一种基于封闭型水性聚氨酯原位交联的多用途明胶纤维制备方法

摘要

本发明涉及一种基于封闭型水性聚氨酯原位交联的多用途明胶纤维制备方法。先将明胶水溶液与封闭型水性聚氨酯乳液混合均匀，制得纺丝液；再通过干法或湿法纺丝技术将该纺丝液纺成明胶/封闭型水性聚氨酯复合纤维；在后续干燥过程中，封闭型水性聚氨酯解封闭，解封闭的异氰酸酯基团与明胶中的活性基团进一步反应，起到原位交联、大幅提升复合纤维力学性能的作用。由于水性聚氨酯与明胶的相容性好，复合纤维中明胶组分的添加量大，明胶自身的优异性能得到了充分体现；此外，水性聚氨酯无毒，对明胶交联改性后不会影响复合纤维的生物相容性；最后，本发明涉及的水性聚氨酯与明胶间存在共价反应，可大幅、持久地提升复合纤维的力学性能，在生物医用、组织工程、纺织服装等领域具有应用前景。

主权项

一种基于封闭型水性聚氨酯原位交联的多用途明胶纤维制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤，其中所用原料以质量份数计：（1）纺丝液的制备将相对分子质量为1000‑4000的聚二元醇100份加入带控温和分散装置的密封分散釜中，再依次加入二异氰酸酯35‑70份、催化剂0‑0.5份，于60℃‑80℃反应1‑3小时；再加入小分子扩链剂0.5‑11份、交联剂0‑5份，于60℃‑80℃反应1‑3小时；再加入亲水扩链剂5‑16份，于60℃‑80℃反应1‑3小时；然后加入封闭剂6‑14份反应3‑5小时将多余异氰酸酯基团封闭；再降温至25℃‑35℃，加入中和剂中和5‑30分钟；最后加入去离子水高速搅拌乳化，制得固含量为20%‑40%的封闭型水性聚氨酯乳液；将上述封闭型水性聚氨酯乳液50‑150份与100份固含量为15%‑40%的明胶水溶液共混，制得纺丝液，将该纺丝液过滤、脱泡，备用；（2）纺丝所述纺丝方法为干法纺丝或湿法纺丝中的其中一种:所述干法纺丝具体工艺为：将步骤（1）所得纺丝液送入计量泵，在一定压力下于80℃‑90℃经喷丝头挤出，挤出的原液经过高为4‑8米、热空气温度为100℃‑120℃的纺丝甬道，使水分得以挥发，以一定速度导出后经拉伸1.3‑3倍；所述湿法纺丝具体工艺为：将步骤（1）所得纺丝液送入计量泵，在一定压力下于80℃‑90℃经喷丝头挤出，挤出的原液细流经温度为25℃‑35℃、浓度为15‑35wt%的无机盐凝固浴固化；（3）原位交联将步骤（2）所得纤维于120℃‑160℃热风干燥，封闭型异氰酸酯在高温下解封闭，解封闭的异氰酸酯基团会与明胶分子链上的氨基、羟基、羧基等发生反应，明胶纤维的物理机械性能和耐介质性能得到提升。