专利名称：采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法
技术领域：
本发明属再生麻纤维制备领域，特别是涉及一种采用离子液体溶解和加工再生麻纤维 的方法。
技术背景我国麻类作物资源丰富，品种齐全，拥有几乎世界所有的主要麻类作物。栽培的主要 韧皮纤维作物有苎麻、亚麻、大麻、红麻(原称洋麻)、黄麻、青麻(原称苘麻)。目前生 产上主要栽种的麻类作物有苎麻、黄麻、红麻、亚麻、大麻和剑麻等，其中苎麻、大麻、 青麻世界排名第一；红麻、黄麻、亚麻世界排名第三，已实现自给有余。麻类纤维是轻纺工业重要而优质的原料，每年收获多次，有较高的生物产量和纤维产 量，同时又具有较强的水土保持作用。近年来，为保护我国森林资源，减少木浆的进口， 开发出崭新的制浆工艺，有效地保护生态环境。随着麻类科研水平的提高和脱胶工艺技术 不断完善以及麻类作物综合利用、新用途的发掘，麻类产品自身的弊端和局限性逐渐克服 和打破，应用范围不断突破，开发内容不断延伸，其经济价值和社会价值明显提高。随着 人类对自然界认识的不断深入以及石油、煤、天然气等资源的日益短缺，麻的利用还将逐 渐扩大。麻纤维由于原料麻能被生物分解或安全燃烧转化成水蒸气和二氧化碳，由废弃物 引起的破坏环境问题少。因此发展麻纤维是十分必要的。麻材具有天然的抑菌、防霉性质，在生长过程中农药和杀虫剂使用少，平均产量非常 高。将天然麻经过溶解再生后，得到的再生麻纤维的可纺性、织造性、可染性良好，手感 柔软，具有吸湿性、透气性、强力高、滑挺等特点，再生麻纤维的力学性能和穿着性能与 明显优于天然麻纤维。在再生麻纤维的生产过程中极大限度地保留了抑菌、防霉物质，使 其架接在麻纤维大分子链上不受破坏，所以其具有抑菌、防霉性能。同时纱线具有抗静电、 高吸湿性、抗紫外线辐射等作用。目前见于报道的生产麻纤维主要采用的是粘胶法，生产过程冗长而复杂，能耗和操作 费用高，并存在废气、废水、废渣的污染、处理回收等多项问题。而离子液体作为一种新 型的纤维素溶剂，在较宽的范围内以液态存在，且具有良好的热稳定性，无毒、无挥发性， 有利于环境保护和操作人员健康。可以通过选择适宜的阴、阳离子组合而改变其物理化学 性质，是许多有机物、无机物和高分子材料的良溶剂。许多离子液体对纤维素的溶解度很 大，有些甚至达到35%;而采用纤维素黄化法生产粘胶纤维所采用的纤维素浓度不超过 10%,因此采用离子液体生产再生麻纤维可以大大提高生产效率。目前见于报道的再生麻纤维报道主要是采用传统粘胶法生产麻纤维。如 200410046451.5 、 200410004397.8。 发明内容本发明旨在提供一种采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，该法以离子液体为 溶剂来溶解麻、制备再生麻纤维的方法，以解决目前采用粘胶法生产再生麻纤维所带来的 环境污染问题，满足生产需要。本发明的一种采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，包括步骤(1) 将粉碎的麻与离子液体混合均匀，在35 16(TC温度下溶解、脱泡1 120小时，形成 总固含量为3~30%的均一稳定纺丝溶液，微波辐射、施加一定的真空度等有利于浆粕的溶 解；(2) 经过滤、脱泡后，采用湿法纺丝、干喷湿纺法或熔喷湿纺法进行纺丝，凝固浴固化， 其中凝固浴为水或0~60%的离子液体水溶液，凝固浴温度为0~90°C，纺丝速度为5-150 米/分；(3) 再经拉伸、水洗、漂白，以彻底除去纤维中的各种杂质，再经过上油、干燥等工序， 得到复合纤维。所述离子液体是由阳离子和阴离子组成，阳离子为取代基是氢、C广C6的烷基、乙烯 基、丙烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基、垸氧基中的一种或几种的垸基季铵离子，烷基季 磷离子，烷基咪唑离子，垸基吡啶离子；所述的阴离子为卤素离子、BF厶PF4'、 SCN'、 CN-、 OClSr、 CNCT、 CF3SCV、 CF3COCT、 (CF3S02)2N-或(CF3S02)2Cr中的一种。所述粉碎的麻是将聚合度为300~2500、 01-纤维素含量90~100%的麻经过机械粉碎，其 中麻种类可以是苎麻、亚麻、大麻、红麻(原称洋麻)、黄麻、青麻、剑麻、蕉麻、菠萝 麻、椰壳麻等，浆粕经过活化处理或不做处理。所述拉伸是纤维经过紧张拉伸、喷头拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回缩等一种或 几种组合进行拉伸，总拉伸率为3~200%。所述复合纤维包括复合短纤维和长丝，纤维强度是2 4cN/dtex，纤维的截面形状有常 规和异形，得到的纤维不仅可作为纺织原料，而且可作为炭纤维的原丝，也可纺制成中空 纤维膜，用于制造人工脏器和净水器的用膜。 本发明的有益效果(1)本发明所制备得到的再生麻纤维具有良好的机械强度，其机械性能明显高于相应的 采用粘胶法生产的常规粘胶纤维；(2) 再生麻纤维制成的织物具有吸湿性能好、透气性强、手感柔软、织物悬垂性好、上 色容易、具有凉爽的感觉等优点，且我国地大物博，麻资源丰富，为再生麻纤维提供了广 泛的资源保证，因麻纤维具有的天然抗菌性能，为用作医药、卫生材料提供了一种材料， 如可制成口罩、护垫、衬垫材料、卫生巾、包装袋等；(3) 同时采用离子液体制备纤维，避免了粘胶法冗长而复杂的生产过程，生产过程明显 縮短，工艺能耗和操作费用低，而离子液体作为一种新型的纤维素溶剂，无毒无害、无挥 发性，有利于环境保护和操作人员健康；离子液体的水溶液还可用做凝固浴，且离子液体 易于回收，符合绿色生产的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，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。本实施例中的份数是重量份数。实施例1将粉碎的1份麻、9份[BMIM]CI (1-丁基-3-甲基-咪唑盐酸盐)离子液体混合均匀，在 45'C下搅拌24小时，得到纺丝溶液。纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到含5%离子液体的凝固浴中，凝固浴 温度为25。C。经过10%的拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为5 米/分，得到强度为3.2cN/dtex的纤维。实施例2将粉碎的1份麻、4份[BMIM]C1 (1-丁基-3-甲基-咪唑氯化盐)离子液体混合均匀，在 IO(TC下搅拌120小时，得到纺丝溶液。纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到水凝固浴中，凝固浴温度为15X:。经 过3%的拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为20米/分，得到强度为 3.5cN/dtex的纤维。实施例3将粉碎的l份麻、3份[AMIM]C1 (l-烯丙基-3-甲基咪唑氯化盐)离子液体混合均匀， 在60'C下搅拌80小时，得到纺丝溶液。纺丝溶液经过滤、脱泡后，经多孔喷丝板进入到含25%离子液体的凝固浴中，凝固浴温度为55"。经过8%的塑化拉伸后，再经水洗、漂白、上油、干燥等程序，纺丝速度为 30米/分，得到强度为4.0cN/dtex的纤维。
权利要求
1.一种采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，包括步骤(1)将粉碎的麻与离子液体混合均匀，在35～160℃温度下溶解、脱泡1～120小时，形成总固含量为3～30％的纺丝溶液；(2)经过滤、脱泡后，纺丝，凝固浴固化；(3)再经拉伸、水洗、漂白，再经过上油、干燥工序，得复合纤维。
2. 根据权利要求1所述的采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，其特征在于所 述粉碎的麻是将聚合度为300~2500、 01-纤维素含量90~100%的麻，经过机械粉碎。
3. 根据权利要求1所述的采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，其特征在于所 述离子液体是由阳离子和阴离子组成，阳离子为取代基是氢、d~C6的烷基、乙烯基、丙 烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基、烷氧基中的一种或几种的烷基季铵离子，烷基季磷离子， 烷基咪唑离子，烷基吡啶离子；所述的阴离子为卤素离子、BF4—、 PF4'、 SCN—、 CR、 OCN'、 CNCT、 CF3S03—、 CF3COO'、 (CF3S02)2N^(CF3S02)2C1^的一种。
4. 根据权利要求1所述的采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，其特征在于所 述步骤(2)中的纺丝是湿法纺丝、干喷湿纺法或熔喷湿纺法进行纺丝，其中凝固浴为水 或0~60%的离子液体水溶液，凝固浴温度为0 9(TC，纺丝速度为5~150米/分。
5. 根据权利要求1所述的采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，其特征在于所 述拉伸是纤维经过紧张拉伸、喷头拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回縮中的一种或几种 组合进行拉伸，总拉伸率为3~200%。
6. 根据权利要求1所述的采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，其特征在于所 述复合纤维包括复合短纤维和长丝，纤维强度是2 4cN/dtex，纤维的截面形状是常规或异 形。
全文摘要
本发明涉及一种采用离子液体溶解和加工再生麻纤维的方法，包括步骤(1)将粉碎的麻与离子液体混合均匀，在35～160℃温度下溶解、脱泡1～120小时，形成总固含量为3～30％的纺丝溶液；(2)经过滤、脱泡后，纺丝，凝固浴固化；(3)再经拉伸、水洗、漂白，再经过上油、干燥工序，得复合纤维。本法采用离子液体制备纤维，效率高、绿色环保，制得的纤维具有良好的机械强度，用这种纤维制成的织物具有吸湿性能好、透气性强、手感柔软、织物悬垂性好、上色容易、具有凉爽的感觉等优点。
文档编号D01D1/02GK101225551SQ200810033509
公开日2008年7月23日 申请日期2008年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者何春菊, 孙俊芬, 王庆瑞, 陈雪英 申请人:东华大学