本發(fā)明涉及一種紡織纖維加工技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種高強度粘膠纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

粘膠纖維是目前應用非常廣泛的一種紡織纖維，其是以天然纖維素為主要原料生產(chǎn)的人造纖維，棉、竹、木漿等天然纖維素材料為粘膠纖維提供了廣泛的原料基礎(chǔ)。另外，粘膠纖維與天然棉纖維的某些性能極為相似，均具有較好的吸濕性、可染性、抗靜電，穿著舒適，具有化學纖維無法比擬的優(yōu)點，產(chǎn)品服用性能好。但是其缺點也顯而易見：粘膠纖維的強度差，尤其是濕強較低，通常只有干強的二分之一左右，因此，由粘膠纖維制成的面料不能強烈搓洗，服用壽命短。

100多年來，粘膠纖維的生產(chǎn)工藝不斷改善，不同力學性能的粘膠纖維逐漸涌現(xiàn)，如：高濕模量纖維、高卷曲纖維、強力纖維等等。申請?zhí)朿n201210183713.7的中國發(fā)明專利申請公開了一種高強度粘膠纖維及其生產(chǎn)方法，具體包括步驟：按質(zhì)量百分比：聚乙烯醇溶液1～60％，粘膠原液40～99％的比例共混，通過攪拌、脫泡、過濾、紡絲、牽伸、交聯(lián)工藝流程制成干強為3.4～5.8cn/dtex,濕強為1.9～4.1cn/dtex，濕態(tài)彈性模量為0.65～1.60cn/dtex的粘膠纖維，所得粘膠纖維的輕度較傳統(tǒng)工藝所紡的粘膠纖維的強度高30～50％以上。該技術(shù)利用聚乙烯醇獨特的多羥基性和高聚合度的特點，與粘膠原液共混制得紡絲溶液，從而提高粘膠纖維的強度。雖然聚乙烯醇的加入能提高粘膠纖維的濕強，但在此工藝中聚乙烯醇沒有進行交聯(lián)，纖維的耐熱水性較差，仍無法滿足粘膠纖維產(chǎn)品后續(xù)的印染加工需求；而且，加入聚乙烯醇制得的粘膠纖維的干強較低，脆性較大，易形成原纖化結(jié)構(gòu)，導致該技術(shù)的實用性很差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高強度粘膠纖維的制備方法，制得的粘膠纖維耐熱水性較好，并具有較高的干、濕強度，適合于工業(yè)推廣應用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種高強度粘膠纖維，其耐熱水性較好，干強、濕強較高，適合于工業(yè)推廣應用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種高強度粘膠纖維的制備方法，其包括以下步驟：

在粘膠原液中添加第一增強劑，攪拌均勻得到混合溶液；將混合溶液進行脫泡、過濾，然后經(jīng)過噴絲板，進入添加有第二增強劑的凝固浴中，成形得到粘膠纖維；對粘膠纖維進行牽伸，進入添加有第三增強劑的絲浴液中進行絲浴。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第一增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的聚乙烯亞胺水溶液中的至少一種。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第一增強劑的添加量為粘膠原液的重量的1％～5％。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第二增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的聚乙烯亞胺水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的脲醛樹脂水溶液的至少一種。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第二增強劑的添加量為凝固浴的重量的0.01％～10％。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第三增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的酪素-甲醛水溶液中的至少一種。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第三增強劑的添加量為絲浴液的重量的0.01％～10％。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，凝固浴由至少60～100g/l硫酸、200～400g/l硫酸鈉和10～80g/l硫酸鋅混合而成。

一種高強度粘膠纖維，其采用上述的高強度粘膠纖維的制備方法制得。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，高強度粘膠纖維的干強為3.8～6cn/dtex，濕強為2.6～4.8cn/dtex。

本發(fā)明實施例的高強度粘膠纖維及其制備方法的有益效果是：

1、本發(fā)明實施例的制備方法是在粘膠原液中添加第一增強劑，攪拌均勻得到混合溶液；將混合溶液進行脫泡、過濾，然后經(jīng)過噴絲板，進入添加有第二增強劑的凝固浴中，成形得到粘膠纖維；對粘膠纖維進行牽伸，進入添加有第三增強劑的絲浴液中進行絲浴。在不同工序中，添加不同的增強劑，作用于粘膠纖維分子，使成形纖維的纖維素大分子之間進行交聯(lián)，進而不斷增強成形的粘膠纖維的強度。正因為纖維內(nèi)分子之間進行了交聯(lián)，則制得的高強度粘膠纖維的濕強和干強均較高，因此該制備方法和制得的高強度粘膠纖維適合推廣應用。

2、本發(fā)明實施例所制得的高強度粘膠纖維具有較高的強度，干強為3.8～6cn/dtex，濕強為2.6～4.8cn/dtex，而采用常規(guī)傳統(tǒng)工藝所紡粘膠纖維干強為2.1～2.2cn/dtex，因此，采用高強度粘膠纖維的制備工藝制得的纖維強度較高，并且其具有良好的彈性、吸濕性、可染性等，應用廣泛。

3、本發(fā)明實施例的制備方法可直接在普通粘膠纖維生產(chǎn)工藝上進行調(diào)整，無需特殊設備，在普通的粘膠纖維生產(chǎn)設備上即可生產(chǎn)出高強度粘膠纖維；操作過程方便易控，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例的高強度粘膠纖維及其制備方法進行具體說明。

本發(fā)明實施例提供一種高強度粘膠纖維的制備方法，其包括以下步驟：

s1、在粘膠原液中添加第一增強劑，攪拌均勻得到混合溶液。其中，第一增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的聚乙烯亞胺水溶液中的至少一種，上述溶液均可溶于粘膠原液中，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，聚乙烯亞胺水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，第一增強劑最好為質(zhì)量濃度為12.5％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液。第一增強劑的添加量為粘膠原液的重量的1％～5％?；旌先芤旱木唧w制備方法為：將粘膠原液和第一增強劑放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間為0.5～2小時，攪拌機的轉(zhuǎn)速為100～2000轉(zhuǎn)/分，即得混合溶液。

當將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液添加到粘膠原液中后，會均勻分散于粘膠纖維分子內(nèi)，當粘膠原液經(jīng)凝固、牽伸、絲浴后制得的粘膠纖維干燥時，這些聚酰胺環(huán)氧氯丙烷分子與纖維素中的羥基進行交聯(lián)，因此，產(chǎn)品的干強較高，當產(chǎn)品置于水中后，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷作用于交聯(lián)纖維的分子之間，保持其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，相關(guān)產(chǎn)品的濕強較高。

當將聚乙烯亞胺水溶液添加到粘膠原液中后，聚乙烯亞胺聚合物分子鏈中含有多個陽離子基團，該陽離子基團與纖維素中的羥基形成很強的交聯(lián)鍵，因此，相關(guān)產(chǎn)品的干強和濕強較高。

s2、將混合溶液進行脫泡、過濾，然后經(jīng)過噴絲板，進入添加有第二增強劑的凝固浴中，成形得到粘膠纖維。其中，凝固浴由至少60～100g/l硫酸、200～400g/l硫酸鈉和10～80g/l硫酸鋅混合而成。第二增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的聚乙烯亞胺水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的脲醛樹脂水溶液中的至少一種，均可溶于凝固浴，且不會與凝固浴發(fā)生明顯反應。聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，聚乙烯亞胺水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，脲醛樹脂水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，第二增強劑最好為質(zhì)量濃度為12.5％的聚乙烯亞胺水溶液，第二增強劑的添加量為凝固浴的重量的0.01％～10％。本實施例中，脫泡方法為：將混合溶液進行至少兩道過濾，再打入脫泡釜中，于20～25℃保溫，脫泡2～6小時。

當將聚乙烯亞胺水溶液添加到凝固浴中后，聚乙烯亞胺聚合物分子鏈中含有多個陽離子基團，該陽離子基團與粘膠纖維表面纖維素中的羥基形成很強的交聯(lián)鍵，因此，制得的粘膠纖維的干強和濕強較高。

當將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液添加到凝固浴中后，沉積于粘膠纖維分子內(nèi)或吸附于表面，不僅可增強粘膠纖維分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，還可以增強其表面結(jié)構(gòu)，尤其是當產(chǎn)品置于水中后，表面的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，相關(guān)產(chǎn)品的濕強較高。

當將脲醛樹脂水溶液添加到凝固浴中后，主要是協(xié)同其他增強劑，提高產(chǎn)品的濕強。

s3、對粘膠纖維進行牽伸后，進入添加有第三增強劑的絲浴液中進行絲浴。其中，第三增強劑為質(zhì)量濃度為12％～13％的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液、質(zhì)量濃度為12％～13％的酪素-甲醛水溶液中的至少一種，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，酪素-甲醛水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為12.5％，第三增強劑最好為質(zhì)量濃度為12.5％聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液。第三增強劑的添加量為絲浴液的重量的0.01％～10％。

當將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液添加到絲浴液中后，吸附于粘膠纖維表面，當產(chǎn)品置于水中后，表面的聚酰胺環(huán)氧氯丙烷分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，產(chǎn)品的濕強較高。

當將酪素-甲醛水溶液添加到絲浴液中后，酪素經(jīng)甲醛交聯(lián)后形成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，附著于粘膠纖維的表面，提高相關(guān)產(chǎn)品的干強和濕強。

s4、對所制得的纖維進行切斷、水洗、烘干等工序，最后制得高強度粘膠纖維。

總之，本發(fā)明實施例制備粘膠纖維的過程中添加增強劑，主要是在粘膠原液、凝固浴或絲浴液中分別添加不同的強度增強劑，在不同工序中，添加不同的增強劑，目的是作用于粘膠纖維內(nèi)纖維素分子之間進行交聯(lián)，進而不斷增強成形的粘膠纖維的強度，從而能夠極大提高粘膠纖維的干濕強度，作用機理為：

在粘膠原液里添加第一增強劑，由于粘膠纖維原液中纖維素的羥基帶有負電荷，可以與第一增強劑中的正電荷相互吸引，因此在粘膠原液進行脫泡、過濾后，通過噴絲板進入凝固浴之后，粘膠原液中的纖維素分子直接由于正電荷的相互吸引，能夠進行分子內(nèi)交聯(lián)，這種交聯(lián)是呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)交聯(lián)，因此制得的纖維有較高的強度。

在凝固浴中添加第二增強劑，主要用于在粘膠纖維成形時沉積、滲透于粘膠纖維內(nèi)，或吸附于成形后的纖維表面，進而與纖維內(nèi)分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加粘膠纖維的強度。

在絲浴液中添加第三增強劑，主要是增強劑吸附于粘膠纖維表面或者進一步滲透到纖維內(nèi)部，第三增強劑與纖維內(nèi)分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加粘膠纖維的強度。

本發(fā)明實施例還提供一種高強度粘膠纖維，采用上述高強度粘膠纖維的制備方法制得，該高強度粘膠纖維的干強為3.8～6cn/dtex，濕強為2.6～4.8cn/dtex。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細描述。

實施例1

實施例1提供一種高強度粘膠纖維，其按照以下方法制備：

將100kg粘膠原液和1kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液(質(zhì)量濃度為12.5％，是將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間為2小時，攪拌機的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分，即得混合溶液。

將混合溶液打入脫泡釜中進行脫泡，然后進行三道過濾，然后經(jīng)過噴絲板，進入添加了10kg脲醛樹脂水溶液的100kg凝固浴(即在100kg凝固浴中加入10kg脲醛樹脂水溶液攪拌均勻而成，脲醛樹脂水溶液的質(zhì)量濃度為12.5％，是將脲醛樹脂溶解入水中配制而成)中，成形得到粘膠纖維。

對粘膠纖維進行牽伸，進入添加了10kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液的100kg絲浴液中(即在100kg絲浴液中加入10kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液攪拌均勻而成，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液的質(zhì)量濃度為12.5％，是將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷溶解入水中配制而成)進行絲浴。

經(jīng)檢測，該高強度粘膠纖維的干強為6cn/dtex，濕強為4.8cn/dtex。

實施例2

實施例2提供一種高強度粘膠纖維，其按照以下方法制備：

將100kg粘膠原液和5kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液(質(zhì)量濃度為12％，是將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間為2小時，攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，即得混合溶液。

將混合溶液打入脫泡釜中進行脫泡，然后經(jīng)過兩道過濾，最后經(jīng)過噴絲板，進入添加了0.01kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液(質(zhì)量濃度為12％，是將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由6kg硫酸、30kg硫酸鈉和1.6kg硫酸鋅混合而成)中，成形得到粘膠纖維。

對粘膠纖維進行牽伸，進入添加了0.01kg酪素-甲醛水溶液(質(zhì)量濃度為12％，是將酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg絲浴液中進行絲浴。

經(jīng)檢測，該高強度粘膠纖維的干強為5cn/dtex，濕強為4cn/dtex。

實施例3

實施例3提供一種高強度粘膠纖維，其按照以下方法制備：

將100kg粘膠原液和1kg聚乙烯亞胺水溶液(質(zhì)量濃度為13％，是將聚乙烯亞胺溶解入水中配制而成)放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間為0.5小時，攪拌機的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，即得混合溶液。

將混合溶液進行兩道過濾，再打入脫泡釜中，于20℃保溫，脫泡3小時，然后經(jīng)過噴絲板，進入添加了5kg聚乙烯亞胺水溶液(質(zhì)量濃度為12.5％，是將聚乙烯亞胺溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由5kg硫酸、20kg硫酸鈉和1.5kg硫酸鋅混合而成)中，成形得到粘膠纖維。

對粘膠纖維進行牽伸，進入添加了5kg酪素-甲醛水溶液(質(zhì)量濃度為13％，是將酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg絲浴液中進行絲浴。

經(jīng)檢測，該高強度粘膠纖維的干強為4cn/dtex，濕強為3cn/dtex。

實施例4

實施例4提供一種高強度粘膠纖維，其按照以下方法制備：

將100kg粘膠原液和5kg聚酰胺環(huán)氧氯丙烷水溶液(質(zhì)量濃度為13％，是將聚酰胺環(huán)氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間為1小時，攪拌機的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，即得混合溶液。

將混合溶液打入脫泡釜中進行脫泡，然后進行兩道過濾，經(jīng)過噴絲板，進入添加了5kg脲醛樹脂水溶液(質(zhì)量濃度為12％，是將脲醛樹脂溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由8kg硫酸、30kg硫酸鈉和10kg硫酸鋅混合而成)中，成形得到粘膠纖維。

對粘膠纖維進行牽伸，進入添加了5kg酪素-甲醛水溶液(質(zhì)量濃度為12.5％，是將酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg絲浴液中進行絲浴，再進行切斷、水洗、烘干等工序，最后制得高強度粘膠纖維。

經(jīng)檢測，該高強度粘膠纖維的干強為5.2cn/dtex，濕強為3.8cn/dtex。

綜上所述，本發(fā)明實施例的高強度粘膠纖維的制備方法制得的粘膠纖維的干強和濕強均較高，即粘膠纖維的強度高，適合推廣應用。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。