一种负载烟酰胺的再生纤维素纤维的制备方法与流程

本发明涉及再生纤维素纤维，具体地说，是一种负载烟酰胺的再生纤维素纤维的制备方法。

背景技术：

1、随着纺织工业向功能化、绿色化、高端化方向快速发展，功能性纤维成为行业转型升级的核心方向之一，其中兼具护肤、保健等附加功能的纤维产品，凭借其贴合人体穿着需求、提升产品附加值的优势，逐渐成为市场热点。烟酰胺作为维生素b3的重要活性衍生物，具有优异的水溶性、生物相容性和生理活性，不仅在化妆品、医药领域应用广泛，近年来也逐步被引入纺织行业，其在改善纤维亲肤性、赋予纤维美白、保湿等功能方面展现出良好的应用潜力，为功能性纤维的研发提供了新的思路。

2、目前，烟酰胺在纺织行业的应用主要集中于两个领域：一是作为染料助剂或整理剂成分，用于改善染色和印花效果，烟酰胺凭借其中性特性，可调节染料和印花色浆的ph值，稳定染色体系，提升染料与纤维的亲和性，改善染色均匀性，减少色斑、色花等缺陷，尤其适用于对色光敏感的浅色面料加工，适配棉、麻、粘胶等天然纤维及涤纶、锦纶等合成纤维；二是作为功能活性成分负载于纤维中，制备具有护肤、保健功能的功能性纺织品，这类应用是近年来的研究热点，其核心是将烟酰胺稳定负载于纤维内部或表面，实现其在穿着过程中的长效缓释，充分发挥其生理活性。

3、在负载烟酰胺的纤维制备技术中，根据负载方式的不同，现有技术主要分为三大类：纺前共混法、后整理法和复合法，其中纺前共混法因操作简便、负载均匀、与纤维结合紧密等优势，成为再生纤维素纤维等天然高分子纤维负载功能成分的优选方式。

4、但是，在实际的生产操作中，存在以下弊端：

5、1、烟酰胺与再生纤维素纤维纺丝体系的相容性不佳：烟酰胺是极性小分子，虽然水溶性和亲水性好，但纤维素纤维纺丝体系粘度较大，小分子与再生纤维素高分子基体的相容性不佳，导致纺丝不稳定，纤维质量下降，且影响烟酰胺的负载均匀性和功能发挥。

6、2、纺丝过程中烟酰胺易分解、活性降低：在再生纤维素纤维纺丝工艺条件下，烟酰胺在该条件下易发生结构变化，导致其活性降低，无法充分发挥护肤、保湿等功能。

7、3、烟酰胺负载量与纤维力学性能难以平衡：烟酰胺的负载量与纤维的力学性能存在明显的矛盾，负载量过高导致纤维力学性能指标显著下降，无法满足纺织加工和实际穿着的需求；负载量过低则无法达到预期的功能效果，难以实现功能性与实用性的统一。

8、4、烟酰胺的长效缓释性能差：无论是后整理法还是纺前共混法，由于烟酰胺水溶性较强，在洗涤过程中，负载于纤维中的烟酰胺均易出现快速释放的问题，烟酰胺流失严重，导致纤维的功能耐久性差，无法实现长期稳定的功能性；部分采用微球、脂质体等载体的技术，虽可改善缓释性能，但存在载体与纤维相容性差、易脱落或突释的问题，且工艺复杂、成本较高。

9、因此，当前纺织行业中，负载烟酰胺的纤维制备技术，尤其是再生纤维素纤维纺前添加烟酰胺的技术，仍存在纺丝不稳定、烟酰胺在凝固浴中易流失、负载量与力学性能难以平衡、长效缓释效果不佳等缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种负载烟酰胺的再生纤维素纤维的制备方法，在满足纤维功能性的同时，避免功能性的加入带来力学性能方面的损失。

2、为实现上述目的，本发明提供一种负载烟酰胺的再生纤维素纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、s1、粘胶纺丝原液的制备

4、浆粕原料经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡、熟成、制得纺丝原液。

5、优选的，所述浆粕原料为木浆粕、棉浆粕或竹浆粕的一种或多种。

6、优选的，所述浸渍的温度为40～50℃，时间为35～45min，浸于质量分数为14～18%的氢氧化钠溶液中。

7、优选的，所述老成温度为20～25℃，老成时间为2～3h。

8、优选的，所述黄化温度为15～20℃，黄化时间为60～80min。

9、优选的，所述溶解分为两个阶段，第一阶段的温度为20～25℃，时间为2～3h；第二阶段的温度为10～15℃，时间为50～60min。

10、优选的，所述熟成时间为18～24h，熟成温度为15～20℃。

11、优选的，所述纺丝原液的落球粘度控制在50～65s，熟成度控制在11～15ml(10%nh4cl)，naoh含量为4.2～4.7wt%，甲纤含量为7.4～8.2wt％。

12、 s2、前驱体乳液的制备

13、将3-氰基吡啶、乳化剂加入到去离子水中高速乳化，得到前驱体乳液。

14、优选的，所述3-氰基吡啶、乳化剂和去离子水的质量比为15～20:1～3:80～90。

15、优选的，所述高速乳化的温度为55～65℃，时间为15～20min，速率为4000～5000r/min。

16、s3、共混

17、将前驱体乳液采用纺前注射的方法加入到纺丝原液中搅拌10～15min，得到共混纺丝原液。

18、优选的，所述前驱体乳液的加入量以前驱体乳液中的3-氰基吡啶占纺丝原液中甲纤含量的5～7wt%为计。

19、由于烟酰胺是极其亲水的小分子，如果共混时直接加入烟酰胺，在凝固浴中，小分子烟酰胺就会大量地扩散到凝固浴中，流失率极高，造成原料的浪费，且对凝固浴造成污染。但采用3-氰基吡啶的乳液，3-氰基吡啶疏水，在凝固浴中几乎不会溶解流失，并被包裹在成型的纤维素骨架中。纤维素纤维的力学性能依赖于成型时纤维中纤维素大分子之间形成的紧密的氢键网络，如果直接采用烟酰胺，烟酰胺中的酰胺基团会干扰纤维素大分子之间的氢键结合，导致强度下降；但采用3-氰基吡啶，3-氰基吡啶含有氰基和吡啶环上的氮原子，没有活泼的供氢基团，对纤维素大分子间的结合干扰低，保证了初生纤维丝束的骨架强度。

20、s4、纺丝

21、共混纺丝原液经喷丝孔喷出后经凝固浴内成型、牵伸得初生纤维丝束；初生纤维丝束二浴进一步塑化成型，得纤维丝束。

22、优选的，所述凝固浴组份中，硫酸为80～100g/l、硫酸锌为40～60g/l、硫酸钠为220～230g/l，反应温度为40～45℃，纺丝速率为35～45m/min，牵伸为10～20%。

23、优选的，所述二浴中，硫酸的浓度为15～25g/l，温度为80～90℃，二浴的牵伸为80～90%,纺丝速率为35～45m/min。

24、s5、后处理

25、纤维丝束经过酸洗、脱硫、漂白、交联、水洗、上油、烘干，制得负载烟酰胺的再生纤维素纤维。

26、优选的，所述脱硫采用亚硫酸钠，浓度为15～30g/l，温度为70～80℃。

27、优选的，所述漂白工序在漂白浴中进行，所述漂白浴中各组份及浓度为：27.5%过氧化氢10～15g/l，碳酸钠1～2g/l,双氧水稳定剂2～3g/l，渗透剂1～2g/l；溶剂为水。

28、优选的，所述漂白浴的温度为50～60℃，漂白时间40～50min，浴比为1:15～20。

29、优选的，所述交联工序为，将漂白工序后的纤维丝束浸渍在交联浴中，接着80～90℃烘干50～60min，120～125℃继续烘干20～30min，后续水洗至中性，避免柠檬酸的残留；所述交联浴中各组份及浓度为：柠檬酸40～50g/l,次磷酸钠10～15g/l；溶剂为水。

30、优选的，所述浸渍的温度为30～40℃，时间为5～7min，浴比为1:15～20。

31、在漂白工序中，双氧水起到漂白和氧化作用，碳酸钠提供弱碱性环境，双氧水稳定剂起到稳定双氧水和弱碱性环境的作用。在漂白浴的弱碱性氧化环境中，3-氰基吡啶水解，在纤维内部生成均匀的烟酰胺；在交联工序中，漂白工序后的纤维丝束浸渍在交联浴，接着烘干处理，其中80～90℃去除纤维中的多余水分。柠檬酸中含有三个羧基，120～125℃下柠檬酸可以与纤维素表面的羟基之间形成交联键，通过交联，纤维表面的微孔收紧，不仅降低烟酰胺的水洗流失，同时交联网状结构的生成对纤维的湿强也具有一定的提升作用；并且，在该温度下，纤维也不易泛黄发脆。

32、由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果是：

33、1、本发明制备的负载烟酰胺的再生纤维素纤维力学性能优异，其中干断裂强度2.3～2.47cn/dtex，湿断裂强度1.37～1.48cn/dtex；吸湿性好，回潮率大于15%。

34、2、本发明凝固浴中3-氰基吡啶的流失率低于0.1%，而直接将烟酰胺加入到纺丝原液后纺丝的流失率高于50%,说明本发明大幅度提高了原料的利用率。

35、3、本发明通过交联将纤维表面的微孔收紧，大幅度降低了纤维内部烟酰胺的水洗流失，水洗50次后烟酰胺的流失率低于3%。