海藻酸纤维的生产方法

作为一种天然聚合物，海藻酸具有较高的相对分子量。从褐藻中提取的高粘度海藻酸的聚合度为600~1000，对应的相对分子量为120000~190000。因为海藻酸钠盐可以溶于水，所以很容易通过将海藻酸钠溶于水来制备纺丝溶液。海藻酸与大多数二价或多价金属离子形成的盐不溶于水，因此二价金属离子的水溶液可用作凝固液。由于氯化钙价格低廉，对人体无毒性，因此以氯化钙为凝固液生产海藻酸钙纤维是工业上最常用的生产方法。从化学角度看，海藻纤维的形成过程是水溶性海藻酸钠转化为水不溶性海藻酸钙的过程。二价钙离子通过离子键与相邻的海藻酸盐分子链上的羧酸基团结合后，钙离子被包围在相邻的分子链之间，形成鸡蛋盒状结构。这种结构的形成使海藻酸失去了溶解性，同时大分子之间包围了大量的水，使初生的海藻酸钙纤维形成了含水量极高的纤维状胶体。Thomas等人在研究海藻酸钙纤维形成的过程中发现，当海藻酸钠溶液通过喷丝头挤入氯化钙水溶液中时，在长丝表面迅速形成海藻酸钙。氯化钙通过沉淀海藻酸钙进入圆柱形海藻酸钠溶液后，与海藻酸钠反应生成海藻酸钙。因为海藻酸钠和氯化钙的反应速度非常快，所以胶凝速度取决于氯化钙的渗流速度。