本技术公开了一种低黏度壳聚糖溶液及其高强度壳聚糖纤维的制备方法,通过弱酸和低级醇的共同作用使壳聚糖分子溶解并减少壳聚糖分子的水化壳层,同时低级醇起到润滑分散作用,使壳聚糖溶液黏度大幅降低。将低黏度壳聚糖溶液挤入含金属盐的有机溶剂中凝固成丝,再经牵伸、干燥后,得到高强度的壳聚糖纤维。本发明的方法显著改善了壳聚糖溶液的性质,有利于高速纺丝,满足高效清洁化生产壳聚糖纤维的要求,而且所得壳聚糖纤维的机械性能强,能用于制造长丝、纱线、织物和非织物,适合规模化推广。
背景技术
壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖高分子,由于极好的生物学特性,被认为是比纤维素应用潜力更大的生物资源。壳聚糖通常用酸溶液溶解,但常用的酸,如乙酸、盐酸等会使壳聚糖分子在较短时间内发生严重降解。另外,壳聚糖分子的分子量较大,吸水性强,导致壳聚糖溶液浓度低但黏度却很大,不利于壳聚糖粉末的充分溶解和均匀化,也导致壳聚糖溶液产生大量气泡并难以消除,这极大影响了壳聚糖基生物材料的高效加工利用,特别是壳聚糖纤维的制造。现有方法通过采用弱酸,如柠檬酸、草酸、碳酸溶液溶解壳聚糖,基本上解决了壳聚糖分子快速降解的问题。专利CN111748870B通过向壳聚糖分散液中通入二氧化碳,使壳聚糖在碳酸作用下溶解,脱泡后得到pH值6~8的壳聚糖溶液,再将壳聚糖溶液经湿法纺丝或干喷湿纺工艺制得壳聚糖纤维。专利CN116005295A将壳聚糖溶解于柠檬酸、草酸等酸性溶液中,将壳聚糖溶液挤入阴离子表面活性剂的凝固浴中成型,得到高强度壳聚糖纤维。但壳聚糖溶液黏度高的问题依旧存在,给纺丝液的脱泡、过滤以及纺丝速度提高造成极大阻碍。因此,制备低黏度的壳聚糖溶液,保持良好的稳定性,对于壳聚糖纤维的高效制备及其规模化生产具有重要意义。
实现思路