一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维及其制备方法，属于纤维材料改性技术领域。本发明专利技术先将聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亚胺(PEI)混合，得到PAA/PEI聚电解质复合物；然后将PAA/PEI聚电解质复合物溶解后，与铜氨溶液一起加入到盐酸溶液中，得到具有抗菌性的PAA/PEI聚电解质复合物胶体；将所得胶体与聚丙烯腈纺丝液混合，利用所得复合纺丝液进行纺丝，最终得到基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维。与普通腈纶纤维相比，本发明专利技术制得的改性腈纶纤维的吸湿性、强力等性能均得到增强，且兼具抗菌性，在改善普通腈纶纤维性能的同时也扩展了其应用领域，且整个制备过程简单易行，稳定性强，适合连续的大规模生产。适合连续的大规模生产。适合连续的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纤维材料改性
，尤其涉及一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚电解质是一种带有可电离基团的长链型或线型的合成或天然高分子聚合物。按照电离后基团的电荷极性，聚电解质可以分为聚阴离子电解质、聚阳离子电解质和两性聚电解质三类。聚电解质溶于水，将聚阳离子电解质与聚阴离子聚电解质混合，可在自然状态下发生反应，通过氢键作用力、静电作用力等分子间作用力结合形成聚电解质复合物。聚电解质复合物的结构性能稳定、原料来源广泛、价格便宜且具有亲水性好、生物亲和力高、渗透过滤能力强等优良特性，若能利用其对纤维、纱线等纺织品进行改性，不仅能赋予纺织品聚电解质复合物的优良性能，也将提高聚电解质复合物的应用领域与范围的广阔度和灵活度。但由于聚电解质复合物本身的黏性很大，难以任意塑型，不能直接应用到纺织品上，故如何通过可行方法转换，间接将聚电解质复合物应用到纺织品上成为研究的难点。
[0003]目前，现有技术为解决这一难题也提出了一些解决方法。例如，专利(CN202110365888.9)公开了一种将聚阳离子电解质、聚阴离子电解质分别喷涂到纱线表面，同时旋转纱线，使得聚阳离子电解质与聚阴离子电解质接触，从而实现在纱线表面黏附聚电解质复合膜的方法。但是在该方法中，由于聚阳离子、阴离子电解质喷洒和接触的随机性，使得纱线表面黏附的聚电解质复合膜不均匀且不可控，也对制备出的黏附有聚电解质复合膜的改性纱线的性能产生影响。专利(CN201410190152.2)提出了一种将聚电解质络合物溶解在氢氧化钠得到络合物溶液，再将纤维浸泡于络合物溶液中并烘干得到聚电解质络合物的阻燃纤维素纤维制品的方法。该方法虽然可将聚电解质复合物涂敷与纤维表面，但烘干后聚电解质络合物的脆性大，揉搓后很容易从纤维上掉落，牢固性、适用性差，同时该方法也不适合连续大规模的工业生产。
[0004]专利(CN201810794622.4)提出了一种将聚电解质溶胶加入到纺丝液中，利用电场作用使聚电解质结合物与纤维基体通过氢键结合，纺丝得到含有聚电解质的纤维的方法。然而该方法直接将聚电解质复合物加入纺丝液中，在纺丝过程中聚电解质复合物黏度大不易控制，同时还容易在纺丝液中形成絮状沉淀，不利于纺丝，也会影响制得的改性纤维的质量。
[0005]因此，若能提出一种简单易行、规模化的方法将聚电解质复合物稳定的应用到纤维改性中，改善纤维的性能，扩大聚电解质复合物的应用领域与范围，将有十分重要的意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维及其制备方法。该方法首先以聚丙烯酸(PAA)为聚阴离子电解质，以聚乙烯亚胺(PEI)为聚阳
离子电解质，混合后制得PAA/PEI聚电解质复合物；然后采用溶解再生的方法，将PAA/PEI聚电解质复合物置于预冷后的氢氧化钠/硫脲/尿素溶液体系中溶解得到PAA/PEI聚电解质复合物溶解液，并将该溶解液与铜氨溶液加入盐酸中得到再生出的具有抗菌性的聚电解质复合物胶体；最后将该胶体与聚丙烯腈纺丝液混合得到复合纺丝液，并通过湿法纺丝的方法制得基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的第一个目的是提供了一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维的制备方法，具体包括以下步骤：
[0009](1)将聚阳离子电解质溶液与聚阴离子电解质溶液混合，得到聚电解质复合物；
[0010](2)将步骤(1)所得聚电解质复合物与预冷后的碱性溶液体系混合，得到聚电解质复合物溶解液；
[0011](3)将步骤(2)所得聚电解质复合物溶解液与金属离子溶液加入到酸溶液中进行反应，形成聚电解质复合物胶体；
[0012](4)将步骤(3)制备得到的聚电解质复合物胶体与纺丝液混合，采用湿法纺丝的方法制备得到所述改性腈纶纤维。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述聚阳离子电解质中聚阳离子电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺和聚赖氨酸中的一种或多种；
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述聚阴离子电解质中聚阴离子电解质选自聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磷酸中的一种或多种。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述聚乙烯亚胺(PEI)溶液与所述聚丙烯酸(PAA)溶液的质量分数均为10％～20％。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述聚阳离子电解质与聚阴离子电解质的质量比为1：2～3：2。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，步骤(2)中，所述碱性溶液体系选自氢氧化钠/硫脲/尿素溶液体系、氢氧化钠/尿素溶液体系和氢氧化锂/尿素溶液体系中的一种或多种。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，步骤(2)中，所述氢氧化钠/硫脲/尿素溶液体系中氢氧化钠、硫脲、尿素的质量分数之比为2：3：3～8：9：9。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，步骤(2)中，所述预冷的温度为
‑
15℃～
‑
20℃，预冷时间为2h～3h。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述金属离子溶液选自铜氨溶液、银氨溶液和锌氨溶液中的一种或多种。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述酸溶液选自盐酸、硫酸和醋酸中的一种或多种。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述聚电解质复合物溶解液与酸溶液的体积之比为1：4～1：2。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述盐酸溶液的浓度为0.5mol/L～2.5mol/L。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，步骤(4)中，所述聚电解质复合物胶体与纺丝液的体积之比为1：20～1：5。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，步骤(4)中，所述铜氨溶液与盐酸的体积之比为1：10～1：20；所述铜氨溶液的质量分数为1％～20％。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，步骤(4)中，所述纺丝液选自聚丙烯腈纺丝液；所述聚丙烯腈溶液浓度为17wt％～25wt％。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述聚丙烯腈溶液的溶剂选自二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)和硫氰酸钠(NaSCN)中的一种或多种。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，所述湿法纺丝中所用凝固浴为二甲基甲酰胺(DMF)溶液、二甲基乙酰胺(DMAc)溶液、二甲基亚砜(DMSO)溶液和硫氰酸钠(NaSCN)溶液中的一种或多种，其体积浓度为40％～60％。
[0029]本专利技术的第二个目的是提供所述的制备方法制备得到的基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维。
[0030]本专利技术的第三个目的是提供一种织物，所述织物中含有所述的改性腈纶纤维。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚电解质复合物的改性腈纶纤维的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将聚阳离子电解质溶液与聚阴离子电解质溶液混合，得到聚电解质复合物；(2)将步骤(1)所得聚电解质复合物与预冷后的碱性溶液体系混合，得到聚电解质复合物溶解液；(3)将步骤(2)所得聚电解质复合物溶解液与金属离子溶液加入到酸溶液中进行反应，形成聚电解质复合物胶体；(4)将步骤(3)制备得到的聚电解质复合物胶体与纺丝液混合，采用湿法纺丝的方法制备得到所述改性腈纶纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚阳离子电解质溶液中聚阳离子电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺和聚赖氨酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚阴离子电解质溶液中聚阴离子电解质选自聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磷酸中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇清，鲁诗语，岳甜甜，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：