一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法与流程

本发明涉及一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法。

背景技术：

1、廉价可再生、可生物降解的纤维素类资源是自然界中最为充足的有机原材料，通过化学改性可使其具有一些特定的属性，从而成为能满足各种用途的功能材料，例如纤维素纤维等。但是直接制备的纤维素纤维具有强度过低的缺点，使其应用领域受限。对纤维素纤维的改性研究正成为国内外研究人员关注的热点问题。

2、在授权公告号为cn112342634b的中国发明专利中，公开了一种抗菌型纳米纤维素纤维的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)薄荷醇复合氧化锌微胶囊的制备：将薄荷醇液体石蜡溶液与壳聚糖酸性溶液进行混合操作a，然后调节ph为5.5-6.5后得混合液i，将所述混合液i与纳米氧化锌进行混合操作b得混合液ii，于所述混合液ii中加入戊二醛进行交联，过滤即得；(2)混料纺丝：将所述薄荷醇复合氧化锌微胶囊与纺丝粘胶原液混合均匀后,进行酸浴纺丝，经纺丝后处理制备得到抗菌型纳米纤维素纤维。

3、在申请公布号cn115944777a的中国发明专利申请中，公开了一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架及其制备方法和应用。该方法种仿生支架包括分散有sio-2-cao-p-2o-5纤维的复合支架，所述的sio-2-cao-p-2o-5纤维在明胶中均匀分布、交错搭接，纤维搭接处的京尼平交联的明胶对纤维进行固定。

4、文献《戊二醛交联改性再生纤维素纤维的研究》和《戊二醛表面交联改性纤维素膜的研究》记载了以戊二醛为交联剂对纤维素纤维进行改性。在生理条件下，由于他们的高反应性和挥发性，小分子的醛类能与身体的蛋白质和dna发生反应，使其通常有毒且有致癌作用。此外，高挥发性的小分子醛还对操作者和环境有害。

5、交联改性可有效提升纤维素纤维强度，研究人员发现戊二醛和京尼平具有较好的交联效果。戊二醛是一种双功能化学交联剂，其优点是能够在溶液和蒸汽条件下交联，但存在与残留的未反应交联剂基团有关的潜在毒性问题。京尼平是一种用于蛋白质材料的优良天然交联剂，已被证明比戊二醛和其他常用的合成交联试剂毒性小得多。然而，其高成本(西格玛25mg京尼平售价1562元)是实际使用的主要缺点。虽然目前现有技术制备出的纤维素纤维具有优良的性能，但工艺相对复杂，交联剂毒性大或成本高。

6、基于上述问题，申请人对上述问题进行了研究，并产生了本案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工艺简单、安全、成本低的氧化糖交联纤维素纤维的制备方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，包括如下步骤：

4、a、氧化糖交联剂的制备：将10-20重量份的糖和20-40重量份高碘酸盐溶解于300-500重量份去离子水中，在20-25℃条件下搅拌6-24h，然后加入10-20重量份的氯化钡，并在5-10℃条件下搅拌1-2h，将混合液过滤，留取滤液得到氧化糖交联剂，备用；

5、b、纤维素纤维的制备：称取50-100重量份纤维素加入到盛有200-300重量份离子液体的容器中，在85-105℃下加热搅拌2-8h，配置成纤维素纤维溶解液，根据湿法纺丝成形工艺制备纤维素纤维；

6、c、纤维素纤维的交联处理：将纤维素纤维浸没于氧化糖溶液，纤维素纤维和氧化糖交联剂的质量比为30：70-10：90，在30-60℃下，交联10-120min，交联完成后取出、沥干，在105-125℃烘干中，得到氧化糖交联纤维素纤维。

7、作为本发明的优选方式，所述糖为葡萄糖、半乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖、麦芽三糖、麦芽四糖中的一种或者多种。

8、作为本发明的优选方式，所述高碘酸盐为高碘酸钠或高碘酸钾。

9、作为本发明的优选方式，所述纤维素为甘蔗渣纤维素、棉纤维素或杨木纤维素。

10、作为本发明的优选方式，所述离子液体为1,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐或1,3-二甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。

11、作为本发明的优选方式，在湿法纺丝成形工艺制备纤维素纤维过程中，凝固浴为离子液体和水的混合液，混合液中，离子液体的质量浓度不大于60％，凝固浴温度为5-10℃。

12、采用本发明的技术方案后，在环境友好的材料加工条件下制备了氧化糖交联纤维素纤维，糖是日常生活中一种最基本的食品添加剂，无毒，可再生并且大量存在于自然界植物中，经过高碘酸盐氧化后，可以在不具有反应性基团的糖分子上引入高活性醛基，使其成为一种新型的生物基交联剂，本发明通过添加氯化钡将过量的高碘酸盐完全沉淀，无需大量水进行过过滤和清洗，减少废水产生。通过研究发现，随着温度的升高和时间的延长，反应发生加剧，纤维素纤维出现褐变、断裂强度有明显的提高。本发明的工艺简单，过程安全，能够降低企业成本。

技术特征：

1.一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述糖为葡萄糖、半乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖、麦芽三糖、麦芽四糖中的一种或者多种。

3.如权利要求2所述的一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述高碘酸盐为高碘酸钠或高碘酸钾。

4.如权利要求3所述的一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述纤维素为甘蔗渣纤维素、棉纤维素或杨木纤维素。

5.如权利要求4所述的一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述离子液体为1,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐或1,3-二甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。

6.如权利要求5所述的一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，其特征在于，在湿法纺丝成形工艺制备纤维素纤维过程中，凝固浴为离子液体和水的混合液，混合液中，离子液体的质量浓度不大于60％，凝固浴温度为5-10℃。

技术总结本发明涉及一种氧化糖交联纤维素纤维的制备方法，包括如下步骤：A、氧化糖交联剂的制备：将10‑20重量份的糖和20‑40重量份高碘酸盐溶解于300‑500重量份去离子水中，加入10‑20重量份的氯化钡，并在5‑10℃条件下搅拌1‑2h，将混合液过滤，留取滤液得到氧化糖交联剂，备用；B、纤维素纤维的制备：称取50‑100重量份纤维素加入到盛有200‑300重量份离子液体的容器中，在85‑105℃下加热搅拌2‑8h，配置成纤维素纤维溶解液，根据湿法纺丝成形工艺制备纤维素纤维；C、纤维素纤维的交联处理：将纤维素纤维浸没于氧化糖溶液，在30‑60℃下，交联10‑120min，在105‑125℃烘干中，得到氧化糖交联纤维素纤维。本发明的工艺简单，过程安全，能够降低企业成本。技术研发人员：尹红辉,肖进彬受保护的技术使用者：晋江安润纺织有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27