚乙烯醇超吸水纖維具有優(yōu)異的吸水性能，可吸收自身重量400倍以上的無離子水或55倍以上的生理鹽水。
[0026](2)與常規(guī)方法相比較，該方法生產(chǎn)設備簡單，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】
[0027]下面結合具體實施例，進一步