一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种纤维丝制备方法，尤其涉及一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法
。

技术介绍

[0002]使用生物材料合成的生物纤维往往表现出令人满意的物理性能，但人们对纤维形成过程的了解度仍然不高
。
此外，该过程系统化且复杂，其对环境因素要求较高且成本不可控，因而该研究很难具有突破性进展
。
[0003]天然蜘蛛丝的特殊性能为开发具有卓越性能的生物合成纤维提供了灵感和思路，引发了许多生物或仿生纤维的研究
。
[0004]在环境条件下，蜘蛛丝以水作为主要溶剂的情况下可形成具有极好拉伸性能的纤维
。
但由于蜘蛛的同类相食和领土行为，它们的丝很难被人工饲养
。
虽然合成生物学家已经开发出通过在不同的生物
(
如山羊
、
蚕和大肠杆菌
)
中表达重组蜘蛛丝蛋白来解决这个问题的方法，但这些方法生产成本居高且需高碳足迹，其碳足迹可达天然蜘蛛丝的数十乃至数百倍
。
另外，材料学家试图通过合成材料而不是蛋白质来模仿蜘蛛丝
。
仿制蛛丝的尝试虽在一定程度上改善了纤维的拉伸性能，但这种合成纤维的缺点包括合成复杂性和生产时的高能量需求，最终阻碍了生活商业化的使用
。
[0005]尽管目前有许多生物激发合成纤维的报道，但在环境条件下可以绘制的非肽基材料的实例很少
。
这些聚合合成纤维具有优异的性能，如环境刺激响应行为，高阻尼性等，可分别用于传感器智能纤维，减震绳等领域
。
尽管这些合成纤维的拉伸过程能耗较低，但它们仍需繁琐的合成和加工过程
。
因此，开发一款制备方法简单，成本较低且具有优异性能的人造纤维丝具有重大意义，其将会在医疗器械
、
生物医学
、
高分子仿生等领域具有重大突破
。
[0006]丙烯酰胺作为一种亲水性聚合物，遇水后能够形成稳定的凝胶，在水处理
、
洗煤等作絮凝作用；隧道
、
油井
、
矿井和水坝等工程堵水固沙的化学灌浆作用；纸浆的匀度增韧作用等领域应用广泛，且效果良好
。
但以上种种用途均基于聚丙烯酰胺作为粉剂水凝胶使用，然而关于纤维束型的丙烯酰胺鲜有报道，但在实际应用过程中，纤维束型的水凝胶有其独特的用途，如纤维网状的堵水固沙袋
、
线状的封堵水凝胶等
。
由此可见，开发一款具有纤维状且具一定力学强度的丙烯酰胺是十分必要的
。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，解决目前仿制的人造纤维丝制备成本较高，制备过程和制备方法较复杂等问题；同时通过调控各种反应条件使得制备得到的纤维丝满足不同物理性能要求，产品简单易制，工序方便，可批量生产，克服了丙烯酰胺仅作为粉剂使用的弊端，扩展了丙烯酰胺的新用途
。
[0008]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，其中，包括如下步骤：步骤
S1
：将超纯水和醇类液体以一定比例均匀混合制得反应溶剂；步骤
S2
：将一定量的丙烯酰胺类单体加入步骤
S1
配制的溶剂中并搅拌均匀；步骤
S3
：在步骤
S2
制备得到的溶液中加入一定量的光引发剂，并搅拌均匀；步骤
S4
：对步骤
S3
中的溶液充分混匀并脱气排除氧气；步骤
S5
：将脱完气泡的步骤
S4
中的溶液放在紫外灯下固化交联，得到透明的水凝胶；步骤
S6
：将所得的水凝胶通过管道或筛网挤出；步骤
S7
：将步骤
S6
制得的水凝胶纤维丝通过加热烘干或冻干，快速去除水分后制得纤维丝
。
[0009]进一步地，所述醇类液体为乙醇
、
丙醇
、
异丙醇中的任意一种；所述醇类液体占总溶剂的体积比为
20
％
‑
80
％
。
[0010]进一步地，所述丙烯酰胺类单体为
N
‑
羟乙基丙烯酰胺
、
丙烯酰胺
、N
‑
异丙基丙烯酰胺
、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺中的任意一种，所述丙烯酰胺类单体的浓度为
0.05
‑
10mol/l。
[0011]进一步地，所述光引发剂为
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦
、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基
)
‑1‑
[4
‑
(
甲硫基
)
苯基
]‑1‑
丙酮
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
、2
‑
羟基
‑4’‑
(2
‑
羟乙氧基
)
‑2‑
甲基苯丙酮
、1
‑
羟基环己基苯基甲酮中的任意一种，所述光引发剂的添加量为
0.1
‑
2mol
％
。
[0012]进一步地，所述光引发剂为2‑
羟基
‑4’‑
(2
‑
羟乙氧基
)
‑2‑
甲基苯丙酮，所述光引发剂的添加量为
0.3
‑
0.6mol
％
。
[0013]进一步地，所述步骤
S4
使用化学反应或气体置换去除氧气，脱气时间为5‑
20
分钟
。
[0014]进一步地，所述步骤
S5
中紫外灯的波长为
350nm
‑
405nm
，紫外灯功率为1‑
100W
，固化时间为1‑
360
分钟
。
[0015]进一步地，所述步骤
S6
中管道的内径或筛网的孔径为
0.03
‑
3mm
，拉丝速率为
0.5
‑
30cm/s。
[0016]进一步地，所述步骤
S7
中加热干燥的温度为
30
‑
130℃
，加热烘干或冻干后纤维丝的含水量为4％
‑6％
。
[0017]进一步地，所述丙烯酰胺类水凝胶丝的数均分子量范围为
10
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1
：将超纯水和醇类液体以一定比例均匀混合制得反应溶剂；步骤
S2
：将一定量的丙烯酰胺类单体加入步骤
S1
配制的溶剂中并搅拌均匀；步骤
S3
：在步骤
S2
制备得到的溶液中加入一定量的光引发剂，并搅拌均匀；步骤
S4
：对步骤
S3
中的溶液充分混匀并脱气排除氧气；步骤
S5
：将脱完气泡的步骤
S4
中的溶液放在紫外灯下固化交联，得到透明的水凝胶；步骤
S6
：将所得的水凝胶通过管道或筛网挤出；步骤
S7
：将步骤
S6
制得的水凝胶纤维丝通过加热烘干或冻干，快速去除水分后制得纤维丝
。2.
如权利要求1所述的丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，其特征在于，所述醇类液体为乙醇
、
丙醇
、
异丙醇中的任意一种；所述醇类液体占总溶剂的体积比为
20
％
‑
80
％
。3.
如权利要求1所述的丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺类单体为
N
‑
羟乙基丙烯酰胺
、
丙烯酰胺
、N
‑
异丙基丙烯酰胺
、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺中的任意一种，所述丙烯酰胺类单体的浓度为
0.05
‑
10mol/l。4.
如权利要求1所述的丙烯酰胺类纤维丝的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦
、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基
)
‑1‑
[4
‑
(
甲硫基
)
苯基
]
‑1‑
丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄裕杰，张玉成，李露，张妮，
申请(专利权)人：上海恩盛医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：