一种生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺制造技术

本发明专利技术提供一种采用干喷湿法纺丝技术生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺，在温度维持于100-120℃的吐丝器中，葡聚糖经含有咪唑离子盐的溶剂处理后，吐出的纤维丝被拉入(拉伸比小于5)含有离子盐的凝固槽内，生产纤维化指数小于或等于3的纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺及由该工艺制备的葡聚糖纤维。定义术语“粘胶工艺”是一种用来从葡聚糖中制备人造葡聚糖纤维的工艺，包括使用氢氧化钠(碱)、二硫化碳和酸性溶液等溶剂，以及纤维湿法纺丝。术语“莱赛尔工艺”是生产葡聚糖纤维的工艺，包括直接用N-甲基吗啉氧化物(NMMO)等溶剂来溶解葡聚糖及纤维干喷湿法纺丝。本说明书中的术语“湿法纺丝工艺”是一种在液体槽内直接进行高分子原液纺丝的工艺。本说明书中的术语“干喷湿法纺丝工艺”是一种纺丝工艺，包括高分子原液穿过气隙进入凝固槽的纺丝过程。术语“离子液体”是指稳定的盐水，具有极低的饱和蒸气压及良好的热稳定性。
技术介绍
棉花、人造丝、莱赛尔等葡聚糖纤维用于生产纺织品及无纺布。商业制备葡聚糖纤维的传统方法是粘胶工艺。在一种生产葡聚糖纤维的传统工艺中，采用浆料制备的葡聚糖经氢氧化钠和二硫化碳处理后，成为黄酸葡聚糖。由此形成的黄酸葡聚糖溶解于氢氧化钠稀溶液中，得到称为粘胶的粘稠液。粘胶然后受挤压穿过吐丝器的细孔，进入酸液中凝固成细股纤维。在湿法纺丝方法中的工艺包括在液体槽内直接进行高分子原液纺丝。从粘胶工艺中得到的葡聚糖纤维具有强度低的非纤维化特征。而且，粘胶工艺包括使用二硫化碳和硫酸等有害液体，使整个工艺不环保。在另一种生产葡聚糖纤维的传统工艺中，葡聚糖溶于铜铵液，形成的溶液受挤压穿过浸入式吐丝器，进入作为凝固剂的稀硫酸后成为纤维。该工艺的主要缺点是，难以取得高的氨回收率且成本高于粘胶人造丝工艺。大家也都知道，葡聚糖/莱赛尔纤维是使用N-甲基吗啉氧化物水溶液并应用干喷湿法纺丝技术获得。尽管与传统的湿法纺丝工艺相比，干喷湿法纺丝工艺能够显著提高纤维的韧性和模量，使用NMMO并不可取，因为事实上，NMMO的热稳定性差且高温下易爆，致使其降解并生成有色化合物，影响纤维的白度和增加纤维的成本，并且从上述工艺制备的纤维表现出高纤维化倾向，从而影响这种纤维制品的外观。而且，为减少纤维化倾向，需用交联剂或机械、化学方法或酶法对传统纤维做进一步加工，而这又会增加整个工艺的成本。于2009年5月22日公布的巴斯夫公司专利WO 2009/062723涉及纺丝工艺，并公开了 EM頂辛酸盐和二烷基咪唑磷酸盐的使用。TITK的专利WO 2006/000197和WO 2007/128268公开了在离子液体中葡聚糖的纺丝工艺。日清纺工业公司的专利WO 2008/133269公开了几种离子液体，其中阳离子(包括咪唑盐)至少有一个烷氧基烷基团，阴离子是二甲基磷酸盐，具有良好的葡聚糖溶解性，专利中对于所述纤维并未提供详细描述或实施例。巴斯夫公司的专利W02007076979公开了一种溶液体系，用于碳水化合物形式的生物聚合物，对含有熔融离子液体的溶液体系(也可选择在溶液体系加入添加剂)做了描述。这种溶液体系包含一种质子溶剂或几种质子溶剂的混合物，在质子溶剂只是水的情况下，它在溶液体系中的含量约大于5%重量百分比。该专利提供了一种再生葡聚糖非纤维化纺丝纤维的工艺。因此，需要开发一种制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺，该工艺简单、成本低、环保，能够克服传统工艺的缺点，且无需使用有害溶剂。本说明书描述一种生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺，该工艺在特定纺丝条件下使用干喷湿法纺丝，并使用离子液体作为葡聚糖的溶剂。专利技术目的本专利技术的一个目的是，提供一种简单、高效及低成本制备非纤维化葡聚糖纤维的 工艺。本专利技术的另一个目的是，提供一种无污染地制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。本专利技术的另一个目的是，提供一种制备高强度、高拉伸性非纤维化葡聚糖纤维的工艺。本专利技术还有一个目的就是，提供一种采用耐高温且在高温下无降解物产生的溶剂来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。本专利技术还有一个目的就是，提供一种采用可回收及可重复使用的溶剂来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。本专利技术还有另外一个目的就是，提供一种采用干喷湿法纺丝技术来制备非纤维化葡聚糖纤维的工艺。
技术实现思路
据此，本专利技术提供的一种采用干喷湿法纺丝技术生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺包括下列步骤a.将葡聚糖溶解于含有至少一种离子液体的溶剂体系中，以形成高分子溶液，离子液体中的阳离子为包含一个或两个氮原子的杂环结构，每个这样的氮原子被具有I至20个碳原子的烷基团所取代，阴离子至少是羧酸盐阴离子(分子式Ra-COO-)与磷酸盐阴离子(分子式Rb-Rc-PO4O两者之一，其中Ra是具有I至20个碳原子(最好是5至9个碳原子)的烷基团，而Rb和Re则是具有I至20个碳原子(最好是I至5个碳原子)的烷基团，在阴离子和阳离子烷基团中的碳原子总数不少于5个(多于7个合宜，多于9个更好)；b.在温度处于保持80°C _140°C或90°C _130°C (最好100°C _120°C )条件下，从吐丝器中的所述高分子溶液中吐出纤维丝。c.将吐丝器吐出的纤维丝拉过2-150毫米(5-50毫米合宜，5-30毫米更好)的气隙后，送入含有所述离子液体重量百分比达70% (最好10%至40%)的凝固槽内，其中拉伸比介于O. 5-5. O (O. 5-4. O更好，1-3. 5最好)之间;以及d.冲洗并干燥拉制的纤维。通常，高分子溶液中的葡聚糖浓度是6%-20% (8%-16%合宜，10% -14%更好)。葡聚糖的加权平均聚合度是100-4000，最好是200-1200。纤维在气隙中与空气或氮气、氦气和氩气等惰性气体进行接触,气隙温度保持-5°C -50°C (最好5°C -30°C )，气隙中的绝对湿度保持小于75克每立方米。通常，凝固槽内包含至少30 %的质子溶剂，如水、甲醇、乙醇、甘油、正丙醇、异丙醇及其混合物。 凝固槽的温度是-5V -60V (5V -40°C合宜，20°C -40V更好)。溶剂体系含有至少70%重量的离子液体。溶剂体系还含有至少下列一种溶剂水、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮及其混合物。通常，离子液体是一种具有如下结构式I的1，3-二取代咪唑盐权利要求1.一种采用干喷湿法纺丝技术生产低纤维化葡聚糖纤维的工艺包括下列步骤 a.将葡聚糖溶解于含有至少一种离子液体的溶剂体系中，以形成高分子溶液，离子液体中的阳离子为包含一个或两个氮原子的杂环结构，每个这样的氮原子被具有I至20个碳原子的烷基团所取代，阴离子至少是羧酸盐阴离子(分子式Ra-COO-)与磷酸盐阴离子(分子式Rb-RC-P04_)两者之一，其中Ra是具有I至20个碳原子(最好是5至9个碳原子)的烷基团，而Rb和Re则是具有I至20个碳原子(最好是I至5个碳原子)的烷基团，在阴离子和阳离子烷基团中的碳原子总数不少于5个(多于7个合宜，多于9个更好)； b.在温度处于保持80°C-140°C或90°C -130°C (最好100°C -120°C )条件下，从吐丝器中的所述高分子溶液中吐出纤维丝； c.将吐丝器吐出的纤维丝拉过2-50毫米(最好5-30毫米)的气隙后，送入所述离子液体重量百分比含量达70% (最好10%至40%)的凝固槽内，其中拉伸比介于O.5-5. O (O. 5-4. O更好，1-3. 5最好)之间；以及d.冲洗并干燥拉制的纤维。2.在权利要求I所述的工艺中，高分子溶液中的葡聚糖浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：比尔·卡普尔，普雷蒂·洛德哈，保劳格·帕蒂尔，阿迪蒂亚·什里瓦斯塔瓦，基肖尔·舒什，埃里克·于尔丁根，迈克尔·西默，托马斯·维希涅夫斯基，乌韦·瓦格特，马松内·克莱门斯，
申请(专利权)人：格拉西姆实业有限公司，
类型：发明
国别省市：