一种含甲壳素复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含甲壳素复合纤维及其制备方法。其制备方法包括甲壳素衍生物的制备、粘胶纺丝原液的制备、加入甲壳素衍生物、加入分散剂、纺丝；上述甲壳素衍生物的制备包括酸处理、碱处理、净化处理，改性；甲壳素衍生物结构式为

【技术实现步骤摘要】
一种含甲壳素复合纤维及其制备方法
本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种含甲壳素复合纤维及其制备方法。
技术介绍
由于石油资源的逐渐耗竭以及耕地的减少，合成纤维与天然纤维的生产受到限制，而市场对纺织品的需求日益增加，再生纤维素纤维的研发与应用，符合可持续发展的理念，并为解决这一问题提供了良好的方案。另外随着时代的发展，品的消费观念也发生了变化，更倾向于选择天然、环保、健康的纺织品，纤维素纤维以及其功能性品种的发展提供了大好的机会。甲壳素又名几丁质，是由2-N-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4糖昔键缩合而成的多糖类生物大分子，广泛存在于自然界的昆虫类、甲壳类和软体动物骨骼以及某些真菌的细胞壁中，其具有来源广、可降解、生物相容、无毒和低抗原性等性质；普通粘胶纤维是再生纤维素中发展最成熟，应用最广泛、产量最大的品种，其化学组成与棉纤维相同，聚合度比棉低得多，结晶度较小，取向度也低，结构中空隙含量比棉大。截面呈不规则的锯齿形，有明显的皮芯结构。这使得粘胶纤维具有良好的吸湿性、透气性和染色性，产品舒适性好，但对酸、氧化剂和碱的稳定性却不及棉。该纤维的缺点是吸湿后显著膨胀，下水后手感发硬，收缩率大，湿强下降多，织物尺寸稳定性差，因此国内外许多研究人员开展了对新型复合纤维的研究。现有技术如申请号011066768公开了一种甲壳素/纤维素共混膜或纤维材料及其制法和用途，该材料基本组成为甲壳素和纤维素；其制备方法是用NaOH/硫脉水溶液为溶剂将甲壳素和纤维素的不同配比共混后进行刮膜、拉丝，再在氯化钙水溶液中凝固，并在硫酸水溶液中再生，然后干燥得到共混材料。它具有良好的力学性能和抗水性，且具有无毒、无害、安全性高及生物可降解性。在医药、食品及环保等领域均有应用前景，而且生产过程简单、方便、无污染。申请号2016103710410公开了一种高性能的纳米纤维素/甲壳素复合纤维的制备方法，其制备步骤包括：将纯化的纤维素经过纤维素酶溶液酶解、离心分离超声均质得到纳米纤维素晶须悬浮液；将甲壳素粉末去除矿物质和蛋白质后，经过氧化氢溶液中催化水解、离心分离研磨超声得到纳米甲壳素晶须悬浮液；将纳米纤维素晶须悬浮液和纳米甲壳素晶须悬浮液混合，真空抽滤脱泡形成复合晶须悬浮液；将复合晶须悬浮液置于挤出容器中，经加压加热挤出置于钢丝网上，施压干燥得到高性能的纳米纤维素/甲壳素复合纤维。该方法制备的纤维透明，比重轻，韧性好，柔软度好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗氧化性、抑菌性、抗紫外光性能优异，上染率高的含甲壳素复合纤维。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：含甲壳素复合纤维，包括甲壳素衍生物，所述甲壳素衍生物结构式为：其中：X为甲壳素，R1为氢或烷基；所述甲壳素衍生物经甲壳素与含双苯环的有机物键合得到。本专利技术采用含有氨基与双苯环的有机物对甲壳素进行改性，在甲壳素分子上N-接枝有机物，以与甲壳素结合形成甲壳素衍生物，该甲壳素衍生物与粘胶纤维得到的复合纤维具有较好的溶解性、抗氧化性、抑菌性、抗紫外光性以及较高的上染率，原因可能是该甲壳素衍生物与粘胶纤维混合后可产生较多的自由氨基，在酸性条件可以使氨基带正电，提高了甲壳素的溶解性与抗氧化性，同时提高了甲壳素的分子量，使其具有更好的抑菌效果；除此之外，该甲壳素衍生物一方面能够吸收一定的紫外光线，具有一定的抗紫外光性，另一方面提高了复合纤维的上染率，原因可能是该甲壳素衍生物具有的化学结构与官能基团，减少了复合纤维上的负电荷密度，使复合纤维在较低的盐用量的条件下对染料具有较好的吸附性，即具有较好的上染率，因此节省了大量的盐用量，也起到一定的环保作用；因此，添加改性甲壳素的复合纤维具有优异的溶解性、抗氧化性、抑菌性、抗紫外光性以及较高的上染率，同时在使用中一定程度上降低了环境污染性。优选地，R1为氢或甲基。优选地，含双苯环的有机物为双苯酰草胺或N-乙基-2,2-二苯基-乙酰胺。含甲壳素复合纤维的制备方法，包括：甲壳素衍生物的制备、粘胶纺丝原液的制备、加入甲壳素衍生物、加入分散剂、纺丝；甲壳素衍生物的制备，包括酸处理、碱处理、净化处理，改性；加入甲壳素衍生物，甲壳素衍生物与粘胶纺丝原液的重量比为1:13～18；分散剂，按重量份计，包括以下组分：六偏磷酸钠为3.5～5份，异丙醇胺为1～3份，四丁基氯化铵为2～4份；优选地，六偏磷酸钠为3.7～4.5份，异丙醇胺为1.5～2.5份，四丁基氯化铵为2.5～4份。纺丝，凝固浴的成分包括60～70g/L硫酸，150～165g/L硫酸钠，5～9g/L磷酸，所述凝固浴的温度为35～45℃；优选地，凝固浴的成分中硫酸为65～70g/L，硫酸钠为155～160g/L，磷酸为5.5～8.5g/L。优选地，酸处理，将甲壳素粉末加入至有机酸溶液中，在90～95℃条件下处理1～1.5h，同时进行超声，超声波功率为145～155W/L，得到混合液A。优选地，甲壳素粉末平均粒径为35～45μm，灰分含量为0.2～0.28％。优选地，甲壳素粉末与酸溶液的比例为1g:31～35mL。优选地，有机酸，按重量份计，包括：麸酸为1～3份，草酰乙酸为6～8份，乌苏酸为4.5～5.5份，所述有机酸溶液浓度为30～35wt％。优选地，碱处理，将酸处理后的混合液A，离心得到固体混合物B和酸液；向固体混合物B中加入碱液，在45～55℃条件下搅拌处理15～28min，同时进行超声，超声波功率为105～115W/L，处理结束后调节pH至中性，得到混合物C。优选地，碱液，按重量份计，包括：吡啶5.5～6.8份，三乙烯二胺为8.4～9.8份。优选地，净化处理，将碱处理后得到的混合物C，离心，取固体沉淀D，加入去离子水搅拌分散，其中固体沉淀D与去离子水的重量比为1:12～14，然后加入0.52～0.57％的油酸、0.7～0.75％的聚丙烯酰胺，在800～900r/min下搅拌6～10min，降至400～470r/min，搅拌12～15min，静置离心，取固体E。优选地，改性，将固体E与含双苯环的有机物按摩尔比为1～1.5:1加入有机溶剂中，搅拌1～1.5h，再加入强碱溶液，在45～55℃温度下搅拌，反应7～10h，得到甲壳素衍生物。优选地，强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为13.5～14.8mol/L，使甲壳素与含双苯环的有机物能够充分反应。优选地，纺丝液的粘度为20～25Pa·s。优选地，分散剂占粘胶纺丝原液质量的4～5.5％。优选地，纺丝速率为25～30m/min。为了进一步提高含甲壳素复合纤维的抑菌性、抗氧化性、上染率与抗紫外光性，采取的优选措施还包括：在制备复合纤维的过程中添加0.008～0.05份柠檬酸钠与五味子乙素混合物，其中两者重量比为1:1.5～3，柠檬酸钠与五味子乙素混合物在复合纤维能够起到促使改性甲壳素的脱乙酰化，使其产生较多的自由氨基，进一步提高了改性甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含甲壳素复合纤维，包括甲壳素衍生物，所述甲壳素衍生物结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.含甲壳素复合纤维，包括甲壳素衍生物，所述甲壳素衍生物结构式为：



其中：X为甲壳素，R1为氢或烷基；
所述甲壳素衍生物经甲壳素与含双苯环的有机物键合得到。


2.根据权利要求1所述的含甲壳素复合纤维，其特征是：所述R1为氢或甲基。


3.根据权利要求1所述的含甲壳素复合纤维，其特征是：所述含双苯环的有机物为双苯酰草胺或N-乙基-2,2-二苯基-乙酰胺。


4.权利要求1所述的含甲壳素复合纤维的制备方法，包括：
甲壳素衍生物的制备、粘胶纺丝原液的制备、加入甲壳素衍生物、加入分散剂、纺丝；
所述甲壳素衍生物的制备，包括酸处理、碱处理、净化处理、改性；
所述加入甲壳素衍生物，甲壳素衍生物与粘胶纺丝原液的重量比为1:13～18；
所述分散剂，按重量份计，包括以下组分：六偏磷酸钠为3.5～5份，异丙醇胺为1～3份，四丁基氯化铵为2～4份；
所述纺丝，凝固浴的成分包括60～70g/L硫酸，150～165g/L硫酸钠，5～9g/L磷酸，所述凝固浴的温度为35～45℃。


5.根据权利要求4所述的含甲壳素复合纤维的制备方法，其特征是：所述酸处理，将甲壳素粉末加入至有机酸溶液中，在90～95℃条件下处理1～1.5h，同时进行超声，超声波功率为145～155W/L，得到混合液A；
所述甲壳素粉末，平均粒径为35～45μm，灰分含量为0.2～0.28％；
所述甲壳素粉末与酸溶液的比例为1g:31～35mL。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33