一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法
2023-05-31 07:58:21
一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法
【專利摘要】本發明提供一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特點是：包括如下步驟：預處理：硫酸濃度1-2mol/L，加熱溫度45-60℃，浴比1:18-1:22，時間15-60min；水洗：用水溶液衝洗預處理後的纖維，去除纖維表面的溶解物及殘餘酸液，至pH在6.5-7.5之間；脫膠改性一浴一步：功能改性劑濃度1-20mg/mL，NaOH濃度8-10g/L，H2O2濃度7-9g/L，雙氧水穩定劑2-3g/L，MgSO4·7H2O用量為0.1g/L，浴比1:18-1:22，加熱溫度為90-99℃，反應時間40-120min；最後經過酸洗、打纖、抖纖、烘乾。實現脫膠與改性同步完成，工藝流程短，簡單易行，能耗小，成本低。
【專利說明】一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於紡織產品製造【技術領域】，具體涉及功能性纖維材料加工技術，具體說是一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法。
【背景技術】
[0002]我國是紡織纖維的生產和消費大國，但近年來由於常規纖維品種生產規模的擴大，目前常規纖維的總量已過剩，且品種單一，技術含量不高。普通纖維已經不能滿足國內外市場對產品多樣化、功能化的需求，對纖維改性是提高纖維附加值和拓寬應用領域的重要途徑。現有的纖維功能性改性主要集中在化學纖維領域，主要途徑是通過選用理想的功能助劑，採用共聚或共混的方法進行化學或物理改性達到目的。
[0003]與化學纖維相比，麻纖維具有優良的吸放溼性、透氣性、保暖性、冷暖感、耐高溫性、絕緣性、抗黴抑菌保健性及消音吸波性能，已廣泛應用於纖維產品、服裝、船帆、繩索、紙張及醫療用品等眾多領域。大麻等麻類纖維在紡織加工和應用之前必須進行脫膠，脫膠是大麻等麻類纖維紡織品生產加工過程中極其重要的加工環節，脫膠質量的好壞直接影響著麻纖維的產量與應用價值。
[0004]目前亟待研發一種大麻等麻類纖維脫膠和改性的新工藝，實現脫膠與改性同步完成，工藝流程短，簡單易行，能耗小，成本低。
【發明內容】
[0005]本發明為解決現有技術存在的問題，提供一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，實現脫膠與改性同步完成，工藝流程短，簡單易行，能耗小，成本低。
[0006]本發明的目的通過採用以下技術方案來實現:一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，包括如下步驟:
(1)預處理:硫酸濃度l-2mol/L，加熱溫度45-60。。，浴比1:18-1:22，時間15_60min；
(2)水洗:用水溶液衝洗預處理後的纖維，去除纖維表面的溶解物及殘餘酸液，至pH在
6.5-7.5 之間;
(3)脫膠改性一浴一步:功能改性劑濃度l_20mg/mL，NaOH濃度8_10g/L，H202濃度7-9g/L，雙氧水穩定劑2-3g/L，MgS04.7H20用量為0.lg/L，浴比1:18-1:22，加熱溫度為90-99°C，反應時間 40-120min ；
(4)酸洗:酸洗工藝參數為:硫酸濃度l_2mol/L，浴比1:18-1:22，時間4_6min；
(5)打纖:利用機械槌擊和水力的噴洗作用，將已被鹼液破壞但仍粘附在纖維上的膠質等去除，使纖維更鬆散、柔軟；
(6)抖纖:將纖維進一步做鬆散處理，使其更蓬鬆；
(7)烘乾:將纖維在85-100°C溫度範圍內烘2-4小時。
[0007]進一步的，所述步驟(3)中使用的加熱方法為水浴加熱或微波輻照加熱。
[0008]優選的，所述的微波輻照加熱的功率為600W_10kW。
[0009]進一步的，所述的韌皮纖維為大麻、亞麻、薴麻、黃麻、黃蜀葵或光葉楮纖維。
[0010]優選的，所述的功能性助劑為納米銀、二氧化鈦、氧化鋅或石墨烯，功能改性劑濃度為 l_20mg/mL。
[0011]本發明與現有技術相比具有如下優點和積極效果:
1、在常規脫膠工藝中添加了功能性助劑，實現了脫膠與改性同步完成，為纖維材料的功能化研究開創了一條新思路，可以充分利用現有的生產資源，降低了成本，具有很好的工程意義和產業前景；
2、本發明採用的方法不影響現有的脫膠工序，生產工藝流程簡單，方便工業化生產；
3、脫膠改與性同步完成，節約能源，工藝簡單，容易控制；
4、本發明脫膠改性一浴一步方法製備的韌皮功能性纖維可用於休閒服裝、內衣、西服、戶外及醫用紡織品領域。
[0012]總之，本發明是一種簡單有效、可工業化生產的方法，工藝合理，成本低，有利於推廣應用。
【具體實施方式】
[0013]本發明一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法的【具體實施方式】，包括如下步驟:
(1)預處理:硫酸濃度l-2mol/L，加熱溫度45-60。。，浴比1:18-1:22，時間15_60min；
(2)水洗:用水溶液衝洗預處理後的纖維，去除纖維表面的溶解物及殘餘酸液，至pH在
6.5-7.5 之間;
(3)脫膠改性一浴一步:功能改性劑濃度l_20mg/mL，NaOH濃度8_10g/L，H202濃度7-9g/L，雙氧水穩定劑2-3g/L，MgS04.7H20用量為0.lg/L,浴比1:18-1:22，加熱溫度為90-99°C，反應時間 40-120min ；
(4)酸洗:酸洗工藝參數為:硫酸濃度l_2mol/L，浴比1:18-1:22，時間4_6min；
(5)打纖:利用機械槌擊和水力的噴洗作用，將已被鹼液破壞但仍粘附在纖維上的膠質等去除，使纖維更鬆散、柔軟；
(6)抖纖:將纖維進一步做鬆散處理，使其更蓬鬆；
(7)烘乾:將纖維在85-100°C溫度範圍內烘2-4小時。
[0014]上述的功能性助劑為納米銀、二氧化鈦、氧化鋅或石墨烯，功能改性劑濃度為l_20mg/mLo
[0015]本發明的具體實施例如下:
實施例1:薴麻原麻一水浴預處理(H2S04 1 mol/L，浴比1:18,48° C，15min)—水洗(pH在6.5-7.5)—脫膠改性一浴一步(石墨烯溶液濃度lmg/mL，NaOH 8g/L，H202濃度7g/L，雙氧水穩定劑2g/L，MgS04.7H20 0.1g/L，浴比1:18，溫度90。C，時間40min)—水洗—酸洗(常溫，H2S04 lmol/L，時間4min，浴比1:18 )—水洗一打纖一抖纖一烘乾(85-100°C溫度範圍內烘2-4小時)一多效功能薴麻纖維。
[0016]經測試，所製備多功能薴麻纖維具有良好的防紫外性能，紫外光透過率UVA= 5%，UVB= 5%，紫外線防護係數(UPF) =80，導熱係數0.06ffm/K ;多功能薴麻纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌率分別為80.5%和85.3%。
[0017]實施例2:亞麻原麻一微波輻照預處理(H2S04 1 mol/L，浴比1:20,48° C，15min，微波功率600W)—水洗(pH在6.5-7.5)—微波輻照脫膠改性一浴一步(微波反應容器容量1L，微波功率 800W，Ba02 0.3g/L，二氧化鈦溶液濃度 2mg/mL，NaOH 9g/L，H202 濃度 8g/L，雙氧水穩定劑2.5g/L,MgS04*7H20 0.lg/L，浴比1:20，溫度90。C，時間45min)—水洗一酸洗(常溫，H2S04 lmol/L，時間5min，浴比1:20 )—水洗一打纖一抖纖一烘乾(85_100°C溫度範圍內烘2-4小時)一多效功能亞麻纖維。
[0018]經測試，所製備多功能亞麻纖維具有良好的防紫外性能，紫外光透過率UVA= 1%，UVB= 1.5%，紫外線防護係數(UPF) =100 ;多功能亞麻纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌率分別為85.5%和86.3%。
[0019]實施例3:黃蜀葵韌皮一水浴預處理(H2S04 1 mol/L，浴比1:21，48。C，15min)—水洗(pH在6.5-7.5)—脫膠改性一浴一步(氧化鋅溶液濃度lmg/mL，NaOH 10g/L, H202濃度9g/L，雙氧水穩定劑2.7g/L，MgS04.7H20 0.lg/L，浴比1:21，溫度90° C，時間50min)—水洗一酸洗(常溫，H2S04 lmol/L,時間6 min,浴比1:21)—水洗一打纖一抖纖一烘乾(85-100°C溫度範圍內烘2-4小時)一多效功能黃蜀葵纖維。
[0020]經測試，所製備多功能黃蜀葵纖維具有良好的防紫外性能，紫外光透過率UVA=2%，UVB= 2.1%，紫外線防護係數(UPF) =95 ;多功能黃蜀葵纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌率分別為83.5%和88.3%。
[0021]實施例4:大麻原麻一水浴預處理(H2S04 lmol/L，浴比1:22，48。C，15min)—水洗(pH在6.5-7.5)—脫膠改性一浴一步(納米銀溶液濃度0.5mg/mL，Na0H 8.5 g/L，H202濃度7.5 g/L，雙氧水穩定劑2.3 g/L，MgS04.7Η20 0.lg/L，浴比1:22，溫度90。C，時間50min)—水洗一酸洗(常溫，H2S04 1 mol/L，時間5 min，浴比1:22 )—水洗一打纖一抖纖—烘乾(85-100°C溫度範圍內烘2-4小時)一多效功能大麻纖維。
[0022]經測試，所製備多功能大麻纖維具有良好的抗菌性能，大麻纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌率分別為87.5%和90.3%。
[0023]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其進行限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明所要求保護的技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)預處理:硫酸濃度l-2mol/L，加熱溫度45-60。。，浴比1:18-1:22，時間15_60min； (2)水洗:用水溶液衝洗預處理後的纖維，去除纖維表面的溶解物及殘餘酸液，至pH在6.5-7.5 之間； (3)脫膠改性一浴一步:功能改性劑濃度l_20mg/mL，NaOH濃度8_10g/L，H202濃度7-9g/L，雙氧水穩定劑2-3g/L，MgS04.7H20用量為0.lg/L，浴比1:18-1:22，加熱溫度為90-99°C，反應時間 40-120min ； (4)酸洗:酸洗工藝參數為:硫酸濃度l_2mol/L，浴比1:18-1:22，時間4_6min； (5)打纖:利用機械槌擊和水力的噴洗作用，將已被鹼液破壞但仍粘附在纖維上的膠質等去除，使纖維更鬆散、柔軟； (6)抖纖:將纖維進一步做鬆散處理，使其更蓬鬆； (7)烘乾:將纖維在85-100°C溫度範圍內烘2-4小時。
2.按照權利要求1所述的脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，所述步驟(3)中使用的加熱方法為水浴加熱或微波輻照加熱。
3.按照權利要求2所述的脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，所述的微波輻照加熱的功率為600W-10kW。
4.按照權利要求1-3任一項所述的脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，所述的韌皮纖維為大麻、亞麻、薴麻、黃麻、黃蜀葵或光葉楮纖維。
5.按照權利要求1-3任一項所述的脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，所述的功能性助劑為納米銀、二氧化鈦、氧化鋅或石墨烯，功能改性劑濃度為l_20mg/mL0
6.按照權利要求4所述的脫膠改性製備功能性韌皮纖維的方法，其特徵在於，所述的功能性助劑為納米銀、二氧化鈦、氧化鋅或石墨烯，功能改性劑濃度為l-20mg/mL。
【文檔編號】D01C1/02GK104264232SQ201410427142
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】曲麗君, 朱士鳳, 田明偉, 孫亞寧, 韓光亭 申請人:青島大學