一种再生纤维素纤维及其制备方法
阅读：22发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种再生纤维素纤维及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种再生 纤维 素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，首先用NMMO溶液溶解玉米芯纤维浆粕和螯合剂，得到纺丝原液；然后再使用上述步骤得到的纺丝原液制备 再生 纤维素 纤维 。本发明采用 溶剂 法制备再生纤维素纤维，以玉米芯纤维为Lyocell纤维的原料，充分的利用了农业废弃物玉米芯，有效的解决了Lyocell纤维原材料短缺的桎梏，而且玉米芯纤维素浆粕，纤维长度短(长度在0～0.3mm之间)，聚合度均匀(在500～600之间)，在溶剂体系中能够快速分散均匀，而且浆粕表面分布有大量的孔洞，具有较强的 毛细现象 ，可快速吸收溶剂，使浆粕表面与内部都参与反应，极大的降低了反应时间，提高了反应均匀度。，下面是一种再生纤维素纤维及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将玉米芯纤维浆粕和螯合剂在NMMO溶液中混合溶解后，得到纺丝原液；
所述步骤1)具体为：
将NMMO溶剂浓缩至含水10％～30％时，加入螯合剂和玉米芯浆粕，通入酸性气体进行处理，然后升温，同时经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素，得到纺丝原液；
2)再将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝，得到再生纤维素纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米芯纤维浆粕的聚合度为400～800。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米芯纤维浆粕中甲纤为80％～
95％，白度为70％～90％，灰分为0～0.5％，水分为5％～50％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米芯纤维浆粕的质量占纺丝原液总质量的5％～20％；所述螯合剂的质量为所述玉米芯纤维浆粕质量的0.1％～0.5％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述螯合剂为羧酸类螯合剂、聚羧酸类螯合剂和有机多元膦酸类螯合剂中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述羧酸类螯合剂为氨基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂和羟氨基羧酸类螯合剂的一种或几种；
所述氨基羧酸类螯合剂包括乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)和二亚乙基三胺五乙酸及其盐中的一种或几种；所述羟氨基羧酸类螯合剂包括羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸(DEG)中的一种或几种；所述羟基羧酸类螯合剂包括柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)中的一种或几种；
所述聚羧酸类螯合剂为聚丙烯酸及其钠盐、聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐、富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米芯纤维浆粕经过酸处理。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酸处理为所述玉米芯纤维浆粕和NMMO溶液混合前用酸性溶液进行处理。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的制备方法所制备的再生纤维素纤维，其特征在于，由玉米芯纤维作为纤维原料经制备后得到。
10.一种物品，其特征在于，含有权利要求1～8任意一项所述的制备方法制备的再生纤维素纤维，或权利要求9所述的再生纤维素纤维；
所述物品包括民用服装、家纺织物、紫外防护织物或工业用特种防护服。
一种再生纤维素纤维及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 再生纤维素纤维是指用天然聚合物为原料、经化学方法制成的、与原聚合物在化学组成上基本相同的化学纤维。同时又可用纤维素为原料制成的、结构为纤维素II的再生纤维。
[0003] 在众多再生纤维素纤维中，Lyocell纤维(意即溶解性纤维)被誉为21世纪绿色纤维，它是以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂，用于湿法纺制的再生纤维素纤维。早在20世纪30年代就有专利(US92179181)提出可用叔胺酸氧化物直接溶解纤维素来制取性能优于粘胶纤维的新型纤维素纤维-Lyocell纤维，其组成仍属于纤维素结构，产品废弃物自然降解，被认为是综合性能良好的一种绿色环保纤维。它具有棉纤维的舒适性、聚酯纤维的强度、粘胶纤维的悬垂性和蚕丝的柔软质态，深受人们的喜爱。为此，从20世纪70年代起至今，在国内外科学家的共同努力下，已申请或公开了有关Lyocell纤维的上百个专利。
[0004] 如专利“CN1472374A溶剂法竹纤维素纤维的制造方法”提到了一种利用竹纤维素浆粕生产溶剂法纤维素纤维的制造方法，其方法为：先将聚合度为400～1000的竹纤维素浆粕用切浆机切断为特定规格的小片，然后进行脱水使含水率达到2～4％，然后与浓缩后的NMMO溶剂混合、搅拌，在真空条件下加热至80～110℃下进行溶解，得到纺丝原液。然后将该纺丝原液进行纺丝、后处理等工序得到竹纤维短丝或者长丝。专利“CN1420214A溶剂法纤维素纤维的纺丝原液的制备工艺”中提到了一种以棉浆粕或者木浆粕生产溶剂法纤维素纤维的纺丝，设备简单，适合小批量生产，但是需在改造的溶解釜或聚合釜完成反应。
[0005] 但是上述现有技术中涉及制造方法，都是以棉、木或者竹浆粕制成的纤维素浆粕为原料。但随着Lyocell纤维的高速发展，林木棉等农业资源的日益紧缺，已不能满足人们对Lyocell纤维原料的需求趋势。而且，由于所采用的纤维素浆粕为棉、木或者竹浆粕，纤维长度较长(长度一般大于0.5mm)，聚合度较高，纤维之间的结团、搭桥、絮聚作用明显，因而在溶于NMMO溶剂过程中，使NMMO溶剂无法快速、均匀的与浆粕混合反应，存在溶解时间长、影响后续成丝性能等技术难题，在实际生产过程中缺乏可操作性。
[0006] 因此，如何找到一种更有利于再生纤维素纤维长期发展，并且能够增强实际生产中可操作性的制备方法，已成为行业内生产厂家所广泛关注的焦点和亟待解决的问题。
发明内容
[0007] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种再生纤维素纤维及其制备方法，本发明的提供的再生纤维素纤维及制备方法，以玉米芯为纤维素为原料，经过溶剂法制备再生纤维素纤维，有效的解决了再生纤维素纤维原料紧缺，以及制备过程中可操作性差的问题。
[0008] 本发明提供了一种再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009] 1)将玉米芯纤维浆粕和螯合剂在NMMO溶液中混合溶解后，得到纺丝原液；
[0010] 2)再将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝，得到再生纤维素纤维。
[0011] 优选的，所述玉米芯纤维浆粕的聚合度为400～800。
[0012] 优选的，所述玉米芯纤维浆粕中甲纤为80％～95％，白度为70％～90％，灰分为0～0.5％，水分为5％～50％。
[0013] 优选的，所述玉米芯纤维浆粕的质量占纺丝原液总质量的5％～20％；所述螯合剂的质量为所述玉米芯纤维浆粕质量的0.1％～0.5％。
[0015] 优选的，所述羧酸类螯合剂为氨基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂和羟氨基羧酸类螯合剂的一种或几种；
[0016] 所述氨基羧酸类螯合剂包括乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)和二亚乙基三胺五乙酸及其盐中的一种或几种；所述羟氨基羧酸类螯合剂包括羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸(DEG)中的一种或几种；所述羟基羧酸类螯合剂包括柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)中的一种或几种；
[0018] 优选的，所述玉米芯纤维浆粕经过酸处理。
[0019] 优选的，所述酸处理为所述玉米芯纤维浆粕和NMMO溶液混合前用酸性溶液进行处理；
[0021] 本发明提供了一种再生纤维素纤维，其特征在于，由玉米芯纤维作为纤维原料经制备后得到。
[0023] 所述物品包括民用服装、家纺织物、紫外防护织物或工业用特种防护服。
[0024] 本发明提供了一种再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，首先将玉米芯纤维浆粕和螯合剂在NMMO溶液中混合溶解后，得到纺丝原液；再将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝，得到再生纤维素纤维。与现有技术相比，本发明采用溶剂法制备再生纤维素纤维，以玉米芯纤维为Lyocell纤维的原料，充分的利用了农业废弃物玉米芯，不仅有效的解决了Lyocell纤维原材料短缺的桎梏，也为玉米芯的综合利用提供了全新途径；而且玉米芯纤维素浆粕，纤维长度短(长度在0～0.3mm之间)，聚合度均匀(在500～600之间)，在溶剂体系中能够快速分散均匀，而且浆粕表面分布有大量的孔洞，具有较强的毛细现象，可快速吸收溶剂，使浆粕表面与内部都参与反应，极大的降低了反应时间，提高了反应均匀度，不需要经过浆粕的活化工序，缩短了生产流程，提高了生产效率。此外，本发明在制备纺丝原液的过程中，通过添加螯合剂，使玉米芯浆粕中的铁离子失效，从而避免了铁离子使得纺丝原液聚合度剧烈下降，造成纺丝困难、易断头，使成丝产品质量差、强度低等负面影响。实验结果表明，本发明提供的再生纤维素纤维制备方法溶解均匀稳定、溶解时间短，本发明提供的制备方法溶解时间为30～60min，相比木浆缩短了20～70min，后续成丝性能好，所制备的再生纤维素纤维断裂伸长率能达到17.6％，干断裂强度能达到4.5CN/dtex。
附图说明
附图说明
[0025] 图1为本发明提供的玉米芯纤维素浆粕的500倍SEM照片；
[0026] 图2为本发明提供的玉米芯纤维素浆粕的5000倍SEM照片；
[0027] 图3为本发明实施例1中的玉米芯纤维素浆粕的5000倍SEM照片；
[0028] 图4为Lyocell纤维纺丝工艺流程简图。
具体实施方式
[0029] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
[0030] 本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0031] 本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯。
[0032] 本发明提供了一种再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0033] 1)将玉米芯纤维浆粕和螯合剂在NMMO溶液中混合溶解后，得到纺丝原液；
[0034] 2)再将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝，得到再生纤维素纤维。
[0035] 本发明首先将玉米芯纤维浆粕和螯合剂在NMMO溶液中混合溶解后，得到纺丝原液；所述玉米芯纤维浆粕的聚合度优选为400～800，更优选为400～750，更优选为400～700，更优选为400～650，最优为400～600。所述玉米芯纤维浆粕中，所述甲纤优选为80％～
95％，更优选为83％～92％，最优选为85％～90％；所述白度优选为70％～90％，更优选为
75％～85％，最优选为78％～82％；所述灰分优选为0～0.5％，更优选为0.1％～0.4％，最优选为0.2％～0.3％。本发明对所述玉米芯没有特别限制，以本领域技术人员熟知的玉米芯即可；本发明对所述玉米芯纤维浆粕的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的玉米芯纤维浆粕的条件即可；本发明对所述玉米芯纤维浆粕来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备方法制备或市售均可，本发明优选可以采用以下方法进行制备，[0036] 方法一
95％，更优选为83％～92％，最优选为85％～90％；所述白度优选为70％～90％，更优选为
75％～85％，最优选为78％～82％；所述灰分优选为0～0.5％，更优选为0.1％～0.4％，最优选为0.2％～0.3％。本发明对所述玉米芯没有特别限制，以本领域技术人员熟知的玉米芯即可；本发明对所述玉米芯纤维浆粕的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的玉米芯纤维浆粕的条件即可；本发明对所述玉米芯纤维浆粕来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备方法制备或市售均可，本发明优选可以采用以下方法进行制备，[0036] 方法一
[0037] (1)将玉米芯粉碎后，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸和乙酸组成的有机酸液对玉米芯进行蒸煮，控制蒸煮温度120-155℃，固液质量比为1：5-1：15，反应时间10-60min，并将得到的反应液进行第一次固液分离；所述有机酸液中，总酸浓为70-95wt％，所述乙酸与甲酸的质量比为1：1-1：19，余量为水；过氧化氢占玉米芯的1-8wt％；
[0038] (2)收集所述第一次固液分离得到的固体，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸、乙酸组成的混合酸液对所述固体进行酸洗，控制酸洗温度30-100℃，固液质量比为1：4-1：20，并将得到的反应液进行第二次固液分离；所述混合酸液中，总酸浓为70-95wt％，所述乙酸与甲酸的质量比为1：1-1：19，余量为水；过氧化氢占玉米芯的1-8wt％；
[0039] (3)收集所述第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为25-90℃，浆浓为1-10wt％，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；
[0040] (4)收集所述第三次固液分离得到的固体并筛选得到所需的细浆纤维素、经漂白后得到玉米芯纤维素浆粕。
[0041] 方法二
[0042] 将方法一中，步骤(2)的酸洗替换为碱洗，具体条件为12％氢氧化钠溶液，对步骤(1)的固体进行碱洗，碱洗温度30-100℃，碱洗时间10-30min。其他条件不变。
[0043] 方法三
[0044] 将方法一中，步骤(1)的蒸煮过程替换为：将玉米芯粉碎，进行碱液蒸煮0.5-1.2小时，得到玉米芯纤维素溶液，然后进行固液分离。其他条件不变。
[0045] 参见图1，图1为本发明制备的玉米芯纤维素浆粕的500倍SEM照片。参见图2，图2为本发明提供的玉米芯纤维素浆粕的5000倍SEM照片。
[0046] 本发明所述玉米芯纤维浆粕的质量优选占纺丝原液总质量的5％～20％，更优选为8％～18％，最优选为10％～15％；所述螯合剂的质量优选为所述玉米芯纤维浆粕质量的0.1％～0.5％，更优选为0.2％～0.4％，最优选为0.25％～0.35％；本发明所述螯合剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于去除铁离子的螯合剂即可，本发明为提高去除效果，优选为羧酸类螯合剂、聚羧酸类螯合剂和有机多元膦酸类螯合剂中的一种或几种，更优选为羧酸类螯合剂、聚羧酸类螯合剂或有机多元膦酸类螯合剂，最优选为羧酸类螯合剂或聚羧酸类螯合剂；所述羧酸类螯合剂优选为氨基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂和羟氨基羧酸类螯合剂的一种或几种，更优选为氨基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂或羟氨基羧酸类螯合剂；所述聚羧酸类螯合剂优选为聚丙烯酸及其钠盐、聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐、富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体中的一种或几种，更优选为聚丙烯酸及其钠盐、聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐或富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体，最优选为聚丙烯酸及其钠盐、水解聚马来酸酐或富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体。
[0047] 所述羧酸类螯合剂中，所述氨基羧酸类螯合剂具体可以为乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)和二亚乙基三胺五乙酸及其盐中的一种或几种，也可以为乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)或二亚乙基三胺五乙酸及其盐；所述羟氨基羧酸类螯合剂具体可以为羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸(DEG)中的一种或几种，也可以为羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)或二羟乙基甘氨酸(DEG)；所述羟基羧酸类螯合剂优选包括柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)中的一种或几种，更优选包括柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)或葡萄糖酸(GA)。
[0048] 本发明对所述NMMO溶液的来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的方法制备或市售均可，本发明优选采用市售的NMMO溶剂(浓度通常为50％或60％)浓缩至含水10％～30％后，得到所述NMMO溶液。本发明对所述NMMO溶液的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的条件即可。
[0049] 本发明对所述混合的具体方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整，本发明优选为均匀混合。本发明对所述溶解的具体方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明优选玉米芯纤维浆粕的溶解可以以下三种方式溶解：
[0050] 直接溶解法：市售的NMMO溶剂浓缩，加入玉米芯浆粕，然后升温，进行溶解纤维素。
[0051] 间接溶解法：市售的NMMO溶剂(多为50％或60％)，先与玉米芯浆粕混合，纤维素在溶剂中溶胀，然后经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素。
[0052] 直接-间接溶解法：
[0053] 市售的NMMO溶剂浓缩至含水10％～30％，加入玉米芯浆粕，然后升温，同时经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素。
[0054] 本发明为提高溶解的效果以及后续产品的质量，优选螯合剂的加入时机为NMMO溶液的含水量为10％～30％时，更优选为13％～30％，更优选为15％～30％，最优选为20％～30％。
[0055] 本发明对所述纺丝原液的具体制备过程没有其他特别限制，以本领域技术人员熟知的纺丝原液的制备方法即可，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明优选为：
[0056] 方法一：取NMMO水溶液，浓缩至含水量为10-30％，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和浓缩后的NMMO溶液混合，搅拌升温，溶解纤维素，得到纺丝原液。
[0057] 方法二：取NMMO水溶液，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和NMMO溶液混合，纤维素在溶剂中溶胀，然后经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素，得到纺丝原液。
[0058] 方法三：取NMMO水溶液，浓缩至含水量为10-30％，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和浓缩后的NMMO溶液混合，搅拌升温，同时经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素，得到纺丝原液。
[0059] 本发明再将上述步骤得到的纺丝原液进行纺丝，得到再生纤维素纤维。本发明对所述纺丝的具体过程没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纺丝原液纺丝制备再生纤维素纤维的过程即可，本领域技术人员能够清楚知道，其他的过滤、纺丝、水洗、上油以及干燥等等过程，都是必不可少的常规步骤，而且，这对于本领域普通技术人员来说也是公知的。参见图4，图4为Lyocell纤维纺丝工艺流程简图。
[0060] 本发明对所述再生纤维素纤维的整体制备方法没有其他特别限制，以本领域技术人员熟知的操作条件即可，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明整体上优选采用溶剂法制备再生纤维素纤维，更优选具体为：
[0061] 方法一：取NMMO水溶液，浓缩至含水量为10-30％，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和浓缩后的NMMO溶液混合，搅拌升温，溶解纤维素，得到纺丝原液。然后将纺丝原液进行过滤、经过干喷湿纺工艺得到再生纤维素纤维，凝固浴为NMMO稀水溶液(浓度为5～15％)，成形后的丝束经过水洗、切断、上油、干燥等后处理工序后即可得到玉米芯纤维素纤维。
[0062] 方法二：取NMMO水溶液，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和NMMO溶液混合，纤维素在溶剂中溶胀，然后经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素，得到纺丝原液。然后将纺丝原液进行过滤、经过干喷湿纺工艺得到再生纤维素纤维，凝固浴为NMMO稀水溶液(浓度为5～15％)，成形后的丝束经过水洗、切断、上油、干燥等后处理工序后即可得到玉米芯纤维素纤维。
[0063] 方法三：取NMMO水溶液，浓缩至含水量为10-30％，将玉米芯纤维素浆粕、螯合剂和浓缩后的NMMO溶液混合，搅拌升温，同时经过减压/抽真空除去过量水分，溶解纤维素，得到纺丝原液。然后将纺丝原液进行过滤、经过干喷湿纺工艺得到再生纤维素纤维，凝固浴为NMMO稀水溶液(浓度为5～15％)，成形后的丝束经过水洗、切断、上油、干燥等后处理工序后即可得到玉米芯纤维素纤维。
[0064] 本发明为提高整体制备过程的效果以及后续产品的质量，优选对所述玉米芯纤维浆粕还包括酸处理步骤，本发明对所述酸处理步骤没有特别限制，以本领域技术人员熟知的酸处理步骤即可，本发明提高铁离子与螯合剂的螯合效果，具体步骤更优选为，所述玉米芯纤维浆粕和NMMO溶液混合前用酸性溶液进行处理；或所述玉米芯纤维浆粕和NMMO溶液混合溶解过程中，通入酸性气体进行处理。本发明对所述酸性溶液中的酸来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明优选为非金属强酸弱碱盐、弱酸(例如甲酸、乙酸)；本发明对所述酸性溶液处理的方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明优选为将玉米芯纤维浆粕在酸性溶液中浸渍和/或干燥。本发明对所述酸性气体没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品要求以及质量控制进行调整和选择，本发明优选为二氧化碳；本发明还优选上述步骤通入的二氧化碳，在后续的纺丝前的除泡步骤中同时除去。
[0065] 本发明经过上述步骤制备得到了再生纤维素纤维，即一种玉米芯纤维素浆粕生产的玉米芯纤维再生纤维素纤维。本发明有效的利用玉米芯纤维素浆粕中纤维长度短(长度在0～0.3mm之间)，聚合度均匀(在500～600之间)，在溶剂体系中能够快速分散均匀，而且浆粕表面分布有大量的孔洞，具有较强的毛细现象，可快速吸收溶剂，使浆粕表面与内部都参与反应，极大的降低了反应时间，提高了反应均匀度，不需要经过浆粕的活化工序，缩短了生产流程，提高了生产效率。
[0066] 此外，本发明在制备过程中辅以螯合剂降低铁离子的含量，有效的克服了铁离子，一方面使制得的纺丝原液聚合度剧烈下降，造成纺丝困难、易断头，使成丝产品质量差、强度低等问题，另一方面铁离子的存在会造成纤维素和溶剂NMMO的分解，生产易爆炸的中间产物，具有重大安全隐患的问题。
[0067] 本发明提供了一种再生纤维素纤维，其特征在于，由玉米芯纤维作为纤维原料经制备后得到。
[0068] 本发明提供的再生纤维素纤维以玉米芯纤维作为原料，本发明利用玉米果穗脱去籽粒后的果轴—玉米芯，有效的解决了Lyocell纤维原料限制了其快速发展的瓶颈，同时我国现有年产玉米约为1.5亿吨，相应玉米芯的产量估计也在4000万吨左右，如此大量的玉米芯，除了工业上部分用作糠醛、木糖醇等产品外，大部分被废弃。因而，本发明采用的玉米芯不仅价格较为低廉来源广泛，大面积应用后还能解决玉米芯作为农业废弃物直接燃烧处理，造成资源浪费和环境污染等问题。相比其他原料，制备的再生纤维素纤维具有更好的强度，特别对铁离子的含量进行控制，有效的克服了玉米芯纤维作为原料存在的缺陷。
[0069] 本发明还提供了一种物品，其特征在于，含有上述任意一项技术方案所述的制备方法制备的再生纤维素纤维，或上述任意一项技术方案所述的再生纤维素纤维；
[0070] 所述物品优选包括民用服装、家纺织物、紫外防护织物或工业用特种防护服。
[0071] 本发明提供了一种再生纤维素纤维及其制备方法和应用，采用溶剂法制备再生纤维素纤维，以玉米芯纤维为Lyocell纤维的原料，充分的利用了农业废弃物玉米芯，不仅有效的解决了Lyocell纤维原材料短缺的桎梏，也为玉米芯的综合利用提供了全新途径；而且玉米芯纤维素浆粕，纤维长度短(长度在0～0.3mm之间)，聚合度均匀(在500～600之间)，在溶剂体系中能够快速分散均匀，而且浆粕表面分布有大量的孔洞，具有较强的毛细现象，可快速吸收溶剂，使浆粕表面与内部都参与反应，极大的降低了反应时间，提高了反应均匀度，不需要经过浆粕的活化工序，缩短了生产流程，提高了生产效率。此外，本发明在制备纺丝原液的过程中，通过添加螯合剂，使玉米芯浆粕中的铁离子失效，从而避免了铁离子使得纺丝原液聚合度剧烈下降，造成纺丝困难、易断头，使成丝产品质量差、强度低等负面影响。实验结果表明，本发明提供的再生纤维素纤维制备方法溶解均匀稳定、溶解时间短，本发明提供的制备方法溶解时间为30～60min，相比木浆缩短了20～70min，后续成丝性能好，所制备的再生纤维素纤维断裂伸长率能达到17.6％，干断裂强度能达到4.5CN/dtex。
[0072] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的再生纤维素纤维及其制备方法和应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0073] 本发明实施例和对比例中含有玉米芯纤维浆粕的，所述玉米芯纤维浆粕中的具体要求，均在下列范围内进行选择，甲纤为80～95％，白度为70～90％，灰分为0～0.5％，水分为5～50％。
[0074] 实施例1
[0075] 用NMMO溶液溶解玉米芯纤维浆粕和螯合剂，得到纺丝原液，用该纺丝原液制备再生纤维素纤维。
[0076] 其中，玉米芯浆粕占总物料重量的12％。螯合剂(乙二胺四乙酸)加入量为纤维素浆粕的0.1％。
[0077] 参见图3，图3为本发明实施例1中的玉米芯纤维素浆粕的5000倍SEM照片。
[0078] 实施例2～15
[0079] 实施例2-13同实施例1，仅限于玉米芯浆粕含量的变化和螯合剂的变化，实施例14的玉米芯浆粕在与NMMO混合前用乙酸浸渍，然后干燥，再加入至NMMO溶液中。实施例15中，在玉米芯浆粕和NMMO溶液混合后，在混合浆液内通入二氧化碳气体。此时通入的二氧化碳，纺丝前的除泡步骤中同时除去。
[0080] 实施例1～15中，螯合剂的添加时机均为NMMO的含水量为10％～30％时，实施例1-15和对比文件1选择的玉米芯纤维浆粕的性质：玉米芯纤维浆粕中甲纤为80～95％，白度为
70～90％，灰分为0～0.5％，水分为5～50％。
70～90％，灰分为0～0.5％，水分为5～50％。
[0081] 该玉米芯纤维浆粕的制备方法为：
[0082] 方法一
[0083] (1)将玉米芯粉碎后，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸和乙酸组成的有机酸液对玉米芯进行蒸煮，控制蒸煮温度120-155℃，固液质量比为1：5-1：15，反应时间10-60min，并将得到的反应液进行第一次固液分离；所述有机酸液中，总酸浓为70-95wt％，所述乙酸与甲酸的质量比为1：1-1：19，余量为水；过氧化氢占玉米芯的1-8wt％；
[0084] (2)收集所述第一次固液分离得到的固体，在过氧化氢的催化作用下，使用由甲酸、乙酸组成的混合酸液对所述固体进行酸洗，控制酸洗温度30-100℃，固液质量比为1：4-1：20，并将得到的反应液进行第二次固液分离；所述混合酸液中，总酸浓为70-95wt％，所述乙酸与甲酸的质量比为1：1-1：19，余量为水；过氧化氢占玉米芯的1-8wt％；
[0085] (3)收集所述第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为25-90℃，浆浓为1-10wt％，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；
[0086] (4)收集所述第三次固液分离得到的固体并筛选得到所需的细浆纤维素、经漂白后得到玉米芯纤维素浆粕。
[0087] 方法二
[0088] 将方法一中，步骤(2)的酸洗替换为碱洗，具体条件为12％氢氧化钠溶液，对步骤(1)的固体进行碱洗，碱洗温度30-100℃，碱洗时间10-30min。其他条件不变。
[0089] 方法三
[0090] 将方法一中，步骤(1)的蒸煮过程替换为：将玉米芯粉碎，进行碱液蒸煮0.5-1.2小时，得到玉米芯纤维素溶液，然后进行固液分离。其他条件不变。
[0091] 对比例2选择的玉米芯纤维素浆粕的性质：玉米芯纤维浆粕中甲纤为83％，白度为65％，灰分为1.2％，水分为8％。
[0092] 对比例3-4将玉米芯纤维素浆粕替换为聚合度为700的木浆粕。
[0093] 对比例5-6将玉米芯纤维素浆粕替换为聚合度为700的棉浆粕。
[0094] 对上述实施例和对比例所制备的再生纤维素纤维进行性能检测，检测结果具体见下表1，表1为实施例1～15和对比例的条件和性能数据。
[0095] 表1实施例1～15和对比例的条件和性能数据
[0096]
[0097]
[0098]
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