一种亲水聚丙烯腈原液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种亲水聚丙烯腈原液的制备方法，其特征在于包含以下步骤制得所述原液（1）用碱性金属盐水溶液对丙烯腈共聚物进行水解处理；（2）将得到的水解液用溶剂沉析，过滤后加入酸调节pH值至4～7；（3）用纺丝溶剂将得到的聚丙烯腈水解物调配成水解聚丙烯腈原液；（4）将所述水解聚丙烯腈原液调温，与常规生产的聚丙烯腈原液以一定质量比充分混合均匀，制备得到亲水聚丙烯腈原液。本发明专利技术所提供的一种亲水聚丙烯腈原液的制备方法，在原来聚合工艺的基础上可以较简单地制备亲水聚丙烯腈原液，具有方法简单、原液均一性好、对设备要求不高、成本较低等优点。

Method for preparing hydrophilic polyacrylonitrile solution

The invention relates to a preparation method of a hydrophilic polyacrylonitrile matrix, the method includes the following steps to prepare the solution (1) hydrolysis treatment on acrylonitrile copolymer with alkaline metal salt solution; (2) the hydrolysate obtained by solvent precipitation, filtration after adding acid to adjust the pH value to 4 ~ 7; (3) with spinning solvent will be blended into hydrolysate polyacrylonitrile hydrolyzed polyacrylonitrile solution; (4) the hydrolysis of polyacrylonitrile spinning solution temperature and conventional polyacrylonitrile spinning solution production to a certain ratio of fully mixed, prepared hydrophilic polyacrylonitrile spinning solution. A preparation method of hydrophilic polyacrylonitrile spinning solution provided by the invention, can be relatively simple to prepare hydrophilic polyacrylonitrile matrix based on the original polymerization process, has the advantages of simple process, good, low requirements on equipment, low cost, homogeneous solution.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是一种采用聚丙烯腈碱性水解溶液和常规生产得到的聚丙烯腈原液进行一定比例的共混的亲水聚丙烯腈原液的制备方法。
技术介绍
聚丙烯腈纤维是三大合成纤维之一，具有优良的保暖性、染色性和仿毛性等特点，有人造羊毛之称，在针织内衣、毛毯、人造毛皮等服用领域应用广泛。但是，随着人们生活水平的不断提高和服装文化的日益发展，保暖已不再是服装的单一要求，人们对其舒适度、功能性和安全性要求越来越高。不同纤维材料服装的穿着舒适性差别与纤维的吸湿性能有关，吸湿性能可用标准回潮率表示。天然纤维的标准回潮率约在7 15%，而聚丙烯腈纤维仅为1.2 2%，在吸湿性、透湿性等与人体亲肤性相关的性能上表现出严重的缺陷，使其制成的衣物穿着有闷热感、汗液不易被吸收和散发，静电性强，往往需要额外功能处理或减少后纺共混比例，不仅增加加工成本，而且处理效果的耐久性较低，从而大大降低了聚丙烯腈纤维的服用性能，更在某些有抗静电性要求的领域应用受限。为了改善腈纶的吸湿性，提高腈纶的服用舒适性，研究人员采用了多种方法对腈纶的吸湿性能进行改性。例如将腈纶与天然蛋白质或纤维素进行接枝或共混改性，使纤维兼具有天然纤维和合成纤维的优良性能，这方面国内开展了较多的研究，如CN1243140C开发了一种胶原蛋白一聚丙烯腈复合纤维，它是利用从生皮或皮革工业废弃物中分离提取得到的胶原蛋白，在与丙烯腈及其他烯类单体接枝共聚后再与聚丙烯腈共混得到纺丝原液进行纺丝得到的改性纤维；CN101240467B专利技术了一种纤维素一聚丙烯腈复合纤维的制造方法，它是采用离子液体为溶剂溶解纤维素和聚丙烯腈，制得共混溶液后进行纺丝得到共混型或皮芯型的复合纤维，由于纤维素的吸湿性以及与聚丙烯腈间的半相容性，所得纤维会出现多微孔结构，赋予纤维吸湿透气性能。但是无论是对聚丙烯腈进行表面接枝蛋白质或者共混纺丝制成复合纤维，由于接枝数量有限和共混比例限制，使得腈纶吸湿性的提高有限，改性效果不明显。此外，也有通过聚合配方中加入亲水性基团的单体或潜交联剂的方法制备类似亲水性聚丙烯腈纤维的报道，但是由于共聚工艺的改变对聚合生产控制和聚合产物性能的影响，以及后续纺程上必备的较长时间的碱性水解处理，使此类方法并不具备在线生产吸湿聚丙烯腈纤维的条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，本专利技术针对上述的技术现状，从满足聚丙烯腈纤维的服用要求出发，提供。本专利技术的目的是在不改变聚合工艺的前提下，提供。具体为采用聚丙烯腈碱性水解溶液和常规生产得到的聚丙烯腈原液进行一定比例的共混，从而得到亲水聚丙烯腈原液。本专利技术的，包括如下步骤:( I)丙烯腈共聚物水解用碱性金属盐的水溶液对聚合物进行水解处理；丙烯腈共聚物与碱性金属盐的质量之比为1:0.5 1:2.0，水解反应温度为80 110°c，水解反应时间为I 10小时；丙烯腈共聚物中的氰基具有较高活性，氰基在碱性金属盐水溶液作用下发生反应，能够水解生成酰胺基、羧基等亲水基团。(2)沉析为了提高聚丙烯腈水解物在水解液中的浓度，将所述水解处理所得的水解液用溶剂沉析，经过滤后的聚丙烯腈水解液表现为碱性，加入酸调节pH值至4 7，得到聚丙烯腈水解物；(3)配制水解聚丙烯腈原液为了便于加入，进一步实现与常规原液均匀共混，需将聚丙烯腈水解物配制成溶液。所述聚丙烯腈水解物用纺丝溶剂调配成水解聚丙烯腈原液，调节固含量为10 40wt% ；(4)配制亲水聚丙烯腈原液聚丙烯腈经过水解后的分子量下降，水溶性大大提高，无法满足湿法纺丝要求，将水解聚丙烯腈原液与常规聚丙烯腈原液以一定比例共混可得到稳定均匀、满足纺制纤维要求的原液。将所述水解聚丙烯腈原液调温至70°C 80°C，与常规生产的聚丙烯腈原液充分混合均匀，制备得到亲水聚丙烯腈原液；其中，所述水解聚丙烯腈原液占所述亲水聚丙烯腈原液的5 40wt%。较常规原液，亲水聚丙烯腈原液由于共混分子结构含有大量亲水基团的水解原液，从而具有吸水吸湿性能。作为优选的技术方案:如上所述的，所述碱性金属盐是碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物或碱金属碳酸盐；所述碱性金属盐的水溶液浓度为I 40wt%。如上所述的，所述碱性金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾；所述的碱土金属氢氧化物为氢氧化镁或氢氧化钙；所述的碱金属碳酸盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。如上所述的，所述丙烯腈共聚物是丙烯腈单体与其它第二共聚单体和/或第三共聚单体的共聚物；所述其它第二共聚单体是丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体或醋酸乙烯中的一种，第三共聚单体为甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种。如上所述的，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯。如上所述的，所述酸是无机酸或有机酸的水溶液；所述无机酸为硝酸、盐酸或硫酸，所述有机酸为甲酸、乙酸或乙二酸。如上所述的，所述纺丝溶剂为有机溶剂或无机溶剂；所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺，所述无机溶剂为硫氰酸钠水溶液或氯化锌水溶液。如上所述的，所述溶剂为无水乙醇、丙酮或甲醇。本专利技术制得的一种亲水聚丙烯腈原液中，丙烯腈共聚物主链为C-C单键，同时丙烯腈共聚物大分子中含有羧基、酰胺基以及大量的氰基。所述亲水聚丙烯腈原液由60 95wt%的常规聚丙烯腈原液、5 40wt%水解聚丙烯腈原液,采用无机溶剂时,其中聚丙烯腈为10 24.4wt%，溶剂为38 45wt%，水为30.6 52wt% ;采用有机溶剂时，其中聚丙烯腈为20 30wt%，溶剂为70 80wt%。有益效果:本专利技术所提供的，在原来聚合工艺的基础上可以较简单地制备亲水聚丙烯腈原液，具有方法简单、原液均一性好、对设备要求不高、成本较低等优点。具体实施例方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或 修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1由丙烯腈、丙烯酸甲酯及甲基丙烯磺酸钠所组成的丙烯腈共聚体在lwt%氢氧化钠水溶液中进行水解，丙烯腈共聚物与氢氧化钠的质量比为1:0.5,水解温度为90°C,水解时间为2小时，然后将水解处理所得的水解液用无水乙醇沉析，过滤后用硝酸调节pH值到4，然后将所得到的聚丙烯腈水解物用硫氰酸钠水溶液调配成固含量为13wt%的水解聚丙烯腈原液。将该水解聚丙烯腈原液调温至70°C，同常规生产的聚丙烯腈原液充分混合均匀，得到亲水聚丙烯腈原液，其中水解聚丙烯腈原液占所述亲水聚丙烯腈原液的5wt%。实施例2由丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯所组成的丙烯腈共聚体在8wt%氢氧化钾水溶液中进行水解，丙烯腈共聚物与氢氧化钾的质量比为1:0.8,水解温度为100°C,水解时间为3小时，然后将水解处理所得的水解液用无水乙醇沉析，过滤后用甲酸调节PH值到5，然后将所得到的聚丙烯腈水解物用二甲基亚砜调配成固含量为12被％的水解聚丙烯腈原液。将该水解聚丙烯腈原液调温至70°C，同常规生产的聚丙烯腈原液充分混合均匀，得到亲水聚丙烯腈原液，其中水解聚丙烯腈原液占所述亲水聚丙烯腈原液的15wt%。实施例3由丙烯腈和丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水聚丙烯腈原液的制备方法，其特征是包括如下步骤：（1）丙烯腈共聚物水解；用碱性金属盐的水溶液对聚合物进行水解处理；丙烯腈共聚物与碱性金属盐的质量之比为1:0.5～1:2.0，水解反应温度为80～110℃，水解反应时间为1～10小时；（2）沉析；将所述水解处理所得的水解液用溶剂沉析，过滤后加入酸调节pH值至4～7，得到的聚丙烯腈水解物；（3）配制水解聚丙烯腈原液；将所述聚丙烯腈水解物用纺丝溶剂调配成水解聚丙烯腈原液，调节固含量为10～40wt%；（4）配制亲水聚丙烯腈原液；将所述水解聚丙烯腈原液调温至70℃～80℃，与常规生产的聚丙烯腈原液充分混合均匀，制备得到亲水聚丙烯腈原液；其中，所述水解聚丙烯腈原液占所述亲水聚丙烯腈原液的5～40wt%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡金鑫，徐静，张玉梅，王彪，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：