纤维的制备方法与纺丝粘液技术

本发明专利技术提供一种纤维的制备方法与纺丝粘液。在纤维的制备方法中，先将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液中，以形成纺丝粘液，其中盐类包括KCl、KBr、KOAc、NaBr、ZnCl2或其组合。接着，以纺丝粘液为原料进行纺丝制程，以形成纤维。

【技术实现步骤摘要】
纤维的制备方法与纺丝粘液
本专利技术涉及一种纤维的制备方法与纺丝粘液，尤其涉及一种再生纤维的制备方法与纺丝粘液。
技术介绍
近年来，科学家积极开发通过将现有的高分子材料进行溶解，制作成再生纤维以取代天然纤维的消耗。再生纤维可以广泛应用于各种产业中，如家饰纺织品、光学薄膜、可挠式电子显示器、化妆品、医学药品与食品添加物等。在制造再生纤维的过程中，往往需要将聚合物(polymer)溶解于溶剂中。举例来说，目前商业化纤维素湿式纺丝通常是以甲基氧化吗啉(NMMO)作为溶剂。然而，NMMO的制程温度较高(110-130℃)造成其中溶质降解且耗能。此外，NMMO为一种强氧化剂，在制程中需额外添加安定剂，导致回收成本较高。因此，如何有效提升纤维强度、降低制程温度且节能是目前积极研究的方向。
技术实现思路
本专利技术提供一种纤维的制备方法与纺丝粘液，可提升纤维的强度，并降低制程温度。本专利技术提出一种纤维的制备方法如下。首先，将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液中，以形成纺丝粘液，其中盐类包括KCl、KBr、KOAc、NaBr、ZnCl2或其组合。接着，再以纺丝粘液为原料进行纺丝制程，以形成纤维。在本专利技术的一实施例中，离子液体由阳离子及阴离子组成，阳离子为烷基咪唑型，包括式1所示的结构：其中R1与R2为碳原子数为1-4的烷基。而阴离子为Cl－、Br－或CH3COO－。在本专利技术的一实施例中，其中离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐。在本专利技术的一实施例中，其中聚合物包括纤维素或聚间苯二甲酰间苯二胺。在本专利技术的一实施例中，其中按重量比盐类与离子液体的比例为10：90至0.1：99.9。在本专利技术的一实施例中，其中以纺丝粘液的总重量计，聚合物的含量为5wt％至20wt％。在本专利技术的一实施例中，其中将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液是在60℃～80℃之间的温度进行。在本专利技术的一实施例中，其中纺丝制程为湿式纺丝技术或干喷湿式纺丝技术。本专利技术另提出一种纺丝粘液，包括聚合物、盐类及离子液体，其中盐类包括KCl、KBr、KOAc、NaBr、ZnCl2或其组合。在本专利技术的一实施例中，其中离子液体由阳离子及阴离子组成，阳离子为烷基咪唑型，包括式1所示的结构：其中R1与R2为碳原子数为1-4的烷基，而阴离子为Cl－、Br－或CH3COO－。在本专利技术的一实施例中，其中离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐。在本专利技术的一实施例中，其中聚合物包括纤维素或聚间苯二甲酰间苯二胺。在本专利技术的一实施例中，其中按重量比盐类与离子液体的比例为10：90至0.1：99.9。在本专利技术的一实施例中，其中以纺丝粘液的总重量计，聚合物的含量为5wt％至20wt％。基于上述，本专利技术提出一种纤维的制备方法，可增加纤维的强度。另外，也可降低制程温度，改善制程耗能的现象，并降低回收成本，而具有产业价值。此外，本专利技术提出一种纺丝粘液，可纺性良好，利用湿式纺丝技术或干喷湿式纺丝技术可得到纤维强度较高的纤维。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。具体实施方式依据本专利技术的一实施例，提出一种纤维的制备方法。首先，将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液中，以形成纺丝粘液。在本实施例中，聚合物例如是纤维素或聚间苯二甲酰间苯二胺。盐类例如是KCl、KBr、KOAc、NaBr、ZnCl2或其组合。离子液体例如是由阳离子及阴离子组成，阳离子例如是烷基咪唑型，包括式1所示的结构：其中R1与R2为碳原子数为1-4的烷基；而阴离子例如是Cl－、Br－或CH3COO－。在另一实施例中，离子液体例如是1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(1-ethyl-3-methylimidazoliumacetate，简称[EMIM]OAc)。在本实施例中，将盐类加入离子液体中，盐类与离子液体的重量比的比例例如是10：90至0.1：99.9，较佳的是，盐类与离子液体的重量比的比例例如是3：97至1：99，更佳的是，盐类与离子液体的重量比的比例例如是3：97。将盐类加入离子液体后，可使离子液体的极性增加，以进一步提升聚合物的溶解度。在本实施例中，以纺丝粘液的总重量计，聚合物的含量例如是5wt％至20wt％。在另一实施例中，以纺丝粘液的总重量计，聚合物的含量例如是10wt％至15wt％。在又一实施例中，以纺丝粘液的总重量计，聚合物的含量例如是10wt％。值得注意的是，将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液是在60℃～80℃之间的温度进行。现有技术使用NMMO的制程温度为110℃～130℃，较为耗能。相较之下，使用本专利技术的离子液体可有效降低整体制程温度，因此，可改善聚合物降解现象且具有节能效果。此外，离子液体也具有无挥发性、高化学稳定性与高稳定性的优点。之后，以上述纺丝粘液为原料进行纺丝制程，以形成纤维。在本实施例中，纺丝制程例如是通过干喷湿式纺丝技术(Dry-jetWetSpinning)将纺丝粘液纺出，并使纺出的丝落入成型液(例如是乙醇、水或其组合)中，再移至水中清洗，即完成纤维的制备。在其他实施例中，也可通过例如是湿式纺丝技术来进行纺丝制程。以下，通过实验例来详细说明上述实施例所提出的纤维的制备及其特性。然而，下述实验例并非用以限制本专利技术。实验例为了证明本专利技术所提出的纤维的制备方法所制备出的纤维具有优异的纤维强度，且整体制程温度较低而具有节能效果，以下特别作此实验例。纤维的制备实例1取48.5g的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(以下简称[EMIM]OAc)与1.5g(3wt％)的KOAc于60℃下加热搅拌至溶解，以形成混合溶液。接着，加入5g的纤维素，并于60℃经搅拌与加热溶解后，形成纺丝粘液。以上述纺丝粘液为原料进行纺丝制程，利用干喷湿式纺丝技术形成纤维素纤维。实例2取48.5g的离子液体[EMIM]OAc与1g(2wt％)的KOAc及0.5g(1wt％)的KBr于60℃下加热搅拌至溶解，以形成混合溶液。接着，加入5g的纤维素，并于60℃经搅拌与加热溶解后，形成纺丝粘液。以上述纺丝粘液为原料进行纺丝制程，利用干喷湿式纺丝技术形成纤维素纤维。实例3取48.5g的离子液体[EMIM]OAc与1.5g(3.wt％)的KBr于60℃下加热搅拌至溶解，以形成混合溶液。接着，加入5g的纤维素，并于60℃经搅拌与加热溶解后，形成纺丝粘液。以上述纺丝粘液为原料进行纺丝制程，利用干喷湿式纺丝技术形成纤维素纤维。实例4取48.25g的离子液体[EMIM]OAc与1.75g(3.5wt％)的KBr于60℃下加热搅拌至溶解，以形成混合溶液。接着，加入5g的纤维素，并于60℃经搅拌与加热溶解后，形成纺丝粘液。以上述纺丝粘液为原料进行纺丝制程，利用干喷湿式纺丝技术形成纤维素纤维。实例5取48.5g的离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维的制备方法，其特征在于，包括：将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液中，以形成纺丝粘液，其中该盐类包括KCl、KBr、KOAc、NaBr、ZnCl2或其组合；以及以该纺丝粘液为原料进行纺丝制程，以形成该纤维。

【技术特征摘要】
2014.12.04 TW 1031421371.一种纤维的制备方法，其特征在于，包括：
将聚合物溶解于离子液体与盐类的混合溶液中，以形成纺丝粘液，其中该盐类包括KOAc；以及
以该纺丝粘液为原料进行纺丝制程，以形成该纤维，
其中该离子液体由阳离子及阴离子组成，该阳离子为烷基咪唑型，包括式1所示的结构：



其中R1与R2为碳原子数为1-4的烷基；
该阴离子为Cl－、Br－或CH3COO－。


2.根据权利要求1所述的纤维的制备方法，其特征在于，该离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐。


3.根据权利要求1所述的纤维的制备方法，其特征在于，该聚合物包括纤维素或聚间苯二甲酰间苯二胺。


4.根据权利要求1所述的纤维的制备方法，其特征在于，该盐类与该离子液体的重量比的比例为10：90至0.1：99.9。


5.根据权利要求1所述的纤维的制备方法，其特征在于，以该纺丝粘液的总重量计，该聚合物的含量为5wt％至20wt％。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虹宇，刘国良，林煜登，
申请(专利权)人：财团法人纺织产业综合研究所，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71