一种醋酸纤维过滤材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，属于纺织材料技术领域。本发明专利技术通过竹纤维制备醋酸纤维素，改善醋酸纤维素的韧性和抗菌能力，再通过静电纺丝工艺，将具有纳米级的直径、极大的比表面积和较高的孔隙率的醋酸纤维丝包缠在涤纶长丝表面，提高了综合力学强度，改善拉伸性能，再织造成醋酸纤维过滤材料，有效改善了过滤材料耐用性不高，强度低的问题，本发明专利技术制备的醋酸纤维过滤材料具有更大的比表面积，有利于对微小颗粒的吸附能力和对粒子的拦截效应，对细小颗粒物的过滤效率高，在气流通过纤维表面时，所受到的阻碍作用更小，保持了优良的透气性。

【技术实现步骤摘要】
一种醋酸纤维过滤材料的制备方法
本专利技术涉及一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，属于纺织材料

技术介绍
醋酸纤维于20世纪20年代初由英国试制成功并实现工业化生产，目前在纤维素纤维中是仅次于粘胶纤维的第二大品种。醋酸纤维是纤维素浆粕为原料，经过乙酰化以后形成纤维素酷化衍生物，然后经干法纺丝工艺而制得。过滤材料为人们的生活提供了更为洁净的、更有益于健康的产品和环境。随着工业水平的发展，过滤材料的织造形式开始多起来，不仅有机织过滤材料和非织造过滤材料，还有针织过滤材料和多种形式复合的复合式过滤材料。相对于机织物和针织物，非织造材料的三维立体结构、孔隙分布均匀、过滤性能好、产量高、价格低，使其在过滤方面有更为明显的优势，已经成为现代工业生产不可缺少的重要产品，是过滤材料产业中重要的组成部分。目前，非织造过滤材料已被广泛应用于气体及液体等过滤领域，包括工业废气排放的处理、空气洁净化处理、工业过滤、污水处理、血液透析等方面。过滤材料己经与人们的生活和工业生产相关，它与全国各个行业的各类过滤设备配套，起到保证质量，提高技术精度，控制污染，净化环境，回收贵重原材料及降低工业成本等重要作用。非织造材料具有三维立体结构，以及耐用、易深加工、价格相对便宜、能满足多种过滤要求的优点，非常适合是过滤材料产业中重要的组成部分口。醋酸纤维丝束以其无毒、无味，能选择性的吸附烟气中的有害成分，同时又保留一定的烟碱而不失烟草的口味的特点，是现今应用最广泛的过滤烟嘴滤材。对于醋酸纤维的过滤材材料目前研究人员主要是利用静电纺丝技术将醋酸纤维素制成纳米级的纤维来研究其过滤性能，但使用醋酸纤维素制成的过滤材料耐用性不高，且强度低、韧性差，抗菌性弱，亟需改进研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对使用醋酸纤维素制成的过滤材料耐用性不高，且强度低、韧性差，抗菌性弱的问题，提供了一种醋酸纤维过滤材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取竹纤维与冰醋酸混合加热至50～55℃反应2～3h，再加入醋酸酐、浓硫酸，保温反应50～60min后加入去离子水、醋酸镁溶液反应1～2h，过滤洗涤干燥，得竹基醋酸纤维素；（2）将竹基醋酸纤维素溶解在二氯甲烷／丙酮混合溶剂中，得纺丝液；（3）将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝；（4）将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式制成布，得醋酸纤维过滤材料。步骤（1）所述竹纤维、冰醋酸、醋酸酐、浓硫酸、去离子水、醋酸镁溶液的重量份为30～50份竹纤维，300～500份冰醋酸，180～240份醋酸酐，1.2～2.0份浓硫酸，200~300份去离子水，240～400份质量分数为20%醋酸镁溶液。步骤（2）所述二氯甲烷/丙酮混合溶剂中二氯甲烷与丙酮的体积比为8：2~8：3。步骤（2）所述竹基醋酸纤维素与混合溶剂的质量份为3~5份竹基醋酸纤维素，95~97份混合溶剂。步骤（3）所述针头与接收装置距离为10~15cm，正负极电压分别为10~12kV和8~10kV，纺丝速度为1~2mL/h，卷绕辊转速为10~12min/min。步骤（4）所述水刺时水压控制在2~5MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%~25%，生产速度为8~12m/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术通过竹纤维制备醋酸纤维素，改善醋酸纤维素的韧性和抗菌能力，再通过静电纺丝工艺，将具有纳米级的直径、极大的比表面积和较高的孔隙率的醋酸纤维丝包缠在涤纶长丝表面，提高了综合力学强度，改善拉伸性能，再织造成醋酸纤维过滤材料，有效改善了过滤材料耐用性不高，强度低的问题；（2）本专利技术制备的醋酸纤维过滤材料具有更大的比表面积，有利于对微小颗粒的吸附能力和对粒子的拦截效应，对细小颗粒物的过滤效率高，在气流通过纤维表面时，所受到的阻碍作用更小，保持了优良的透气性。具体实施方式取30～50g竹纤维，加入300～500g冰醋酸中，并加热至50～55℃反应2～3h，再加入180～240g醋酸酐，1.2～2.0g浓硫酸，保温反应50～60min后加入200～300mL去离子水，并以1～3mL/min滴加240～400g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置1～2h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次后转入干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取3~5g竹基醋酸纤维素，加入95~97g体积比为8：2~8：3的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以600~800r/min搅拌6~8h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为10~15cm，正负极电压分别为10~12kV和8~10kV，纺丝速度为1~2mL/h，卷绕辊转速为10~12min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在2~5MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%~25%，生产速度为8~12m/min，得醋酸纤维过滤材料。实例1取30g竹纤维，加入300g冰醋酸中，并加热至50℃反应2h，再加入180g醋酸酐，1.2g浓硫酸，保温反应50min后加入200mL去离子水，并以1mL/min滴加240g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置1h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次后转入干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取3g竹基醋酸纤维素，加入95g体积比为8：2的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以600r/min搅拌6h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为10cm，正负极电压分别为10kV和8kV，纺丝速度为1mL/h，卷绕辊转速为10min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60℃下干燥6h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在2MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%，生产速度为8m/min，得醋酸纤维过滤材料。实例2取40g竹纤维，加入4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取竹纤维与冰醋酸混合加热至50～55℃反应2～3h，再加入醋酸酐、浓硫酸，保温反应50～60min后加入去离子水、醋酸镁溶液反应1～2h，过滤洗涤干燥，得竹基醋酸纤维素；（2）将竹基醋酸纤维素溶解在二氯甲烷／丙酮混合溶剂中，得纺丝液；（3）将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝；（4）将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式制成布，得醋酸纤维过滤材料。

【技术特征摘要】
1.一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取竹纤维与冰醋酸混合加热至50～55℃反应2～3h，再加入醋酸酐、浓硫酸，保温反应50～60min后加入去离子水、醋酸镁溶液反应1～2h，过滤洗涤干燥，得竹基醋酸纤维素；（2）将竹基醋酸纤维素溶解在二氯甲烷／丙酮混合溶剂中，得纺丝液；（3）将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝；（4）将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式制成布，得醋酸纤维过滤材料。2.如权利要求1所述的一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述竹纤维、冰醋酸、醋酸酐、浓硫酸、去离子水、醋酸镁溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜建国，王文新，陈倩，
申请(专利权)人：常州五荣化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32