[0001] 本发明涉及一种纤维材料，具体地说，涉及一种醋腈纤维及其制备方法。

[0002] 腈纶是世界合成纤维主要品种之一，它手感柔软，色泽鲜艳，强度和弹性都比较好，有“人造羊毛”的美誉。但腈纶纤维大分子呈不规则的螺旋构象，不具有真正的结晶结构，纤维的强力比天然纤维和再生纤维高得多，耐酸性好，耐候性好；而且由于原料聚丙烯腈(PAN)中含有大量的疏水性基团，腈纶的吸湿性较差，极易产生静电。静电会导致纤维缠绕或堵塞机件，影响织造过程的顺利进行；静电荷在服装上积聚容易使穿着者产生不适感，降低了腈纶纺织品的服用性能，从而限制了它的进一步发展。

[0003] 将抗静电剂与腈纶纺丝原液共混，然后纺制成纤维是对腈纶进行抗静电改性的一种重要方法。目前常用的共混型抗静电剂为炭黑，如CN101805935A公开了一种新型抗静电腈纶及抗静电腈纶的制备方法。该腈纶含有碳纳米管和炭黑，其中碳纳米管的重量百分数是1％-15％，炭黑的重量百分数是1％-3％，聚丙烯腈的重量百分数范围为82％-98％。然而由于制得的纤维为黑色，其用途受到限制。

[0004] 另外，适当的物理和化学方法也可以改善腈纶的抗静电性能，但存在不同程度的环境污染问题。博士论文《腈纶等离子体抗静电处理》提出了一种采用低温等离子体技术对腈纶进行表面改性来改善腈纶的抗静电性能的方法。低温等离子体技术作为一种环境友好的新技术，节水，节能，无污染，具有显著的经济及环保效应。然而该方法要求比较高，在实际推广应用中具有一定的难度。

[0005] 醋酸纤维的吸湿性能良好，回潮率为6％，能用分散染料染色，并具良好的穿着性能。长丝光泽优雅，手感柔软，有良好的悬垂性，酷似真丝，适于制作内衣、浴衣、童装、妇女服装和室内装饰织物等，还可做香烟滤嘴。但醋酸纤维的强度低服用性差。

[0006] “吸湿腈纶纤维纺纱工艺研讨”《王佐武.吸湿腈纶纤维纺纱工艺研讨》公开了用聚丙烯腈和醋酸纤维素两种原料复合制成的吸湿腈纶纤维。然而复合纤维是在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物。并且这种吸湿腈纶纤维由于本身回潮率低，在纺纱加工过程中，各工序飞花及静电现象严重，尤其在高速并条机上纺制，前罗拉输出须条纤维静电现象更为突出，极易缠绕罗拉、皮辊，不仅生活难做，并且导致条干严重恶化。

[0007] 硕士论文《亲水性共聚丙烯腈纤维研究》以丙烯腈(AN)、潜交联剂(丙烯酸-2-羟丙酯)、醋酸乙烯酯(VAc)为单体，氯酸钠(NaClO3)为引发剂，采用水相沉淀聚合法制备共聚丙烯腈。以N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂，经湿法纺丝制得含潜交联剂的共聚丙烯腈(CPAN)纤维和CPAN/醋酸纤维素(CA)共混纤维(CPAN—CA)，再经后交联制备了具有交联结构的共聚丙烯腈系纤维，对纤维碱性水解，得到具有较强吸水、保水能力、无刺激性且有一定强力的共聚丙烯腈系纤维。然而，在共聚丙烯腈的制备中需要添加前交联剂和引发剂，并采用水相沉淀聚合法，其制备方法复杂；而且在用湿法纺丝制得含潜交联剂的共聚丙烯腈(CPAN)纤维和CPAN/醋酸纤维素(CA)共混纤维后，需要进一步进行后交联，并对纤维进行碱性水解才能得到具有较强吸水、保水能力、无刺激性且有一定强力的共混纤维。该方法不仅在共聚丙烯腈的制备中需要添加前交联剂和引发剂，且其制备方法复杂，需采用水相沉淀聚合、湿法纺丝、后交联和碱水解多步反应，并指出“水解是制备聚丙烯腈系亲水性纤维的必要步骤”。然而制得的共混纤维中当醋酸纤维素的含量为5％时强度达到最大，仅为1.4cN/dtex，随后随着醋酸纤维素含量的增加而下降。

[0008] 当前我国纺织行业面临产品结构调整，为适应国内外市场竞争和提高企业经济效益，迫切需要开发一种既具有醋酸纤维优良特性又具有腈纶纤维优良特性、抗静电性能、强度等综合性能改善的纤维来满足市场需求，并需要提供一种相对简单的制备方法。

[0009] 有鉴于此，特提出本发明。

[0055] 以下为本发明的具体实施方式，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。

[0056] 实施例1、醋腈纤维的制备

[0057] 1)聚合物的生产：将92wt％丙烯腈、8wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30～40wt％，于58～62℃，pH为2.5～3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到粉状聚丙烯腈；

[0058] 2)将粉状聚丙烯腈、醋酸纤维素与溶剂二甲基乙酰胺按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素(85wt％：15wt％)之和与二甲基乙酰胺按质量20wt％：80wt％比例混合，经升温加热至80℃，使聚丙烯腈、醋酸纤维素完全溶解在溶剂二甲基乙酰胺中，再降温到70℃进行过滤制得纺丝原液；

[0059] 3)纺丝原液再经调温调压、过滤后于0.7～0.9MPa压力、温度80～97℃下进行纺丝，按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素比例为85wt％：15wt％进行纺丝，经凝固浴(凝固浴为二甲基乙酰胺的水溶液，其浓度为30～55wt％，温度为25～50℃。)双扩散成型，经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为10倍，通过200KPa定型压力定型，制得醋腈纤维。

[0060] 实施例2、醋腈纤维的制备

[0061] 1)聚合物的生产：将94wt％丙烯腈、6wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30～40wt％，于58～62℃，pH为2.5～3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到粉状聚丙烯腈；

[0062] 2)将粉状聚丙烯腈、醋酸纤维素与溶剂二甲基乙酰胺按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素(80wt％：20wt％)之和与二甲基乙酰胺按质量23wt％：77wt％比例混合，经升温加热至80℃，使聚丙烯腈、醋酸纤维素完全溶解在溶剂二甲基乙酰胺中，再降温到70℃进行过滤制得纺丝原液；

[0063] 3)纺丝原液再经调温调压、过滤后于0.7～0.9MPa压力、温度80～97℃下进行纺丝，按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素比例为80wt％：20wt％进行纺丝，经凝固浴(凝固浴为二甲基乙酰胺的水溶液，其浓度为30～55wt％，温度为25～50℃。)双扩散成型，经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为4倍，通过330KPa定型压力定型，制得醋腈纤维。

[0064] 实施例3、醋腈纤维的制备

[0065] 1)聚合物的生产：将93wt％丙烯腈、7wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30～40wt％，于58～62℃，pH为2.5～3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到粉状聚丙烯腈；

[0066] 2)将粉状聚丙烯腈、醋酸纤维素与溶剂二甲基乙酰胺按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素(75wt％：25wt％)之和与二甲基乙酰胺按质量25.5wt％：74.5wt％比例混合，经升温加热至80℃，使聚丙烯腈、醋酸纤维素完全溶解在溶剂二甲基乙酰胺中，再降温到70℃进行过滤制得纺丝原液；

[0067] 3)纺丝原液再经调温调压、过滤后于0.7～0.9MPa压力、温度80～97℃下进行纺丝，按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素比例为75wt％：25wt％进行纺丝，经凝固浴(凝固浴为二甲基乙酰胺的水溶液，其浓度为30～55wt％，温度为25～50℃。)双扩散成型，经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为8倍，通过250KPa定型压力定型，制得醋腈纤维。

[0068] 实施例4、醋腈纤维的制备

[0069] 1)聚合物的生产：将93.5wt％丙烯腈、6.5wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30～40wt％，于58～62℃，pH为2.5～3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到粉状聚丙烯腈；

[0070] 2)将粉状聚丙烯腈、醋酸纤维素与溶剂二甲基乙酰胺按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素(70wt％：30wt％)之和与二甲基乙酰胺按质量25wt％：75wt％比例混合，经升温加热至80℃，使聚丙烯腈、醋酸纤维素完全溶解在溶剂二甲基乙酰胺中，再降温到70℃进行过滤制得纺丝原液；

[0071] 3)纺丝原液再经调温调压、过滤后于0.7～0.9MPa压力、温度80～97℃下进行纺丝，按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素比例为70wt％：30wt％进行纺丝，经凝固浴(凝固浴为二甲基乙酰胺的水溶液，其浓度为30～55wt％，温度为25～50℃。)双扩散成型，经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为6倍，通过280KPa定型压力定型，制得醋腈纤维。

[0072] 实施例5、醋腈纤维的制备

[0073] 1)聚合物的生产：将92.5wt％丙烯腈、7.5wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30～40wt％，于58～62℃，pH为2.5～3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到粉状聚丙烯腈；

[0074] 2)将粉状聚丙烯腈、醋酸纤维素与溶剂二甲基乙酰胺按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素(65wt％：35wt％)之和与二甲基乙酰胺按质量25wt％：75wt％比例混合，经升温加热至80℃，使聚丙烯腈、醋酸纤维素完全溶解在溶剂二甲基乙酰胺中，再降温到70℃进行过滤制得纺丝原液；

[0075] 3)纺丝原液再经调温调压、过滤后于0.7～0.9MPa压力、温度80～97℃下进行纺丝，按粉状聚丙烯腈与醋酸纤维素比例为65wt％：35wt％进行纺丝，经凝固浴(凝固浴为二甲基乙酰胺的水溶液，其浓度为30～55wt％，温度为25～50℃。)双扩散成型，经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为7倍，通过300KPa定型压力定型，制得醋腈纤维。

[0076] 实施例6、醋腈纤维的制备

[0077] 将溶剂由二甲基乙酰胺改为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或者硫氰酸钠重复实施例1—5试验，均能制得醋腈纤维。

[0078] 对比例、按照现有技术的方法制备醋腈纤维

[0079] 采用间歇式水相沉淀聚合法制备聚丙烯腈：在四口烧瓶中通过恒温循环水浴控制温度在45±2℃，氮气保护，然后按一定比例投入丙烯腈(AN)、醋酸乙烯酯(VAc)、潜交联剂(HQ)，调节pH值为2左右，再加入NaClO3-Na2SO3引发剂引发聚合反应，控制聚合时间一个半小时，加NaOH以终止反应，经过滤烘干得到白色粉末状聚丙烯腈。

[0080] 将制得的白色粉末状聚丙烯腈和醋酸纤维素分别以85/15、80/20、75/25、70/30、65/35的质量比共混，按20％浓度配置DMAc纺丝溶液后放入纺丝釜中，以一定转速搅拌混匀，得到棕色透明的均匀溶液，60℃下抽真空脱泡，采用湿法纺丝工艺，以40％浓度的DMAc水溶液为凝固浴，纺制初生纤维，经凝固成型、拉伸、松弛、干燥后，得到共混纤维。

[0081] 将上述制得的纤维自然风干后，放入180℃温度烘箱中交联，处理适当时间，使纤维大分子内部的官能团发生脱水交联反应，得到具备交联网状结构的共混纤维。

[0082] 将共混短纤维放入不同浓度不同温度的碱液槽中，控制水解时间，取出后经盐酸中和纤维表面残留碱液，再经蒸馏水充分洗涤、自然晾干后得到具备亲水性能的共混纤维。

[0083] 试验例1

[0084] 本试验例考察了在聚丙烯腈和醋酸纤维素共混比相同的情况下，采用本发明的方法和现有技术的方法制得的纤维的性能。

[0085] 试验样品：按照本发明实施例1的方法，将聚丙烯腈和醋酸纤维素分别以85/15、80/20、75/25、70/30、65/35的质量比共混，制得本发明的醋腈纤维。

[0086] 对照样品：按照对比例的方法，将聚丙烯腈和醋酸纤维素分别以85/15、80/20、75/25、70/30、65/35的质量比共混，制得现有技术的共混纤维。

[0087] 采用本领域常用的方法对本发明制得的醋腈纤维和现有技术的共混纤维的主要技术指标(规格均为1.33dtex)进行了测试，结果见下表1。

[0088] 表1

[0089]

[0090]

[0091] 注：其中共混比为w(聚丙烯腈)/w(醋酸纤维素)

[0092] 从上述试验结果可以看出，在聚丙烯腈和醋酸纤维素共混比相同的情况下，采用本发明的方法制得的醋腈纤维的综合性能好。

[0093] 试验例2

[0094] 本试验例对本发明制得的醋腈纤维与常规的腈纶纤维和醋酸纤维的主要技术指标进行了测试，见下表2和表3。

[0095] 表2、本发明制得的醋腈纤维与常规腈纶纤维的主要技术指标

[0096]

[0097] 表3、本发明制得的醋腈纤维与常规醋酸纤维的主要技术指标

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