本发明涉及一种液晶纺丝原液及其在湿法静电纺中的应用。

湿法静电纺，是一种用于制备纳米超细纤维的方法。该方法的主要特点是，将原料溶解于纺丝原液，然后在外电场的作用下，纺制成为纤维。对于芳香族聚酰胺和纤维素的湿法静电纺，通常采用浓硫酸做溶剂，如B.P.1283064专利公开的技术。这种传统的纺丝原液会腐蚀设备，污染环境，操作条件恶劣，给环境带来危害。同时，传统的溶剂对高聚物的溶解度较小，需要较大的设备，设备投资费用大。
而采用离子液做溶剂，它既环境友好，又有高活性高选择性，兼具催化性能，有良好的应用前景。因此，如何将离子液作为液晶体系的溶剂并且将其应用到湿法静电纺中，是纺织领域所十分期望解决的问题，目前尚未有报道。

本发明需要解决的技术问题是提出一种湿法静电纺液晶纺丝原液及其应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的液晶纺丝原液为一种离子液，由5～10wt％的LiCl和90～95wt％的砜、亚砜或N，N-二甲基乙酰胺组成。
Cl-1为阴离子，Li+1为阳离子，而N，N-二甲基乙酰胺、砜、亚砜等为溶剂。
术语“离子液”指的是：在室温附近温度(-30～50℃)下呈液态的由离子构成的物质，即平时所谓的室温离子液体。它不是一种新颖的反应介质，而是对一些试剂的修饰，是一种低熔点的有机盐。
离子液体具有如下特点：(1)大多数离子液体在-97～200℃能够保持液体状态(相比之下，水为0～100℃，氨为-77～-33.35℃)，在很大程度上允许动力学控制。
(2)没有明显的蒸气压，因此可通过低压蒸馏的方法很容易将产物与离子液体分离。
(3)在温度接近200℃时离子液体仍然具有良好的热稳定性。
术语“液晶纺丝”指的是：纺丝原液中高聚物在常温下具有向列型液晶的特性；本发明的液晶纺丝原液的制备方法十分简单，具体如下：将LiCl溶解于砜、亚砜或DMAc中，充分搅拌，使其溶解并混合均匀，即为本发明的液晶纺丝原液。
本发明的液晶纺丝原液可用于湿法静电纺，尤其适合于芳香族聚酰胺或纤维素的湿法静电纺，包括如下步骤：将15～30wt％的芳香族聚酰胺或纤维素，溶解于70～85wt％上述的离子液中，在60～80℃的温度下充分搅拌，使其溶解混合，获得均匀的溶液，然后在5～50KV的静电压下采用常规的方法进行纺丝，即获得产品，离子液采用常规的方法循环回收利用。
纺丝温度为80～180℃。喷丝孔直径为0.13～0.2mm(多孔纺丝，孔密度应大于2f/cm 2)或0.25mm(单孔纺丝)。干纺区的空气层高度为5mm(多孔纺丝)或100～203mm(单孔纺丝)。空气层的温度为50～100℃，空气层的流速应足以均匀地降低液晶细流的温度。纤维的卷绕速度一般为100～200m/min，单孔纺丝时卷绕速度可更高些。纺丝拉伸比可控制在11～20(多孔纺丝)或20～40(单孔纺丝)，纺丝凝固浴为10℃的水或水/甲磺酸混合物，这样可制得直径小于17um、长度达24km的复丝。最后在空气或惰性气氛中于500℃左右进行热处理后，即可获得高性能纤维。
所说的芳香族聚酰胺包括聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二甲胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、或聚对苯酰胺中的一种；所说的纤维素为天然高分子材料，包括羟丙基纤维素、1-甲基-2-羟丙基纤维素、2-羟丁基纤维素、2-羟基-3-甲氧基丙基纤维素、乙酰丙基纤维素、羟丙基纤维素硝酸酯、乙烯基羟乙基纤维素、纤维素乙基邻苯二甲酸酯、纤维素三醋酸酯、纤维素二醋酸酯中的一种；采用本发明的液晶纺丝原液进行湿法静电纺，其优点是十分显著的，不但可以解决传统工艺问题而且可以有利于在纳米级纤维的制成，对芳香族聚酰胺或纤维素具有较高的溶解度，芳香族聚酰胺或纤维素在本发明的液晶纺丝原液中的溶解度为0～25克，为传统溶剂1～1.5倍，需要的容器较小，设备投资费用低，导电性强，有利于静电纺丝，溶剂不挥发，不易燃，且可循环回收利用，同时，价格相对便宜，而且容易制备。由此可见，本发明的液晶纺丝原液具有十分广阔的工业化应用前景。

实施例1称取10克LiCl，将其溶解于90克砜中，充分搅拌，使其溶解混合均匀。
称取30克聚间苯二甲酰间苯二胺溶解于85克上述离子液中，在70℃充分搅拌，使其溶解混合以得到均匀的溶液。
将上步得到的溶液在70℃下静置脱泡2小时，得到液晶纺丝原液。
然后采用常规的方法进行湿法静电纺，温度为80℃。喷丝孔直径为0.2mm。干纺区的空气层高度为5mm，空气层的温度为100℃，纤维的卷绕速度200m/min，纺丝拉伸比为20，纺丝凝固浴为10℃的水，即获得直径小于17um、长度达24km的复丝。最后在空气或惰性气氛中于500℃左右进行热处理后，即可获得高性能纤维。
采用ASTM标准D 638公开的方法进行检测，纤维的性能如下：
杨氏模量4.23MPa屈服模量0.8MPa断裂伸长：500％断裂强度：3.56MPa实施例2称取5克LiCl，将其溶解于95克N，N-二甲基乙酰胺中，充分搅拌，使其溶解混合均匀。
称取15克聚对苯酰胺溶解于70克上述离子液中，在70℃充分搅拌，使其溶解混合以得到均匀的溶液。
将上步得到的溶液在70℃下静置脱泡2小时，得到液晶纺丝原液。
采用与实施例1相同的方法进行湿法静电纺，采用ASTM标准D 638文献公开的方法进行检测，纤维的性能如下：杨氏模量4.05MPa屈服模量0.75MPa断裂伸长：450％断裂强度：3.3Mpa。
实施例3称取10克LiCl，将其溶解于90克砜中，充分搅拌，使其溶解混合均匀。
称取30克羟丙基纤维素，将其溶解于85克上述离子液中，在70℃充分搅拌，使其溶解混合以得到均匀的溶液。
将上步得到的溶液在70℃下静置脱泡2小时，得到液晶纺丝原液。
采用与实施例1相同的方法进行湿法静电纺，采用ASTM标准D 638文献公开的方法进行检测，纤维的性能如下：杨氏模量3.95MPa屈服模量0.70MPa
断裂伸长：320％断裂强度：3.0Mpa。