本发明涉及一种纺织纤维加工技术领域，且特别涉及一种高强度粘胶纤维及其制备方法。
背景技术：
粘胶纤维是目前应用非常广泛的一种纺织纤维，其是以天然纤维素为主要原料生产的人造纤维，棉、竹、木浆等天然纤维素材料为粘胶纤维提供了广泛的原料基础。另外，粘胶纤维与天然棉纤维的某些性能极为相似，均具有较好的吸湿性、可染性、抗静电，穿着舒适，具有化学纤维无法比拟的优点，产品服用性能好。但是其缺点也显而易见：粘胶纤维的强度差，尤其是湿强较低，通常只有干强的二分之一左右，因此，由粘胶纤维制成的面料不能强烈搓洗，服用寿命短。
100多年来，粘胶纤维的生产工艺不断改善，不同力学性能的粘胶纤维逐渐涌现，如：高湿模量纤维、高卷曲纤维、强力纤维等等。申请号cn201210183713.7的中国发明专利申请公开了一种高强度粘胶纤维及其生产方法，具体包括步骤：按质量百分比：聚乙烯醇溶液1～60％，粘胶原液40～99％的比例共混，通过搅拌、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、交联工艺流程制成干强为3.4～5.8cn/dtex,湿强为1.9～4.1cn/dtex，湿态弹性模量为0.65～1.60cn/dtex的粘胶纤维，所得粘胶纤维的轻度较传统工艺所纺的粘胶纤维的强度高30～50％以上。该技术利用聚乙烯醇独特的多羟基性和高聚合度的特点，与粘胶原液共混制得纺丝溶液，从而提高粘胶纤维的强度。虽然聚乙烯醇的加入能提高粘胶纤维的湿强，但在此工艺中聚乙烯醇没有进行交联，纤维的耐热水性较差，仍无法满足粘胶纤维产品后续的印染加工需求；而且，加入聚乙烯醇制得的粘胶纤维的干强较低，脆性较大，易形成原纤化结构，导致该技术的实用性很差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高强度粘胶纤维的制备方法，制得的粘胶纤维耐热水性较好，并具有较高的干、湿强度，适合于工业推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种高强度粘胶纤维，其耐热水性较好，干强、湿强较高，适合于工业推广应用。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种高强度粘胶纤维的制备方法，其包括以下步骤：
在粘胶原液中添加第一增强剂，搅拌均匀得到混合溶液；将混合溶液进行脱泡、过滤，然后经过喷丝板，进入添加有第二增强剂的凝固浴中，成形得到粘胶纤维；对粘胶纤维进行牵伸，进入添加有第三增强剂的丝浴液中进行丝浴。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的聚乙烯亚胺水溶液中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一增强剂的添加量为粘胶原液的重量的1％～5％。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第二增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的聚乙烯亚胺水溶液、质量浓度为12％～13％的脲醛树脂水溶液的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第二增强剂的添加量为凝固浴的重量的0.01％～10％。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第三增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的酪素-甲醛水溶液中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第三增强剂的添加量为丝浴液的重量的0.01％～10％。
进一步地，在本发明较佳实施例中，凝固浴由至少60～100g/l硫酸、200～400g/l硫酸钠和10～80g/l硫酸锌混合而成。
一种高强度粘胶纤维，其采用上述的高强度粘胶纤维的制备方法制得。
进一步地，在本发明较佳实施例中，高强度粘胶纤维的干强为3.8～6cn/dtex，湿强为2.6～4.8cn/dtex。
本发明实施例的高强度粘胶纤维及其制备方法的有益效果是：
1、本发明实施例的制备方法是在粘胶原液中添加第一增强剂，搅拌均匀得到混合溶液；将混合溶液进行脱泡、过滤，然后经过喷丝板，进入添加有第二增强剂的凝固浴中，成形得到粘胶纤维；对粘胶纤维进行牵伸，进入添加有第三增强剂的丝浴液中进行丝浴。在不同工序中，添加不同的增强剂，作用于粘胶纤维分子，使成形纤维的纤维素大分子之间进行交联，进而不断增强成形的粘胶纤维的强度。正因为纤维内分子之间进行了交联，则制得的高强度粘胶纤维的湿强和干强均较高，因此该制备方法和制得的高强度粘胶纤维适合推广应用。
2、本发明实施例所制得的高强度粘胶纤维具有较高的强度，干强为3.8～6cn/dtex，湿强为2.6～4.8cn/dtex，而采用常规传统工艺所纺粘胶纤维干强为2.1～2.2cn/dtex，因此，采用高强度粘胶纤维的制备工艺制得的纤维强度较高，并且其具有良好的弹性、吸湿性、可染性等，应用广泛。
3、本发明实施例的制备方法可直接在普通粘胶纤维生产工艺上进行调整，无需特殊设备，在普通的粘胶纤维生产设备上即可生产出高强度粘胶纤维；操作过程方便易控，易于实现工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的高强度粘胶纤维及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供一种高强度粘胶纤维的制备方法，其包括以下步骤：
s1、在粘胶原液中添加第一增强剂，搅拌均匀得到混合溶液。其中，第一增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的聚乙烯亚胺水溶液中的至少一种，上述溶液均可溶于粘胶原液中，聚酰胺环氧氯丙烷水溶液质量浓度优选为12.5％，聚乙烯亚胺水溶液质量浓度优选为12.5％，第一增强剂最好为质量浓度为12.5％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液。第一增强剂的添加量为粘胶原液的重量的1％～5％。混合溶液的具体制备方法为：将粘胶原液和第一增强剂放入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，搅拌机的转速为100～2000转/分，即得混合溶液。
当将聚酰胺环氧氯丙烷水溶液添加到粘胶原液中后，会均匀分散于粘胶纤维分子内，当粘胶原液经凝固、牵伸、丝浴后制得的粘胶纤维干燥时，这些聚酰胺环氧氯丙烷分子与纤维素中的羟基进行交联，因此，产品的干强较高，当产品置于水中后，聚酰胺环氧氯丙烷作用于交联纤维的分子之间，保持其网状结构，因此，相关产品的湿强较高。
当将聚乙烯亚胺水溶液添加到粘胶原液中后，聚乙烯亚胺聚合物分子链中含有多个阳离子基团，该阳离子基团与纤维素中的羟基形成很强的交联键，因此，相关产品的干强和湿强较高。
s2、将混合溶液进行脱泡、过滤，然后经过喷丝板，进入添加有第二增强剂的凝固浴中，成形得到粘胶纤维。其中，凝固浴由至少60～100g/l硫酸、200～400g/l硫酸钠和10～80g/l硫酸锌混合而成。第二增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的聚乙烯亚胺水溶液、质量浓度为12％～13％的脲醛树脂水溶液中的至少一种，均可溶于凝固浴，且不会与凝固浴发生明显反应。聚酰胺环氧氯丙烷水溶液质量浓度优选为12.5％，聚乙烯亚胺水溶液质量浓度优选为12.5％，脲醛树脂水溶液质量浓度优选为12.5％，第二增强剂最好为质量浓度为12.5％的聚乙烯亚胺水溶液，第二增强剂的添加量为凝固浴的重量的0.01％～10％。本实施例中，脱泡方法为：将混合溶液进行至少两道过滤，再打入脱泡釜中，于20～25℃保温，脱泡2～6小时。
当将聚乙烯亚胺水溶液添加到凝固浴中后，聚乙烯亚胺聚合物分子链中含有多个阳离子基团，该阳离子基团与粘胶纤维表面纤维素中的羟基形成很强的交联键，因此，制得的粘胶纤维的干强和湿强较高。
当将聚酰胺环氧氯丙烷水溶液添加到凝固浴中后，沉积于粘胶纤维分子内或吸附于表面，不仅可增强粘胶纤维分子内部的结构，还可以增强其表面结构，尤其是当产品置于水中后，表面的聚酰胺环氧氯丙烷分子交联成网状结构，因此，相关产品的湿强较高。
当将脲醛树脂水溶液添加到凝固浴中后，主要是协同其他增强剂，提高产品的湿强。
s3、对粘胶纤维进行牵伸后，进入添加有第三增强剂的丝浴液中进行丝浴。其中，第三增强剂为质量浓度为12％～13％的聚酰胺环氧氯丙烷水溶液、质量浓度为12％～13％的酪素-甲醛水溶液中的至少一种，聚酰胺环氧氯丙烷水溶液质量浓度优选为12.5％，酪素-甲醛水溶液质量浓度优选为12.5％，第三增强剂最好为质量浓度为12.5％聚酰胺环氧氯丙烷水溶液。第三增强剂的添加量为丝浴液的重量的0.01％～10％。
当将聚酰胺环氧氯丙烷水溶液添加到丝浴液中后，吸附于粘胶纤维表面，当产品置于水中后，表面的聚酰胺环氧氯丙烷分子交联成网状结构，因此，产品的湿强较高。
当将酪素-甲醛水溶液添加到丝浴液中后，酪素经甲醛交联后形成三维网络结构，附着于粘胶纤维的表面，提高相关产品的干强和湿强。
s4、对所制得的纤维进行切断、水洗、烘干等工序，最后制得高强度粘胶纤维。
总之，本发明实施例制备粘胶纤维的过程中添加增强剂，主要是在粘胶原液、凝固浴或丝浴液中分别添加不同的强度增强剂，在不同工序中，添加不同的增强剂，目的是作用于粘胶纤维内纤维素分子之间进行交联，进而不断增强成形的粘胶纤维的强度，从而能够极大提高粘胶纤维的干湿强度，作用机理为：
在粘胶原液里添加第一增强剂，由于粘胶纤维原液中纤维素的羟基带有负电荷，可以与第一增强剂中的正电荷相互吸引，因此在粘胶原液进行脱泡、过滤后，通过喷丝板进入凝固浴之后，粘胶原液中的纤维素分子直接由于正电荷的相互吸引，能够进行分子内交联，这种交联是呈网状结构交联，因此制得的纤维有较高的强度。
在凝固浴中添加第二增强剂，主要用于在粘胶纤维成形时沉积、渗透于粘胶纤维内，或吸附于成形后的纤维表面，进而与纤维内分子交联成网状结构，增加粘胶纤维的强度。
在丝浴液中添加第三增强剂，主要是增强剂吸附于粘胶纤维表面或者进一步渗透到纤维内部，第三增强剂与纤维内分子交联成网状结构，增加粘胶纤维的强度。
本发明实施例还提供一种高强度粘胶纤维，采用上述高强度粘胶纤维的制备方法制得，该高强度粘胶纤维的干强为3.8～6cn/dtex，湿强为2.6～4.8cn/dtex。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种高强度粘胶纤维，其按照以下方法制备：
将100kg粘胶原液和1kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液(质量浓度为12.5％，是将聚酰胺环氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌机的转速为200转/分，即得混合溶液。
将混合溶液打入脱泡釜中进行脱泡，然后进行三道过滤，然后经过喷丝板，进入添加了10kg脲醛树脂水溶液的100kg凝固浴(即在100kg凝固浴中加入10kg脲醛树脂水溶液搅拌均匀而成，脲醛树脂水溶液的质量浓度为12.5％，是将脲醛树脂溶解入水中配制而成)中，成形得到粘胶纤维。
对粘胶纤维进行牵伸，进入添加了10kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液的100kg丝浴液中(即在100kg丝浴液中加入10kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液搅拌均匀而成，聚酰胺环氧氯丙烷水溶液的质量浓度为12.5％，是将聚酰胺环氧氯丙烷溶解入水中配制而成)进行丝浴。
经检测，该高强度粘胶纤维的干强为6cn/dtex，湿强为4.8cn/dtex。
实施例2
实施例2提供一种高强度粘胶纤维，其按照以下方法制备：
将100kg粘胶原液和5kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液(质量浓度为12％，是将聚酰胺环氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌机的转速为1000转/分，即得混合溶液。
将混合溶液打入脱泡釜中进行脱泡，然后经过两道过滤，最后经过喷丝板，进入添加了0.01kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液(质量浓度为12％，是将聚酰胺环氧氯丙烷溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由6kg硫酸、30kg硫酸钠和1.6kg硫酸锌混合而成)中，成形得到粘胶纤维。
对粘胶纤维进行牵伸，进入添加了0.01kg酪素-甲醛水溶液(质量浓度为12％，是将酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg丝浴液中进行丝浴。
经检测，该高强度粘胶纤维的干强为5cn/dtex，湿强为4cn/dtex。
实施例3
实施例3提供一种高强度粘胶纤维，其按照以下方法制备：
将100kg粘胶原液和1kg聚乙烯亚胺水溶液(质量浓度为13％，是将聚乙烯亚胺溶解入水中配制而成)放入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为0.5小时，搅拌机的转速为2000转/分，即得混合溶液。
将混合溶液进行两道过滤，再打入脱泡釜中，于20℃保温，脱泡3小时，然后经过喷丝板，进入添加了5kg聚乙烯亚胺水溶液(质量浓度为12.5％，是将聚乙烯亚胺溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由5kg硫酸、20kg硫酸钠和1.5kg硫酸锌混合而成)中，成形得到粘胶纤维。
对粘胶纤维进行牵伸，进入添加了5kg酪素-甲醛水溶液(质量浓度为13％，是将酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg丝浴液中进行丝浴。
经检测，该高强度粘胶纤维的干强为4cn/dtex，湿强为3cn/dtex。
实施例4
实施例4提供一种高强度粘胶纤维，其按照以下方法制备：
将100kg粘胶原液和5kg聚酰胺环氧氯丙烷水溶液(质量浓度为13％，是将聚酰胺环氧氯丙烷溶解入水中配制而成)放入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为1小时，搅拌机的转速为800转/分，即得混合溶液。
将混合溶液打入脱泡釜中进行脱泡，然后进行两道过滤，经过喷丝板，进入添加了5kg脲醛树脂水溶液(质量浓度为12％，是将脲醛树脂溶解入水中配制而成)的100kg凝固浴(凝固浴由8kg硫酸、30kg硫酸钠和10kg硫酸锌混合而成)中，成形得到粘胶纤维。
对粘胶纤维进行牵伸，进入添加了5kg酪素-甲醛水溶液(质量浓度为12.5％，是将酪素-甲醛溶解入水中配制而成)的100kg丝浴液中进行丝浴，再进行切断、水洗、烘干等工序，最后制得高强度粘胶纤维。
经检测，该高强度粘胶纤维的干强为5.2cn/dtex，湿强为3.8cn/dtex。
综上所述，本发明实施例的高强度粘胶纤维的制备方法制得的粘胶纤维的干强和湿强均较高，即粘胶纤维的强度高，适合推广应用。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。