專利名稱：改性甲殼素－殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對聚合物的改性處理及應(yīng)用領(lǐng)域。
粘膠纖維作為常用的化學纖維產(chǎn)品，雖然具有吸濕性好，穿著較為適宜等特點，但此類紡織品卻不能滿足人們在抗菌性、生物相容性等多方面的要求。另一方面，甲殼素—殼聚糖材料雖然具有生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多種特性，但目前僅有純甲殼素—殼聚糖纖維的制造技術(shù)，或是將甲殼素—殼聚糖作為織物整理劑來應(yīng)用，而有關(guān)將甲殼素—殼聚糖改性并與粘膠纖維紡絲原液共混以賦予共混材料良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多種特性的研究和產(chǎn)品并未發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種改性甲殼素—殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，并將共混材料采用不同的固化成型工藝可以制造出具有良好特性的纖維、薄膜、發(fā)泡材料等多種制品應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的該共混材料的制造工藝是(一)浸堿脫乙酰工藝包括(1).預浸堿工藝將粒徑小于4mm，灰分含量低于0.2％，在30℃下、N，N-二甲基乙酰胺/Licl(96/4)混合溶劑中重量百分濃度為0.4％的溶液粘度為20至250厘泊的甲殼素原料在40-95℃下，于30-50％的NaOH水溶液中浸泡10-120分鐘；(2).二次浸堿工藝將經(jīng)預浸堿處理的產(chǎn)物在相同濃度的NaOH水溶液中于30-70℃下浸泡10-60分鐘。甲殼素分子與殼聚糖分子的比例為0.15-0.75。
(二)黃酸化反應(yīng)將經(jīng)浸堿脫乙酰處理的產(chǎn)物壓縮至比重為原料的3-5倍后粉碎，再將其與占體系總重30-80％的CS2于20-35℃下進行黃酸化改性反應(yīng)，時間為2-5小時。然后，向體系中加入相當于脫乙?；募讱に亍獨ぞ厶钱a(chǎn)物重量2.5-30倍的碎冰，攪拌2-30小時將其溶解，獲得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液。
(三)共混改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液與粘膠纖維紡絲原液相混合。
本發(fā)明的優(yōu)點是，將有甲殼素—殼聚糖的粘性溶液原液共混后可應(yīng)用于共混纖維、薄膜、發(fā)泡材料，并可在針織物、機織物、無紡布、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域應(yīng)用，而使有關(guān)產(chǎn)品具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭和易于降解等多種特性，除了獲得優(yōu)異產(chǎn)品性能的同時，極大地降低生產(chǎn)成本，使得性能價格比更為突顯。
以下進一步說明本發(fā)明的制造工藝。
首先是浸堿脫乙酰工藝，由于只有含氨基的殼聚糖分子才具有抗菌除臭等生物特性，其目的在于使含乙酰胺的甲殼素分子發(fā)生部份脫乙?；磻?yīng)改性，生成甲殼素分子中含氨基的殼糖分子，從而調(diào)節(jié)甲殼素分子與殼聚分子的比例，最終將兩者的比例控制于一定范圍，同時有利于共混工藝的進行。其次，為了獲得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的甲殼素—殼聚糖的粘液溶液，需將經(jīng)浸堿脫乙酰處理的甲殼素—殼聚糖進行黃酸化反應(yīng)。
然后，將上述改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液與粘膠纖維紡絲原液相混合后，采用不同的固化成型工藝，可以制造出不同形態(tài)的共混材料。
具體制造工藝(一)浸堿脫乙酰工藝選用粒徑小于4mm的甲殼素顆粒用為原料，其灰分含量應(yīng)低于0.2％，在30℃下、N，N-二甲基乙酰胺/Licl(96/4)混合溶劑中，原料重量百分濃度為0.4％的溶液粘度為20至250厘泊。
(1)預浸堿工藝將上述甲殼素原料在40-95℃下，于30-50％的NaOH水溶液中浸泡10-120分鐘；(2)二次浸堿工藝將經(jīng)預浸堿處理的產(chǎn)物在相同濃度的NaOH水溶液中于30-70℃下浸泡10-60分鐘。將甲殼素分子與殼聚糖分子的比例調(diào)節(jié)在0.15-0.75之間。
(二)黃酸化反應(yīng)將經(jīng)浸堿脫乙酰處理的產(chǎn)物壓縮至比重為原料的3-5倍后粉碎，再將其與占體系總重30-80％的CS2于20至35℃下進行黃酸化改性反應(yīng)，時間為2-5小時。然后，向體系中加入相當于脫乙?；募讱に亍獨ぞ厶钱a(chǎn)物重量2.5-30倍的碎冰，攪拌2-30小時將其溶解，獲得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液。
(三)共混將上述改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液與粘膠纖維紡絲原液相混合后，采用不同的固化成型工藝(如混法紡絲工藝、聚合物溶液成膜工藝等)，可以制造出不同形態(tài)的共混材料。
上述共混材料應(yīng)用廣泛，如可由傳統(tǒng)的粘膠纖維濕法紡絲的工藝制造出共混纖維；采用常規(guī)的聚合物溶液成膜工藝可以將上述甲殼素—殼聚糖的粘性溶液制成薄膜；或在上述甲殼素—殼聚糖的粘性溶液中加入發(fā)泡劑后采用常規(guī)的聚合物發(fā)泡工藝可以制得含甲殼素—殼聚糖的發(fā)泡材料；以此類推，上述甲殼素—殼聚糖材料同樣可以在針織物、機織物、無紡布醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。由此獲得的有關(guān)產(chǎn)品具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多種特性。
實施例1將甲殼素原料在40℃下，于50％的NaOH水溶液中浸泡120分鐘，產(chǎn)物在相同濃度的NaOH水溶液中于30℃下浸泡60分鐘；產(chǎn)物經(jīng)壓濾后加入相當于體系總重70％的CS2，在20℃左右反應(yīng)5小時，再加入15倍于甲殼素—殼聚糖重量的碎冰，攪拌12小時溶解制得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的甲殼素—殼聚糖粘性溶液；測試情況如下將上述制得的粘性溶液23克加入240克粘膠纖維紡絲溶(纖維素含量9％)，混合均勻，采用常規(guī)的濕法紡絲方法制得甲殼素—殼聚糖與粘膠的共混纖維，所得纖維的性質(zhì)如表1所示。表1
實施例2將甲殼素原料在85℃下，于30％的NaOH水溶液中浸泡60分鐘，產(chǎn)物在相同濃度的NaOH水溶液中于60℃下浸泡30分鐘；產(chǎn)物經(jīng)壓濾后加入相當于體系總重30％的CS2，在35℃左右反應(yīng)2小時，再加入30倍于甲殼素—殼聚糖重量的碎冰，攪拌2小時溶解制得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的甲殼素—殼聚糖粘性溶液。
權(quán)利要求
1，一種改性甲殼素-殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，其特征在于該共混材料的制造工藝是(一)浸堿脫乙酰工藝包括(1).預浸堿工藝將粒徑小于4mm，灰分含量低0.2％，在30℃下、N，N-二甲基乙酰胺/Licl(96/4)混合溶劑中重量百分濃度為0.4％的溶液粘度為20至250厘泊的甲殼素原料在40-95℃下于30-50％的NaOH水溶液中浸泡10-120分鐘；(2).二次浸堿工藝將經(jīng)預浸堿處理的產(chǎn)物在相同濃度的NaOH水溶液中于30-70℃下浸泡10-60分鐘。甲殼素分子與殼聚糖分子的比例為0.15-0.75。(二)黃酸化反應(yīng)將經(jīng)浸堿脫乙酰處理的產(chǎn)物壓縮至比重為原料的3-5倍后粉碎，再將其與占體系總重30-80％的CS2于20至35℃下進行黃酸化改性反應(yīng)，時間為2-5小時。然后，向體系中加入相當于脫乙?；募讱に亍獨ぞ厶钱a(chǎn)物重量2.5-30倍的碎冰，攪拌2-30小時將其溶解，獲得可與粘膠纖維紡絲原液均勻共混的改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液。(三)共混將改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液與粘膠纖維紡絲原液相混合。
2，按權(quán)利要求1所述的改性甲殼素-殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，其特征在于用該共混材料所做的纖維。
3，按權(quán)利要求1所述的改性甲殼素-殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，其特征在于用該共混材料所做的薄膜。
4，按權(quán)利要求1所述的改性甲殼素-殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，其特征在于用該共混材料所做的發(fā)泡材料。
5，按權(quán)利要求1所述的改性甲殼素-殼聚糖和粘膠纖維紡絲原液共混材料的制造工藝及制品，其特征在于用該共混材料所做的針織物、機織物和無紡布。
全文摘要
本發(fā)明涉及對聚合物的改性處理及應(yīng)用領(lǐng)域,是一種改性甲殼素—殼聚糖的粘性溶液與粘膠紡絲原液共混材料的制造工藝,并將其共混材料采用不同的固化成型工藝制造出纖維、薄膜、發(fā)泡材料等多種制品,該共混材料及制品不僅成本低廉,而且具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性、易于降解等特性,可在紡絲工藝、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)廣泛應(yīng)用。
文檔編號D01F8/02GK1265433SQ0011507
公開日2000年9月6日 申請日期2000年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月23日
發(fā)明者吳學東, 何漢宏 申請人:上海士林紡織有限公司, 何漢宏