專利名稱：一種高吸水聚乙烯醇纖維及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種高吸水聚乙烯醇纖維及其制備。
技術(shù)背景高吸水纖維是繼高吸水樹脂而發(fā)展起來的特殊功能纖維，同高吸水樹脂一樣可吸收大 于自身重量幾十倍的生理鹽水或無離子水，這些水分能被保持在纖維內(nèi)部，不被擠壓出來。 高吸水纖維不僅有高吸水樹脂的吸水、保水功能，而且由于纖維的直徑在30pm左右，具 有大的表面積，因而吸水速度比樹脂更快。目前國內(nèi)外制備高吸水纖維的工業(yè)方法主要分為3種 一種是對聚丙烯腈系纖維進行化學(xué)后處理； 一種是以添加交聯(lián)劑的異丁烯一馬來酸酐共聚物的水溶液為紡絲原液，經(jīng)干法紡絲和熱交聯(lián)進行制備，還有是以丙烯酸系共聚 物及共混物的水溶液為紡絲原液，同樣經(jīng)干法紡絲和熱交聯(lián)來制備高吸水纖維。目前國內(nèi)有關(guān)高吸水纖維及其制造的專利僅有中國紡織科學(xué)研究院公開號為CN1407147的專利，南通中銀纖維制品有限公司的公開號為CN1664189的專利，中國石 油化工股份有限公司和天津工業(yè)大學(xué)的公開號為CN1743517和CN1743542的專利。還未 見聚乙烯醇類高吸水纖維。CN1407147專利是以丙烯酸、丙烯酸鈉等丙烯酸酯一起在水溶液中聚合得到共聚物水 溶液；以聚乙烯醇水溶液為芯層或皮層，經(jīng)皮-芯型復(fù)合噴絲板擠出、熱空氣干法紡絲和熱 交聯(lián)得到高吸水纖維。CN1664189專利是用丙烯酸系原料單體和增韌材料加水一次性投料 —加壓，分段控制，共聚共混一脫單體脫泡一擠出噴絲一流變態(tài)拉伸一固化成型一熱交聯(lián) 處理一高吸水纖維。CN1743542的高吸水纖維是以丙烯酸系單體和聚乙烯醇、潛交聯(lián)劑溶 液一步聚合法直接制備共混聚合物溶液，經(jīng)干法紡絲紡制纖維后熱交聯(lián)處理后制得。CN1743517專利是用丙烯腈及甲基丙烯酸甲酯等單體和潛交聯(lián)劑一起聚合得共聚丙烯 腈溶液，經(jīng)濕法紡絲拉伸得共聚丙烯腈纖維，再經(jīng)熱交聯(lián)，適當(dāng)堿性水解和弱酸洗滌后， 脫水，干燥制得目的產(chǎn)品。然而上述制備方法仍存在生產(chǎn)成本高，化學(xué)試劑耗費量大，產(chǎn)品保形不好，吸水率也 不高。由于聚乙烯醇含有大量的羥基，因此水溶性很好，尤其是當(dāng)醋酸基含量較高，結(jié)晶 的可能性小，因此通過不同聚合度和醇解度的聚乙烯醇來制備吸水纖維是可行的。日本有關(guān)聚乙烯醇高吸水纖維的專利有特開平2004-293022的聚乙烯醇吸水纖維是聚 乙烯醇溶解在DMSO溶劑中，用甲醇做凝固浴紡絲，再經(jīng)架橋劑(交聯(lián)劑)聚丙烯酸等后處理交聯(lián)成吸水纖維。特開平07-189023是聚乙烯醇溶解在水中，用常規(guī)凝固浴紡絲，再 經(jīng)磷酸、磷酸銨、硫酸銨、硫酸釹或有機架橋劑羥甲基化合物、環(huán)氧化合物，異氰酸基化 合物、醛基化合物交聯(lián)劑后處理而成。但是上述方法生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，纖維的物理機械 性能也不高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高吸水聚乙烯醇纖維及其制備。該產(chǎn)品吸水率 較高，物理機械性能良好，生產(chǎn)工藝簡單，原料易得。本發(fā)明的一種高吸水聚乙烯醇纖維，其組分包含聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑，它 們的重量比為90—99.5: 0.01—0.05: 0—2。所述的聚乙烯醇纖維的聚合度為1000-2000，醇解度為75-92%。所述的交聯(lián)劑是水溶性多元環(huán)氧化合物或有機多元酸。優(yōu)選交聯(lián)劑為乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、檸檬酸或草酸。所述的流動促進劑是HLB值為12—16的非離子表面活性劑。優(yōu)選流動促進劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚OP—IO、壬垸基酚聚氧乙烯醚TX—12或十二 醇聚氧乙烯醚M0A—14。本發(fā)明的一種高吸水聚乙烯醇纖維的制備，包括-(O將常溫水溶性的聚乙烯醇與內(nèi)在交聯(lián)劑、流動促進劑配成重量百分濃度為 20^0%的紡絲溶液；(2)在紡絲液溫度為80—10(TC時，經(jīng)干法紡絲工藝紡絲成型，得到含交聯(lián)劑的纖維， 再于120—16(TC經(jīng)熱處理2—10分鐘得到高吸水聚乙烯醇纖維。所述的干法紡絲工藝，噴絲板孔徑為0.1~0.3mm，孔數(shù)為10~40，熱風(fēng)通道溫度為 140—200 。C。有益效果(1) 本發(fā)明產(chǎn)品在空氣中存放不易吸潮結(jié)塊、易于保存，吸水率較高，對無離子水的 吸收倍率達160倍以上，對生理鹽水的吸收倍率達45倍以上；(2) 生產(chǎn)工藝簡單，原料易得，加入了降低粘度的流動促進劑一非離子表面活性劑， 使聚乙烯醇纖維濃溶液的流動性成絲性增加，還有加速纖維吸水的功能。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。其中非離子型表面活性劑名稱均為商品 名， 一般化工市場都有銷售。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明 的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作 各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1選用聚合度為1700，醇解度88%的聚乙烯醇OP—10為流動促進劑；乙二醇二縮 水甘油醚為交聯(lián)劑；按聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑重量比為99: 0.05: 1.0的比例混合，溶解在水中配成紡絲液，使溶液中纖維組成含量為20%，控制溫度恒溫在9(TC;由計量泵把紡絲漿 料在噴絲板中擠出，所用噴絲板的孔徑為0.1mm，孔數(shù)為24孔；纖維在噴絲板下的熱風(fēng) 通道(溫度為19(TC)干燥，得到含交聯(lián)劑的聚乙烯醇纖維；再將得到的纖維在160'C溫度 下熱處理2分鐘得到可吸水的交聯(lián)的聚乙烯醇纖維。得到的高吸水聚乙烯醇的纖度為1.56dtex，無離子水吸收倍率達210倍，生理鹽水的 吸收倍率為55倍。實施例2選用聚合度為1500，醇解度92%的聚乙烯醇TX—12為流動促進劑；甘油二縮水甘 油醚為交聯(lián)劑；按聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑重量比為99.5: 0.05: 0.5的比例混合，溶解在水 中配成紡絲液，使溶液中纖維組成含量為35%，控制溫度恒溫在95。C;由計量泵把紡絲 漿料在噴絲板中擠出，所用噴絲板的孔徑為0.3mm，孔數(shù)為16孔；纖維在噴絲板下的熱 風(fēng)通道(溫度為19(TC)干燥，得到含交聯(lián)劑的聚乙烯醇纖維；再把得到的纖維在16(TC溫 度下熱處理5分鐘得到可吸水的交聯(lián)的聚乙烯醇纖維。得到的高吸水聚乙烯醇的纖度為4.12dtex，無離子水吸收倍率達200倍，生理鹽水的 吸收倍率為50倍。實施例3選用聚合度為2000，醇解度75。/。的聚乙烯醇檸檬酸為交聯(lián)劑； 按聚乙烯醇和交聯(lián)劑重量比為99.5: 0.03的比例混合，溶解在水中配成紡絲液，使溶 液中纖維組成含量為35%，控制溫度恒溫在99'C;由計量泵把紡絲槳料在噴絲板中擠出， 所用噴絲板的孔徑為0.2mm，孔數(shù)為10孑L;纖維在噴絲板下的熱風(fēng)通道(溫度為20(TC) 干燥，得到含交聯(lián)劑的聚乙烯醇纖維；再把得到的纖維在120'C溫度下熱處理10分鐘得到可吸水的交聯(lián)的聚乙烯醇纖維。得到的高吸水聚乙烯醇的纖度為3.24dtex，無離子水吸收倍率達160倍，生理鹽水的 吸收倍率為45倍。實施例4選用聚合度為1700，醇解度82。/。的聚乙烯醇M0A—14為流動促進劑；草酸為交聯(lián)劑；按聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑重量比為98: 0.035: 2的比例混合，溶解在水中 配成紡絲液，使溶液中纖維組成含量為20%，控制溫度恒溫在8(TC;由計量泵把紡絲漿 料在噴絲板中擠出，所用噴絲板的孔徑為0.1mm，孔數(shù)為12孔；纖維在噴絲板下的熱風(fēng) 通道(溫度為14(TC)干燥，得到含交聯(lián)劑的聚乙烯醇纖維；再把得到的纖維在12(TC溫度 下熱處理10分鐘得到可吸水的交聯(lián)的聚乙烯醇纖維。得到的高吸水聚乙烯醇的纖度為1.44dtex，無離子水吸收倍率達190倍，生理鹽水的 吸收倍率為48倍。
權(quán)利要求
1. 一種高吸水聚乙烯醇纖維，其組分包括聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑，它們的重量比為90-99.5∶0.01-0.05∶0-2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸水聚乙烯醇纖維，其特征在于所述的聚乙烯醇的聚合度為1000-2000，醇解度為75-92%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸水聚乙烯醇纖維，其特征在于所述的交聯(lián)劑是水溶性多 元環(huán)氧化合物或有機多元酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高吸水聚乙烯醇纖維，其特征在于所述的交聯(lián)劑選用乙 二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、檸檬酸或草酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸水聚乙烯醇纖維，其特征在于所述的流動促進劑選用HLB 值為12—16的非離子表面活性劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高吸水聚乙烯醇纖維，其特征在于流動促進劑選用辛烷 基酚聚氧乙烯醚OP—IO、壬垸基酚聚氧乙烯醚TX—12或十二醇聚氧乙烯醚M0A—14。
7. —種高吸水聚乙烯醇纖維的制備，包括(1) 將常溫水溶性的聚乙烯醇與內(nèi)在交聯(lián)劑、流動促進劑配成重量百分濃度為20~40% 的紡絲溶液；(2) 紡絲液溫度在80—10(TC時，經(jīng)干法紡絲工藝得到含交聯(lián)劑的纖維，再于120—160 'C經(jīng)熱處理2—10分鐘得到高吸水聚乙烯醇纖維。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高吸水聚乙烯醇纖維的制備，其特征在于所述的干法紡絲工 藝，噴絲板孔徑為0.1—0.3mm，孔數(shù)為10—40，熱風(fēng)通道溫度為140—200。C。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種高吸水聚乙烯醇纖維及其制備，其組分包含聚乙烯醇、交聯(lián)劑和流動促進劑，它們的重量比為90-99.5∶0.01-0.05∶0-2；其制備包括(1)采用常溫水溶性的聚乙烯醇與內(nèi)在交聯(lián)劑、流動促進劑配成重量百分濃度為20-40％的紡絲溶液；(2)紡絲液溫度在80-100℃時，經(jīng)干法紡絲工藝得到含交聯(lián)劑的纖維，再于120-160℃經(jīng)熱處理2-10分鐘得到高吸水聚乙烯醇纖維。本發(fā)明產(chǎn)品在空氣中存放不易吸潮結(jié)塊、易于保存，吸水率高，對無離子水的吸收倍率達160倍以上，對生理鹽水的吸收倍率達45倍以上，原料易得、生產(chǎn)工藝簡單。
文檔編號D01D5/00GK101260570SQ20081003678
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者吳海波, 屠曉東, 殷保璞, 汪小穎, 王富軍, 倩 章, 章悅庭, 煒 胡, 涵 陳, 靳向煜 申請人:東華大學(xué)