一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维及其制备方法。该海藻酸钠阻燃纤维通过水溶性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料溶于水制备纺丝原液经湿法纺丝工艺制得；所述水溶性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料由海藻酸钠、稳定剂分子和具有阻燃效果的金属离子组成。采用本发明方法生产出的纤维具有阻燃和断裂强度高的特点。该纤维极限氧指数可以达到34％以上，纤维的拉伸强度大于3.5cN/tex，线密度为2.2～3.5dtex。
【专利说明】
-种负载金属离子的海藻酸纳阻燃纤维及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维及其制备方法，特别设及一种 采用负载金属离子的海藻酸钢杂化材料作为纺丝原料，通过湿法纺丝方法制备的海藻酸钢 阻燃纤维材料。
【背景技术】
[0002] 在工作服装、消防员服装、布料体制、制度内饰、体制和商业地毯、运输、军事服装 和床上用品等方面，纺织品阻燃性能要求都比较高。对纤维和纺织品的阻燃性能的研究也 一直受到人们的关注。然而环保法规限制了某些面系阻燃材料的选用，同时对废弃阻燃材 料制品的回收再利用更是刻不容缓。今后使用的阻燃材料，必须同时满足运两方面的要求。 目前对阻燃材料的环保要求已是势在必行。与此同时，更加严格的阻燃法规还要求采用一 些热稳定性高、释热速率低、生烟量小和低毒的高效阻燃材料。目前发现W植物为主的生物 质资源一天然纤维素及W海洋生物为主的生物质资源一海藻酸，具有储量丰富、可再生且 无二次污染等优点，是人类未来理想的生物资源。而且W海洋生物为主的生物质资源一海 藻酸W其优异的阻燃性能，受到了越来越多的关注。
[0003] 而目前传统的原液纺丝法是在纺丝时将纳米金属置于纺丝液中，制成阻燃织物， 该法的最大优点在于纳米金属可均匀分散在纤维内部，耐久性好，并因溶出量少而使用安 全。但是纳米金属表面能很大，易于聚集，纺丝过程中容易堵塞喷丝孔，连续生产比较困难。 另外，直接加入金属材料往往会存在在纤维内部不稳定的问题，影响阻燃纤维的使用。因此 解决金属纳米颗粒在海藻酸钢纤维基体中的分散性和稳定性是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为解决现有海藻酸钢阻燃纤维中，金属纳米颗粒分散性差和稳定 性差的问题，提供一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维及其制备方法。本发明采用水溶 性负载金属离子的海藻酸钢杂化材料作为制备阻燃纤维的原料，该杂化材料具有良好的水 溶性，即该杂化材料能稳定的分散在水中，其水溶液是没有明显的颗粒物悬浮或沉淀的透 明体系。在该杂化材料的制备过程中，通过调节体系的pH值，形成金属离子与海藻酸钢和稳 定剂分子之间的离子键和配位键键合，金属离子会一直W离子态形式负载在载体海藻酸钢 类物质上，并分散在水溶液中，而不添加稳定剂分子类物质稳定剂时水溶液中的金属离子 易被还原。最后采用湿法纺丝工艺将该杂化材料原料制备成海藻酸钢阻燃纤维，使得本发 明制备的负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维具有本质阻燃、断裂强度高和生物可降解等优 点。
[0005] 为实现上述目的，本发明通过W下技术方案予W实现：
[0006] 本发明的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，其通过水溶性负载金属离子的 海藻酸钢杂化材料溶于水制备纺丝原液经湿法纺丝工艺制得;所述水溶性负载金属离子的 海藻酸钢杂化材料由海藻酸钢、稳定剂分子和具有阻燃效果的金属离子组成;所述水溶性 负载金属离子的海藻酸钢杂化材料中，海藻酸钢的簇基、稳定剂分子的氨基和具有阻燃效 果的金属离子间通过离子键和配位键键接；
[0007] 所述海藻酸钢和所述稳定剂分子中，簇基含量、氨基含量和径基含量之和大于等 于所述海藻酸钢和所述稳定剂分子的摩尔量之和的160%;海藻酸钢、稳定剂分子络合物中 的簇基、氨基和径基亲水性基团是保证复合络合物水溶性的主要因素，160%运个数值是保 证复合络合物能够有水溶性的最低数值；
[0008] 所述通过离子键和配位键键接的簇基和所述通过离子键和配位键键接的氨基含 量之和大于等于所述海藻酸钢和所述稳定剂分子中簇基和氨基摩尔量之和的30%;
[0009] 所述海藻酸钢的相对分子量含10000;
[0010] 所述稳定剂分子的相对分子量^ 5000,为链长小于6个碳的烷基链胺、聚酸胺 D230、聚酸胺D400、聚酸胺D2000、聚酸胺D4000、聚酸胺T403、聚酸胺T3000、聚酸胺!'5000、脂 肪胺聚氧乙締酸AC-1810、脂肪胺聚氧乙締酸AC-1812、脂肪胺聚氧乙締酸AC-1815、脂肪胺 聚氧乙締酸AC-1205、脂肪胺聚氧乙締酸AC-mO和脂肪胺聚氧乙締酸AC-1215中的一种;所 述链长小于6个碳的烷基链胺为正丙胺、正下胺、正戊胺或正己胺；
[0011] 航冰水您化伤哉全屋窗早的游盛懒细!巫材'M的结尬证才兩.
[0012]
[0013] 其中，分子链重复单元个数n〉0;
[0014] 其中，R为W下官能团中的一种：阳离子基团、阴离子基团或极性非离子基团；所述 阳离子基团为叔锭基或季锭基;所述阴离子基团为簇酸基;所述极性非离子基团为径基、酸 基、氨基、酷胺基、琉基或面基；
[001引 r+为具有阻燃效果的金属离子，价态X的值为1~3,为:Ag+、Fe2+、Fe3+、Zn 2+或Cu2+。
[0016] 结构通式示意图中稳定的=角形键合形式形成的机理如下:海藻酸钢和稳定剂分 子中的-COCT和-畑3巧为正负电荷的吸引，产生静电引力，即形成离子键;-COCT中的径基氧 上有孤对电子，因此孤对电子进入金属离子的空轨道与金属离子发生共价配位结合，形成 配位键;-NH3+中的N原子也存在孤对电子，同样能够提供孤对电子与金属离子形成配位键结 合。因此形成了结构通式示意图中的稳定的=角形键合形式。
[0017] 在此过程中，反应体系的pH值对体系中-CO〇-、-N曲+和MX+键合结构的形成有很大的 影响。海藻酸钢中的-N出在抑值<7的情况下，能与溶液中过量的H质子结合形成-N曲+;随着 pH值的升高，至中性或碱性条件下，溶液中游离的H质子减少，不能再形成-NH3+的结构。对于 海藻酸钢和稳定剂分子中的-COOH而言，在强酸条件抑值<2时，-COOH的离解受到抑制，体系 中-COCT的含量较少，因此对金属离子的络合能力大大减弱；随着pH值增大，与金属离子的 络合能力逐渐增大，当溶液抑值达到5~7时，-COCT与金属离子结合程度趋于最大;但是当 体系的抑值再提高时，又会破坏-N曲+的结构，从而破坏使体系稳定的S角结构关系。因此， 为了形成稳定的如示意图中所示的稳定的S角形键合形式，所W必须有效的调控体系的抑 值，并保证抑值的范围为4~6。
[0018] 作为优选的技术方案：
[0019] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述稳定剂分子还包含径基 或簇基。
[0020] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述簇基位于分子主链或支 链;所述氨基位于分子主链或支链。
[0021] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述稳定剂分子主链还包括 有机物中常见的元素0、N或S。
[0022] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述水溶性负载金属离子的 海藻酸钢杂化材料中具有阻燃效果的金属离子的负载量为10~825mg/g;所述负载金属离 子的海藻酸钢阻燃纤维极限氧指数达到34% W上，纤维的拉伸强度大于3.5cN/tex，线密度 为2.2~3.5dtex。
[0023] 本发明还提供了一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，将海藻酸钢 水溶液与含稳定剂分子的水溶液混合，调节反应体系的pH值至4~6,然后向混合液中滴加 金属离子盐溶液，滴加完毕后揽拌，得到负载金属离子的海藻酸钢的杂化材料水溶液，持续 揽拌并加入沉淀剂，过滤收集沉淀物，沉淀物干燥后即得到水溶性负载金属离子的海藻酸 钢杂化材料;将水溶性负载金属离子的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配 成湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维。
[0024] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，将海藻酸钢的水 溶液与含稳定剂分子的水溶液混合，是在20~6(TC条件下;混合时伴W揽拌;调节反应体系 的pH值采用0.1~0.3mol/L的HCl溶液、0.05~0.15mol/L的出S〇4溶液或0.1~0.3mol/L的 HN化溶液调节；金属离子盐溶液滴加完毕后揽拌，持续时间为1~化;沉淀物干燥采用真空 烘箱干燥。
[0025] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，所述金属离子盐 溶液为AgN〇3、FeCl2 JeCl3、SiCl减CuSO冰溶液;所述沉淀剂为乙醇或丙酬。
[0026] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，所述海藻酸钢的 水溶液与含稳定剂分子的水溶液混合时，海藻酸钢与稳定剂分子的摩尔比为1:0.3~1;
[0027] 所述海藻酸钢水溶液的质量百分比浓度为0.5%~3% ;
[00%]所述含稳定剂分子的水溶液的质量百分比浓度为3%~10% ;
[0029] 所述金属离子盐溶液的浓度为0.005~2g/mL
[0030] 所述金属离子盐与海藻酸钢的摩尔比为0.1~10:1;
[0031] 所述负载金属离子的海藻酸钢的杂化材料水溶液的质量百分比浓度为0.5%~ 10.5%;
[0032] 所述沉淀剂与负载负载金属离子的海藻酸钢杂化材料的水溶液的体积比为2~4: 1;
[0033] 所述沉淀物干燥的溫度为25~30°C，真空度为0.09~-0.1 MPa。
[0034] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，所述湿法纺丝工 艺为:纺丝溶液中负载金属离子的海藻酸钢杂化材料的质量浓度百分比为1~10%，纺丝溫 度为10~60°C，凝固浴为质量百分比浓度为1%~15%的氯化巧溶液或质量百分比浓度为 1 %~15 %的氯化巧与氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋混合溶液中氯化巧与氯化锋的质 量比1~3:1，凝固浴溫度为10~50°C，牵伸比为120%~300%。
[00巧]有益效果：
[0036] 采用本发明制备的负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维具有本质阻燃、断裂强度高 和生物可降解等优点，W天然海藻酸钢纤维为载体，W稳定剂分子为辅助，将金属离子稳定 的分散在海藻酸钢基体上。制备过程采用的仪器设备投入较少，操作过程简单易于实施，反 应过程中运用的原材料环境友好且无污染，产物杂质少，易于后处理，整个反应过程有利于 工业化放大生产。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。应理解，运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W对本发明作各种改动或修改，运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。
[0038] 本发明的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维通过水溶性负载金属离子的海 藻酸钢杂化材料溶于水制备纺丝原液经湿法纺丝工艺制得;所述水溶性负载金属离子的海 藻酸钢杂化材料由海藻酸钢、稳定剂分子和具有阻燃效果的金属离子组成;所述水溶性负 载金属离子的海藻酸钢杂化材料中，海藻酸钢的簇基、稳定剂分子的氨基和具有阻燃效果 的金属离子间通过离子键和配位键键接；
[0039] 所述海藻酸钢和所述稳定剂分子中，簇基含量、氨基含量和径基含量之和大于等 于所述海藻酸钢和所述稳定剂分子的摩尔量之和的160% ;
[0040] 所述通过离子键和配位键键接的簇基和所述通过离子键和配位键键接的氨基含 量之和大于等于所述海藻酸钢和所述稳定剂分子中簇基和氨基摩尔量之和的30%;
[0041] 所述海藻酸钢的相对分子量含10000;
[0042] 所述稳定剂分子的相对分子量^ 5000,为链长小于6个碳的烷基链胺、聚酸胺 D230、聚酸胺D400、聚酸胺D2000、聚酸胺D4000、聚酸胺T403、聚酸胺T3000、聚酸胺!'5000、脂 肪胺聚氧乙締酸AC-1810、脂肪胺聚氧乙締酸AC-1812、脂肪胺聚氧乙締酸AC-1815、脂肪胺 聚氧乙締酸AC-1205、脂肪胺聚氧乙締酸AC-mO和脂肪胺聚氧乙締酸AC-1215中的一种;所 述链长小于6个碳的烷基链胺为正丙胺、正下胺、正戊胺或正己胺；
[0043] 所述水溶性负载金属离子的海藻酸钢杂化材料的结构通式为：
[0044]
[0045] 其中，分子链重复单元个数n〉0;
[0046] 其中，R为W下官能团中的一种：阳离子基团、阴离子基团或极性非离子基团；所述 阳离子基团为叔锭基或季锭基;所述阴离子基团为簇酸基;所述极性非离子基团为径基、酸 基、氨基、酷胺基、琉基或面基；
[0047] MX+为具有阻燃效果的金属离子，价态X的值为1~3,为:Ag+Je2+Je3+、Zn 2+或Cu2+。 [004引如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述稳定剂分子还包含径基 或簇基。
[0049] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述簇基位于分子主链或支 链;所述氨基位于分子主链或支链。
[0050] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述稳定剂分子主链还包括 有机物中常见的元素0、N或S。
[0051] 如上所述的一种负载金属离子的海藻酸钢阻燃纤维，所述水溶性负载金属离子的 海藻酸钢杂化材料中具有阻燃效果的金属离子的负载量为10~825mg/g;所述负载金属离 子的海藻酸钢阻燃纤维极限氧指数达到34% W上，纤维的拉伸强度大于3.5cN/tex，线密度 为2.2~3.5dtex。
[0化2] 实施例1
[0053] -种负载Ag+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在20°C条件下，将质量百分比浓度 为0.5%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为3%的正戊胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正戊胺的摩尔比为1:0.3，海藻酸钢和正戊胺的相对分子量分别为25000和87.16，混合时伴 W揽拌，用0.1mol/L的肥1溶液将体系的抑值调节到4，然后向混合液中滴加浓度为0.005g/ mL的AgNO冰溶液，AgN〇3与海藻酸钢的摩尔比为0.1:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即 得到负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为0.5%，持续揽拌并加入 沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2 :1，抽滤收 集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为25°C，真空度为0.09MI^条件下真空 烘箱干燥后即得到水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Ag+ 的负载量为42mg/g。
[0054] 将制备的水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为1%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Ag+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为l〇°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为1 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为l〇°C，牵伸比为120%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.5IcN/tex，线密度为2.2化ex，极限氧指数为34.1 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0化5] 实施例2
[0056] 一种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在6(TC条件下，将质量百分比浓度 为0.6%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为6%的正下胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正下胺的摩尔比为1:0.7,海藻酸钢和正下胺的相对分子量分别为250000和73.14,混合时 伴W揽拌，用0.15mo 1 /L的HC1溶液将体系的pH值调节到6，然后向混合液中滴加浓度为 0.2g/mL的FeCl2水溶液，FeCb与海藻酸钢的摩尔比为2.5:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为 2h，即得到负载Fe 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为1.2%，持续揽拌并 加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Fe 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为4:1，抽 滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为30°C，真空度为-0.1 MPa条件下 真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Fe2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果 的化的负载量为263mg/g。
[0057] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为2%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为2(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为3 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为15°C，牵伸比为130%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.53cN/tex，线密度为2.5dtex，极限氧指数为35.3 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0化引实施例3
[0059] 一种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在25°C条件下，将质量百分比浓度 为1%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为4%的聚酸胺D400的水溶液混合，海藻酸钢 与聚酸胺D400的摩尔比为1:0.5,海藻酸钢和聚酸胺D400的相对分子量分别为10000和400， 混合时伴W揽拌，用0.2mol/L的肥1溶液将体系的pH值调节到6，然后向混合液中滴加浓度 为0.1 g/mL的化Cl3水溶液，FeCb与海藻酸钢的摩尔比为0.5:1，滴加完毕后揽拌，持续时间 为1.化，即得到负载Fe 3+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为1.5%，持续揽 拌并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Fe 3+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为3: 1，抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为26°C，真空度为0.09MPa条 件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Fe 3+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃 效果的化的负载量为lOmg/g。
[0060] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为3%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 3+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为：纺丝溫度为25°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为5 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为20°C，牵伸比为140%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.58cN/tex，线密度为2.5dtex，极限氧指数为36.1 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0061 ] 实施例4
[0062] -种负载化h的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在3(TC条件下，将质量百分比浓度 为1%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为5%的聚酸胺D2000的水溶液混合，海藻酸 钢与聚酸胺D2000的摩尔比为1:0.5,海藻酸钢和聚酸胺D2000的相对分子量分别为30000和 2000，混合时伴W揽拌，用0.25mo 1 /L的HCl溶液将体系的抑值调节到5，然后向混合液中滴 加浓度为Ig/mL的化Cl冰溶液，ZnCl2与海藻酸钢的摩尔比为0.5:1，滴加完毕后揽拌，持续 时间为比，即得到负载化的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为2.9%，持续 揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Zn 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为 4:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为27°C，真空度为0.09MPa 条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Zn2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻 燃效果的化的负载量为73mg/g。
[0063] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为2%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载化h的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为3(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为7 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为25°C，牵伸比为150%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.63cN/tex，线密度为2.6化ex，极限氧指数为35.3 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0064] 实施例5
[0065] 一种负载Cu2+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在5(TC条件下，将质量百分比浓度 为1.5%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为8%的聚酸胺D4000的水溶液混合，海藻 酸钢与聚酸胺D4000的摩尔比为1:0.8海藻酸钢和聚酸胺D4000的相对分子量分别为66000 和4000，混合时伴W揽拌，用0.3mol/L的肥1溶液将体系的抑值调节到4，然后向混合液中滴 加浓度为〇.5g/mL的化S〇4水溶液，化S〇4与海藻酸钢的摩尔比为5:1，滴加完毕后揽拌，持续 时间为化，即得到负载化的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为6.3%，持续 揽拌并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Cu 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为 3:1，抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为28°C，真空度为-0.1 MPa 条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻 燃效果的化的负载量为70mg/g。
[0066] 将制备的水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为4%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Cu 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为：纺丝溫度为32°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为8%的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为25°C，牵伸比为150%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.66cN/tex，线密度为3.3化ex，极限氧指数为35.5 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0067] 实施例6
[006引一种负载Ag+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在6(TC条件下，将质量百分比浓度 为2%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为6%的聚酸胺T403的水溶液混合，海藻酸钢 与聚酸胺T403的摩尔比为1:0.8,海藻酸钢和聚酸胺T403的相对分子量分别为30000和400， 混合时伴W揽拌，用0. 05mol/L的此S化溶液将体系的抑值调节到6，然后向混合液中滴加浓 度为0.03g/血的AgNO冰溶液，AgN03与海藻酸钢的摩尔比为8:1，滴加完毕后揽拌，持续时间 为化，即得到负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为2.0%，持续揽拌 并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1， 抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为30°C，真空度为0.09MPa条件 下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效 果的Ag+的负载量为408mg/g。
[0069] 将制备的水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为5%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Ag+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为35°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为10%的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为35°C，牵伸比为170%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.59cN/tex，线密度为3.4化ex，极限氧指数为36.3 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0070] 实施例7
[0071] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在28°C条件下，将质量百分比浓度 为1.7%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为9%的聚酸胺T3000的水溶液混合，海藻 酸钢与聚酸胺T3000的摩尔比为1:0.7，海藻酸钢和聚酸胺T3000的相对分子量分别为36000 和3000，混合时伴W揽拌，用0.07mol/L的出S化溶液将体系的pH值调节到6，然后向混合液中 滴加浓度为1.6g/mL的FeCl2水溶液，FeCb与海藻酸钢的摩尔比为0.5:1，滴加完毕后揽拌， 持续时间为比，即得到负载化h的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为5.5%， 持续揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载化h的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积 比为3:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为30°C，真空度为-0.1 MPa条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载化h的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中 具有阻燃效果的化的负载量为40mg/g。
[0072] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为6%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为4(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为11 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为40°C，牵伸比为180%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.56cN/tex，线密度为3.5dtex，极限氧指数为36.2 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0073] 实施例8
[0074] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在4(TC条件下，将质量百分比浓度 为1.5%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为7%的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1210的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1210的摩尔比为1:0.6,海藻酸钢和脂肪胺聚氧 乙締酸AC-1210的相对分子量分别为10000和1200，混合时伴W揽拌，用0.1 mo 1 /L的出S化溶 液将体系的抑值调节到6，然后向混合液中滴加浓度为0.0 lg/mL的FeCl3水溶液，FeCb与海 藻酸钢的摩尔比为3:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即得到负载化的海藻酸钢的杂化 材料水溶液，其质量百分比浓度为3.1%，持续揽拌并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载 Fe3+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀 物2次，沉淀物在溫度为26°C，真空度为-0.1 M化条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载 化3+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的化3+的负载量为180mg/g。
[0075] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为7%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 3+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为45°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为12 %的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为45°C，牵伸比为190%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.68cN/tex，线密度为3.5化ex，极限氧指数为36.8 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0076] 实施例9
[0077] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在5(TC条件下，将质量百分比浓度 为0.5%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为5%的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1810的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1810的摩尔比为1:0.8,海藻酸钢和脂肪胺聚氧 乙締酸AC-1810的相对分子量分别为80000和1800,混合时伴W揽拌，用0.12mol/L的出S化溶 液将体系的抑值调节到6，然后向混合液中滴加浓度为0.05g/mL的化Cl2水溶液，ZnCb与海 藻酸钢的摩尔比为0.8:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为Ih,即得到负载Zn 2+的海藻酸钢的杂 化材料水溶液，其质量百分比浓度为2.2%，持续揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负 载化h的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉 淀物3次，沉淀物在溫度为29°C，真空度为0.05M化条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负 载Zn 2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Zn2+的负载量为27mg/g。
[0078] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为8%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载化h的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为5(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为14%的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为50°C，牵伸比为200%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.88cN/tex，线密度为3.4化ex，极限氧指数为36.1 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0079] 实施例10
[0080] -种负载Cu2+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在2(TC条件下，将质量百分比浓度 为2.5%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为5%的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1812的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1812的摩尔比为1:0.6,海藻酸钢和脂肪胺聚氧 乙締酸AC-1812的相对分子量分别为10000和1900,混合时伴W揽拌，用0.15mol/L的出S化溶 液将体系的抑值调节到4，然后向混合液中滴加浓度为0.16g/mL的化S〇4水溶液，化S〇4与海 藻酸钢的摩尔比为0.6:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为1.化，即得到负载化的海藻酸钢的 杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为4.2%，持续揽拌并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与 负载Cu 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗 沉淀物2次，沉淀物在溫度为30°C，真空度为0.02MPa条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性 负载化的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的化h的负载量为23mg/g。
[0081] 将制备的水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为10%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载化的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为55°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为15%的氯化巧溶 液，凝固浴溫度为l〇°C，牵伸比为210%。对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析， 测试结果为:拉伸强度为3.77cN/tex，线密度为3.5dtex，极限氧指数为35.8 %。说明通过本 发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优良的强度和本质阻燃性。
[0082] 实施例11
[00削一种负载Ag+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在4(TC条件下，将质量百分比浓度 为2.8%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为6%的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1815的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1815的摩尔比为1:0.8,海藻酸钢和脂肪胺聚氧 乙締酸AC-1815的相对分子量分别为32000和900,混合时伴W揽拌，用O.lmol/L的HN化溶液 将体系的抑值调节到6,然后向混合液中滴加浓度为0.18g/mL的AgN03水溶液，AgN03与海藻 酸钢的摩尔比为3:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即得到负载Ag+的海藻酸钢的杂化材 料水溶液，其质量百分比浓度为3%，持续揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Ag+的 海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为4:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物2次， 沉淀物在溫度为26°C，真空度为0.0 lMPa条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Ag+的海 藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Ag+的负载量为148mg/g。
[0084] 将制备的水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为10%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Ag+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为6(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为1 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为1:1，凝固浴溫度为15°C，牵伸比为220%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为4.12cN/tex，线密 度为3.5dtex，极限氧指数为34.9%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优 良的强度和本质阻燃性。
[0085] 实施例12
[0086] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在3(TC条件下，将质量百分比浓度 为0.9%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为8 %的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1205的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1205的摩尔比为1:1，海藻酸钢和脂肪胺聚氧乙 締酸AC-1205的相对分子量分别为28000和1200,混合时伴W揽拌，用0.15mol/L的HN化溶液 将体系的pH值调节到5，然后向混合液中滴加浓度为0.006g/mL的化Cl 2水溶液，FeCb与海藻 酸钢的摩尔比为0.6:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即得到负载Fe2+的海藻酸钢的杂化 材料水溶液，其质量百分比浓度为2.8%，持续揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载 Fe2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀 物3次，沉淀物在溫度为25°C，真空度为-0.09MPa条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载 化的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的化h的负载量为34mg/g。
[0087] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为3%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为l〇°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为8%的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为2.5:1，凝固浴溫度为22°C，牵伸比为210%。 对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.95cN/tex，线 密度为3.47dtex，极限氧指数为34.5%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更 加优良的强度和本质阻燃性。
[008引实施例13
[0089] -种负载化3+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在6(TC条件下，将质量百分比浓度 为3%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为10%的聚酸胺巧000的水溶液混合，海藻酸 钢与聚酸胺T5000的摩尔比为1:1，海藻酸钢和聚酸胺T5000的相对分子量分别为36000和 5000，混合时伴W揽拌，用0.2mol/L的歷化溶液将体系的pH值调节到4，然后向混合液中滴 加浓度为2gMJ邪eCl冰溶液，FeCl3与海藻酸钢的摩尔比为10:1，滴加完毕后揽拌，持续时 间为化，即得到负载化的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为8.3%，持续揽 拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Fe 3+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2: 1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为30°C，真空度为0.09MPa条 件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Fe 3+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃 效果的化的负载量为49mg/g。
[0090] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为1%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 3+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为15°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为3 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为1.5:1，凝固浴溫度为25°C，牵伸比为240%。 对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为4.56cN/tex，线 密度为3.17dtex，极限氧指数为36.2%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更 加优良的强度和本质阻燃性。
[0091] 实施例14
[0092] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在4(TC条件下，将质量百分比浓度 为1.2%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为3%的脂肪胺聚氧乙締酸AC-1215的水溶 液混合，海藻酸钢与脂肪胺聚氧乙締酸AC-1215的摩尔比为1:0.5,海藻酸钢和脂肪胺聚氧 乙締酸AC-1215的相对分子量分别为53000和800,混合时伴W揽拌，用0.25mol/L的HN化溶 液将体系的抑值调节到5，然后向混合液中滴加浓度为0.12g/mL的化Cl2水溶液，ZnCb与海 藻酸钢的摩尔比为2:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即得到负载化的海藻酸钢的杂化 材料水溶液，其质量百分比浓度为2.9%，持续揽拌并加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载 Zn2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀 物2次，沉淀物在溫度为26°C，真空度为-0.1 M化条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载 Zn2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Zn2+的负载量为215mg/g。
[0093] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为2%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载化h的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为2(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为3 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为1.8:1，凝固浴溫度为28°C，牵伸比为250%。 对得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.56cN/tex，线 密度为3.22dtex，极限氧指数为35.9%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更 加优良的强度和本质阻燃性。
[0094] 实施例15
[0095] 一种负载Cu2+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在3(TC条件下，将质量百分比浓度 为1.6%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为7%的正下胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正下胺的摩尔比为1:0.9,海藻酸钢和正下胺的相对分子量分别为80000和73.14,混合时伴 W揽拌，用O . 3mol/L的HN化溶液将体系的抑值调节到5，然后向混合液中滴加浓度为O. Sg/ mL的化SO4水溶液，化SO4与海藻酸钢的摩尔比为6:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化，即得 到负载化h的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为10.5%，持续揽拌并加入沉 淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载化h的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为3:1，抽滤收集 沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为28°C，真空度为0.09MPa条件下真空烘 箱干燥后即得到水溶性负载Cu 2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Cu2+ 的负载量为825mg/g。
[0096] 将制备的水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为5%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Cu 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为3(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为5 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为2:1，凝固浴溫度为30°C，牵伸比为260%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.99cN/tex，线密 度为3.22dtex，极限氧指数为35.7%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加 优良的强度和本质阻燃性。
[0097] 实施例16
[009引一种负载Ag+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在2(TC条件下，将质量百分比浓度 为2.4 %的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为6 %的正戊胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正戊胺的摩尔比为1:0.4，海藻酸钢和正戊胺的相对分子量分别为80000和87.16，混合时伴 W揽拌，用0.1mol/L的肥1溶液将体系的抑值调节到6，然后向混合液中滴加浓度为0.06g/ mL的AgNO冰溶液，AgN03与海藻酸钢的摩尔比为0.8:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为2h，即 得到负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为2.5%，持续揽拌并加入 沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Ag+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为3:1，抽滤收 集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为29°C，真空度为0.09MPa条件下真空 烘箱干燥后即得到水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果的Ag+ 的负载量为119mg/g。
[0099] 将制备的水溶性负载Ag+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为6%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Ag+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为：纺丝溫度为4(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为9 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为1:1，凝固浴溫度为34°C，牵伸比为270%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为4.26cN/tex，线密 度为3.5dtex，极限氧指数为35.1 %。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加优 良的强度和本质阻燃性。
[0100] 实施例17
[0101] 一种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在25°c条件下，将质量百分比浓度 为0.8%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为5%的正己胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正己胺的摩尔比为1:0.7,海藻酸钢和正己胺的相对分子量分别为21000和101.19,混合时 伴W揽拌，用0.3 m 01 / L的H C1溶液将体系的P H值调节到4，然后向混合液中滴加浓度为 0.08g/mL的化Cl2水溶液，FeCb与海藻酸钢的摩尔比为3.5:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为 2h，即得到负载Fe 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为0.5 %，持续揽拌并 加入沉淀剂丙酬，沉淀剂丙酬与负载Fe2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为3:1，抽 滤收集沉淀物，用丙酬反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为29°C，真空度为-O. IMPa条件下 真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Fe2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果 的化的负载量为795mg/g。
[0102] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为8%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为45°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为10 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为3:1，凝固浴溫度为35°C，牵伸比为280%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.86cN/tex，线密 度为2.77dtex，极限氧指数为34.9%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加 优良的强度和本质阻燃性。
[0103] 实施例18
[0104] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在5(TC条件下，将质量百分比浓度 为2.6%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为5%的正己胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正己胺的摩尔比为1:0.5,海藻酸钢和正己胺的相对分子量分别为40000和101.19,混合时 伴W揽拌，用〇.〇5mol/L的出S〇4溶液将体系的pH值调节到6,然后向混合液中滴加浓度为 0.5g/mL的化Cl3水溶液，FeCb与海藻酸钢的摩尔比为5:1，滴加完毕后揽拌，持续时间为化， 即得到负载Fe 3+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为7.3%，持续揽拌并加 入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载化的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为2:1，抽滤 收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物2次，沉淀物在溫度为27°C，真空度为-0.09M化条件下 真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Fe 3+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻燃效果 的Fe3+的负载量为669mg/g。
[0105] 将制备的水溶性负载化的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为9%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Fe 3+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为5(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为11 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为3:1，凝固浴溫度为38°C，牵伸比为285%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为4. llcN/tex，线密 度为3.12dtex，极限氧指数为34.7%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加 优良的强度和本质阻燃性。
[0106] 实施例19
[0107] -种负载化的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在6(TC条件下，将质量百分比浓度 为1.4%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为3%的正丙胺的水溶液混合，海藻酸钢与 正丙胺的摩尔比为1:0.3,海藻酸钢和正丙胺的相对分子量分别为23800和59.11，混合时伴 W揽拌，用〇.15mol/L的H2SO4溶液将体系的pH值调节到5,然后向混合液中滴加浓度为 0.15g/血的ZnCl冰溶液，ZnCl2水溶液与海藻酸钢的摩尔比为0.6:1，滴加完毕后揽拌，持续 时间为比，即得到负载化的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为2.1%，持续 揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Zn 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为 2:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为26°C，真空度为0.09MPa 条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Zn2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻 燃效果的化h的负载量为246mg/g。
[0108] 将制备的水溶性负载化2+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为10%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载化的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为6(TC，凝固浴组成为质量百分比浓度为12 %的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为1:1，凝固浴溫度为40°C，牵伸比为290%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.57cN/tex，线密 度为3.27dtex，极限氧指数为35.1%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加 优良的强度和本质阻燃性。
[0109] 实施例20
[0110] -种负载Cu2+的海藻酸钢阻燃纤维的制备方法，在2(TC条件下，将质量百分比浓度 为2.9%的海藻酸钢的水溶液与质量百分比浓度为4%的聚酸胺D230的水溶液混合，海藻酸 钢与聚酸胺D230的摩尔比为1:0.6,海藻酸钢和聚酸胺D230的相对分子量分别为45000和 230,混合时伴W揽拌，用0.3mol/L的HN化溶液将体系的抑值调节到6,然后向混合液中滴加 浓度为0.5g/mL的CuS化水溶液，CuS化与海藻酸钢的摩尔比为3:1，滴加完毕后揽拌，持续时 间为化，即得到负载Cu 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液，其质量百分比浓度为10.5%，持续 揽拌并加入沉淀剂乙醇，沉淀剂乙醇与负载Cu 2+的海藻酸钢的杂化材料水溶液的体积比为 4:1，抽滤收集沉淀物，用乙醇反复冲洗沉淀物3次，沉淀物在溫度为25°C，真空度为-0.1 MPa 条件下真空烘箱干燥后即得到水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料，该杂化材料中具有阻 燃效果的化的负载量为544mg/g。
[0111] 将制备的水溶性负载Cu2+的海藻酸钢杂化材料溶解到去离子水中，揽拌均匀，配成 质量百分比浓度为5%的湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载Cu 2+的海藻酸钢阻燃 纤维，纺丝工艺条件为:纺丝溫度为l〇°C，凝固浴组成为质量百分比浓度为15%的氯化巧与 氯化锋混合溶液，氯化巧与氯化锋的质量比为3:1，凝固浴溫度为50°C，牵伸比为300%。对 得到的海藻纤维进行力学性能及燃烧性能分析，测试结果为:拉伸强度为3.83cN/tex，线密 度为3.22dtex，极限氧指数为35.4%。说明通过本发明方法制备的海藻酸钢纤维具有更加 优良的强度和本质阻燃性。
【主权项】
1. 一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维，其特征是:通过水溶性负载金属离子的海 藻酸钠杂化材料溶于水制备纺丝原液经湿法纺丝工艺制得;所述水溶性负载金属离子的海 藻酸钠杂化材料由海藻酸钠、稳定剂分子和具有阻燃效果的金属离子组成;所述水溶性负 载金属离子的海藻酸钠杂化材料中，海藻酸钠的羧基、稳定剂分子的氨基和具有阻燃效果 的金属离子间通过离子键和配位键键接； 所述海藻酸钠和所述稳定剂分子中，羧基含量、氨基含量和羟基含量之和大于等于所 述海藻酸钠和所述稳定剂分子的摩尔量之和的160% ; 所述通过离子键和配位键键接的羧基和所述通过离子键和配位键键接的氨基含量之 和大于等于所述海藻酸钠和所述稳定剂分子中羧基和氨基摩尔量之和的30%; 所述海藻酸钠的相对分子量2 10000; 所述稳定剂分子的相对分子量< 5000,为链长小于6个碳的烷基链胺、聚醚胺D230、聚 醚胺D400、聚醚胺D2000、聚醚胺D4000、聚醚胺T403、聚醚胺T3000、聚醚胺T5000、脂肪胺聚 氧乙烯醚AC-1810、脂肪胺聚氧乙烯醚AC-1812、脂肪胺聚氧乙烯醚AC-1815、脂肪胺聚氧乙 烯醚AC-1205、脂肪胺聚氧乙烯醚AC-1210和脂肪胺聚氧乙烯醚AC-1215中的一种;所述链长 小于6个碳的烷基链胺为正丙胺、正丁胺、正戊胺或正己胺； 所述水溶性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料的结构通式为：其中，分子链重复单元个数n>0; 其中，R为以下官能团中的一种：阳尚子基团、阴尚子基团或极性非尚子基团；所述阳尚 子基团为叔铵基或季铵基;所述阴离子基团为羧酸基;所述极性非离子基团为羟基、醚基、 氨基、酰胺基、巯基或卤基； Mx+为具有阻燃效果的金属离子，价态X的值为1~3，为:Ag+、Fe2+、Fe3+、Zn 2+或Cu2+。2. 根据权利要求1所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维，其特征在于，所述稳 定剂分子还包含羟基或羧基。3. 根据权利要求1所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维，其特征在于，所述羧 基位于分子主链或支链;所述氨基位于分子主链或支链。4. 根据权利要求1所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维，其特征在于，所述稳 定剂分子主链还包括元素〇、N或S。5. 根据权利要求1所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维，其特征在于，所述水 溶性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料中具有阻燃效果的金属离子的负载量为10~ 825mg/g;所述负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维极限氧指数达到34%以上，纤维的拉伸强 度大于3.5cN/tex，线密度为2.2~3.5dtex。6. 如权利要求1~5中任一项所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维的制备方 法，其特征是:将海藻酸钠水溶液与含稳定剂分子的水溶液混合，调节反应体系的pH值至4 ~6,然后向混合液中滴加金属离子盐溶液，滴加完毕后搅拌，得到负载金属离子的海藻酸 钠的杂化材料水溶液，持续搅拌并加入沉淀剂，过滤收集沉淀物，沉淀物干燥后即得到水溶 性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料;将水溶性负载金属离子的海藻酸钠杂化材料溶解到 去离子水中，搅拌均匀，配成湿法纺丝溶液，采用湿法纺丝工艺，得到负载金属离子的海藻 酸钠阻燃纤维。7. 根据权利要求6所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维的制备方法，其特征 在于，将海藻酸钠的水溶液与含稳定剂分子的水溶液混合，是在20~60°C条件下;混合时伴 以搅拌;调节反应体系的pH值采用0.1~0.3mol/L的HC1溶液、0.05~0.15mol/I^H 2S〇4溶液 或0.1~0.3mol/L的HN〇3溶液调节;金属离子盐溶液滴加完毕后搅拌，持续时间为1~2h;沉 淀物干燥采用真空烘箱干燥。8. 根据权利要求6所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维的制备方法，其特征 在于，所述金属离子盐溶液为48勵 3、？冗12、？冗13、211(：12或〇13〇4水溶液;所述沉淀剂为乙醇 或丙酮。9. 根据权利要求6所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维的制备方法，其特征 在于，所述海藻酸钠的水溶液与含稳定剂分子的水溶液混合时，海藻酸钠与稳定剂分子的 摩尔比为1:0.3~1; 所述海藻酸钠水溶液的质量百分比浓度为〇. 5 %~3 % ; 所述含稳定剂分子的水溶液的质量百分比浓度为3%~10% ; 所述金属离子盐溶液的浓度为0.005~2g/mL; 所述金属离子盐与海藻酸钠的摩尔比为〇. 1~10:1; 所述负载金属离子的海藻酸钠的杂化材料水溶液的质量百分比浓度为0.5%~ 10.5% ； 所述沉淀剂与负载金属离子的海藻酸钠杂化材料的水溶液的体积比为2~4:1; 所述沉淀物干燥的温度为25~30°C，真空度为0.09~-0.1 MPa。10. 根据权利要求6所述的一种负载金属离子的海藻酸钠阻燃纤维的制备方法，其特征 在于，所述湿法纺丝工艺为:纺丝溶液中，负载金属离子的海藻酸钠杂化材料的质量百分比 浓度为1~1 〇 %，纺丝温度为1 〇~60 °C，凝固浴为质量百分比浓度为1 %~15 %的氯化钙溶 液或质量百分比浓度为1 %~15 %的氯化钙与氯化锌混合溶液，氯化钙与氯化锌混合溶液 中氯化钙与氯化锌的质量比1~3:1，凝固浴温度为10~50 °C，牵伸比为120%~300%。
【文档编号】D01D5/06GK105821523SQ201610277990
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】孙宾, 纪晓寰, 朱美芳, 王斌, 肖露露, 周伊, 李浩洋
【申请人】东华大学