基于分子模拟预判Lyocell纤维原液着色体系中溶剂的稳定性

靳 宏，张 玥,2，张玉梅,2，王华平,2

(1.东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620；2.东华大学 纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620)

Lyocell纤维因资源可再生和技术清洁化的优势，被誉为21世纪最具发展前景的绿色纤维[1]。随着Lyocell纤维规模生产技术的成熟，近年来产能增长迅速，功能化Lyocell纤维的研究开发是今后发展的必然趋势，抗原纤化、阻燃、抗菌、导电、荧光等功能性Lyocell纤维都有大量文献和专利公开报道[2]。与其他化学纤维一样，功能化Lyocell纤维的开发技术同样可以分为二大类：一类是成纤之后的功能处理，这类方法在原理和技术上与其他纤维素纤维基本一致，易于推广使用；另一类是纺前原液添加法，这类方法的实验室研究颇多，然而产品却极少，这在很大程度上取决于添加物对溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)稳定性的影响程度。研究表明，NMMO在酸性、金属离子存在的情况下，其氮氧键易断裂并最终分解为吗啉和N-甲基吗啉，分解产物的生成会影响Lyocell纤维的溶解和纺丝[3]，并使最终纤维性能和溶剂回收率下降[4]。许多功能性添加物的活性表面均可能与NMMO产生强相互作用而影响NMMO的稳定性[5]。

以有机或无机颜料作为添加剂制备原液着色Lyocell纤维，省去后续染色、干燥和废水处理等工序，具有节能、环保的优势，更符合Lyocell工艺绿色化的发展理念。以碳黑[6-7]、二氧化钛(TiO2)[8]、酞菁蓝[9]等作为着色剂对Lyocell纤维进行原液着色的研究，重点关注的是颜料表面改性对分散、着色溶液的可纺性、纤维结构性能等的影响；……