一种用聚乙烯醇纤维制备的超吸水纤维、其制备方法及用图
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维材料制备领域，特别是涉及一种用聚乙烯醇纤维制备的超吸水纤维、其制备方法及用途。
【背景技术】
[0002]超吸水纤维是继超吸水树脂而发展起来的一种具有特殊功能的纤维。该纤维能和超吸水树脂一样可吸收自身重量30-50倍的生理盐水或150倍以上的无离子水。这些水分能被保持在纤维内部，并不被挤压出来。超吸水纤维不仅具有超吸水树脂的吸水、保水功能，而且由于纤维直径小，通常在30 μπι左右，因此具有较大的表面积，吸水速度比树脂更快；纤维具有大的长径比，就可以和其他纤维缠绕在一起不易散落；超吸水纤维使用方便，可和其他各类纤维混纺制成纺织品或一起制成非织造布，和其他纤维一起交织制成的织物即使在吸水纤维含量较高时也非常柔软。
[0003]此外，与超吸水树脂相比较，超吸水纤维有更多优越的性能，在工农业和日常生活中用途更为广泛，发展潜力很大。
[0004]中国纺织科学研究院公开号为CN1407147的专利，南通中银纤维制品有限公司的公开号为CN1664189的专利，中国石油化工股份有限公司和天津工业大学的公开号为CN1743517和CN1743542的专利均公开了超吸水纤维及其制备方法。CN1407147是以丙烯酸、丙烯酸钠等丙烯酸酯一起在水溶液中聚合得到共聚物水溶液，以聚乙烯醇水溶液为芯层或皮层，经皮-芯型复合喷丝板挤出、热空气干法纺丝和热交联得到超吸水纤维。CN1664189专利是用丙烯酸系原料单体和增韧材料加水一次性投料一加压，分段控制，共聚共混一脱单体脱泡一挤出喷丝一流变态拉伸一固化成型一热交联处理一超吸水纤维。CN1743542专利的超吸水纤维是以丙烯酸系单体和聚乙烯醇、潜交联剂溶液一步聚合法直接制备共混聚合物溶液，经干法纺丝纺制纤维后热交联处理后制得。CN1743517专利是用丙烯腈及甲基丙烯酸甲酯等单体和潜交联剂一起聚合得共聚丙烯腈溶液，经湿法纺丝拉伸得共聚丙烯腈纤维，再经热交联，适当碱性水解和弱酸洗涤后，脱水，干燥制得超吸水纤维。特开平2004-293022公开了一种聚乙烯醇高吸水纤维，所述的聚乙烯醇吸水纤维是聚乙烯醇溶解在DMSO溶剂中，用甲醇做凝固浴纺丝，再经架桥剂(交联剂)聚丙烯酸等后处理交联成吸水纤维。特开平07-189023也公开了一种聚乙烯醇高吸水纤维，所述高吸水纤维是聚乙烯醇溶解在水中，用常规凝固浴纺丝，再经磷酸、磷酸铵、硫酸铵、硫酸钛或有机架桥剂羟甲基化合物、环氧化合物，异氰酸基化合物、醛基化合物交联剂后处理而成。
[0005]但是上述方法中的生产工艺较为复杂，产品的物理机械性能不高，由于丙烯酸甲酯等原料成本较高，生产中极易挥发污染环境，需要耗费大量的化学试剂。
[0006]《高吸水改性PVA的制取及性能》(中国纺织大学学报1988年5期)，研究了一种高吸水改性PVA树脂及其制备方法；CN101260612A公开了用聚乙烯醇纤维制备超吸水纤维的方法:以含交联剂的聚乙烯醇溶液为纺丝原液经干法纺丝和热处理得到聚乙烯醇超吸水纤维的制备方法。但是所述超吸水纤维的吸水能力还有待进一步提高。
[0007]CN 101260612A公开了一种用聚乙烯醇纤维制备超吸水纤维的方法，包括:(1)将5?15G水溶性聚乙烯醇纤维放入50?100G含有马来酸酐的有机溶剂中，在温度50?100°C时，经马来酸酐酯化I?5小时；(2)酯化后的纤维再经碱溶液处理，洗涤、干燥。该超吸水纤维的吸水性仅为其自身重量150倍以上的无离子水或35倍以上的生理盐水，限制了其工业化应用。
【发明内容】
[0008]本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种用聚乙烯醇纤维制备的超吸水纤维、其制备方法及用途。所述聚乙烯醇超吸水纤维的制备方法简便，设备投资少，容易规模化生产，制得的纤维具有超强的吸水性。
[0009]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]一种用聚乙烯醇纤维制备超吸水纤维的方法，包括:
[0011](I)将11?15g水溶性聚乙烯醇纤维放入85?95g含有马来酸酐的有机溶剂中，在温度70?95°C时，经马来酸酐酯化I?5小时；
[0012](2)酯化后的纤维经碱溶液处理，洗涤、干燥，得到聚乙烯醇超吸水纤维。
[0013]本发明采用现成的水溶性聚乙烯醇纤维为原料，利用马来酸酐的酯化接枝在原有聚乙烯醇纤维内的分子链上引入羧基，以增加纤维的亲水性能，使纤维吸收大量的水而不溶解于水，同时产生交联，因此制得的产品比单一交联的聚乙烯醇纤维有更好的水中膨润性。
[0014]本发明采用常规生产的水溶性聚乙烯醇纤维为原料，不需经过纺丝工艺，初期资金投入少，产品在空气中存放不易吸潮结块、易于保存，吸水率较高。
[0015]作为优选的技术方案，所述用聚乙烯醇纤维制备超吸水纤维的方法包括:
[0016](I)将14g水溶性聚乙烯醇纤维放入85g含有马来酸酐的有机溶剂中，在温度80°C时，经马来酸酐酯化2.5小时；
[0017](2)酯化后的纤维经碱溶液处理，洗涤、干燥，得到聚乙烯醇超吸水纤维。
[0018]所述的聚乙烯醇纤维是低温水溶性的。
[0019]所述的有机溶剂为二氧六环和/或乙酸丁酯。
[0020]所述的马来酸酐在有机溶剂中的重量百分浓度为5?25%，马来酸酐的有机溶剂和聚乙烯醇纤维的重量比是5:1?10:1。
[0021]所述的碱溶液处理在氢氧化钠和/或氢氧化钾的甲醇或乙醇溶液中进行，碱处理后的纤维是在甲醇或乙醇中洗涤，在低于95°C下干燥。
[0022]本发明还提供了所述制备方法制备得到的聚乙烯醇超吸水纤维。
[0023]本发明还提供了所述聚乙烯醇超吸水纤维的用途，其用于包装材料、卫生用品、医用材料及过滤干燥领域。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0025](I)本发明选择合适的水溶性聚乙烯醇纤维与马来酸酐有机溶剂的质量比，并选择合适的温度，制得的聚乙烯醇超吸水纤维具有优异的吸水性能，可吸收自身重量400倍以上的无离子水或55倍以上的生理盐水。
[0026](2)与常规方法相比较，该方法生产设备简单，容易以各种不同规模投入生产，无废水排放，溶剂可回收利用。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例，进一步