一種高性能竹纖維的製備方法與流程
2024-02-23 18:20:15
本發明屬於紡織原料技術領域，具體涉及一種高性能竹纖維的製備方法。
背景技術：
隨著人們環保和保健意識的不斷增強，綠色生態紡織品越來越受到人們的青睞，以竹材為原料的竹纖維紡織品以其獨特的性能開始受到人們的普遍關注。
竹纖維是從自然生長的竹子中提取出的纖維素纖維，繼棉、麻、毛、絲後的第五大天然纖維。竹纖維按其來源分為天然竹纖維和化學竹纖維。天然竹纖維主要是竹原纖維。竹原纖維是採用物理、化學相結合的方法製取的天然竹纖維。竹原纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強的耐磨性和良好的染色性等特性，具有天然抗菌、抑菌、除蟎、防臭和抗紫外線功能。
竹原纖維是採用物理方法進行加工製成，不添加任何化學試劑，為100％的天然纖維；但是，如何使其在保持天然的抗菌、抑菌、防蟎、防臭和抗紫外線的功能的同時提高殺菌能力，並解決其存在的溼強度不夠、下水發硬、織物易變形的缺點，是擴大竹原纖維在紡織領域應用的首要問題。
技術實現要素：
解決的技術問題：本發明的目的是解決現有竹原纖維存在的細度、強度、保水率和回潮率的缺點，提供一種高性能竹纖維的製備方法。
技術方案：一種高性能竹纖維的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將竹子截斷去掉竹節並剖成竹片，再將竹片煮練、壓碎，得到細絲；
步驟2，將步驟1所得細絲浸入含有生物酶的溶液中脫膠，再進行水洗，得到竹原纖維；
步驟3，將步驟2所得竹原纖維漂白，再採用改性劑進行密封燻蒸，得到改性纖維；
步驟4，將步驟3所得改性纖維水洗後經過烘乾，得到高性能竹纖維；
所述改性劑是水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液，其中水溶性殼聚糖的濃度為5-10wt.％、蠶絲蛋白的濃度為3-8wt.％、海藻酸鈉的濃度為4-12wt.％、表面活性劑2-5wt.％。
進一步地，步驟1中所述煮練的溫度為95-105℃、時間為3-6h、壓力為0.5-0.8mpa。
進一步地，步驟1中所述煮練是在3-5wt.％硫化鈉、2-4wt.％亞硫酸鈉和2-4wt.％氫氧化鈉的水溶液中進行。
進一步地，步驟2中所述生物酶是由果膠酶、澱粉酶和蛋白酶按重量比2-3:3-4:1-2混合組成。
進一步地，步驟2中細絲與含有生物酶的溶液的質量體積比為100g:500-1000ml；含有生物酶的溶液中生物酶的濃度為4-8wt.％。
進一步地，步驟3中所述漂白是將竹原纖維置於活性炭的水溶液中進行加熱保溫。
進一步地，所述活性炭的用量為4-7g/l，加熱溫度為70-85℃、時間為30-40min。
進一步地，步驟3中所述燻蒸的溫度為95-105℃、時間為4-10h、壓力為0.3-0.5mpa。
有益效果：本發明通過採用硫酸鹽對竹片進行煮練、與混合生物酶脫膠進行結合，再進一步採用活性炭吸附漂白，有效去除竹材中的木質素、多戊糖、竹粉、果膠等雜質；然後採用水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液對竹原纖維燻蒸改性，有效提高了竹原纖維的彈性和抗菌性。
具體實施方式
實施例1
一種高性能竹纖維的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將竹子截斷去掉竹節並剖成竹片，再將竹片在3wt.％硫化鈉、2wt.％亞硫酸鈉和2wt.％氫氧化鈉的水溶液中進行煮練、壓碎，得到細絲；
步驟2，將步驟1所得細絲100g浸入500ml含有8wt.％生物酶的溶液中脫膠，再進行水洗，得到竹原纖維；
步驟3，將步驟2所得竹原纖維置於活性炭的水溶液中加熱保溫進行漂白，再採用改性劑進行密封燻蒸，得到改性纖維；
步驟4，將步驟3所得改性纖維水洗後經過烘乾，得到高性能竹纖維；
所述改性劑是水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液，其中水溶性殼聚糖的濃度為5wt.％、蠶絲蛋白的濃度為3wt.％、海藻酸鈉的濃度為4wt.％、表面活性劑2wt.％。
其中，步驟1中所述煮練的溫度為95℃、時間為6h、壓力為0.5mpa；步驟2中所述生物酶是由果膠酶、澱粉酶和蛋白酶按重量比2:3:1混合組成步驟3中活性炭的用量為4g/l，加熱溫度為70℃、時間為40min；步驟3中所述燻蒸的溫度為95℃、時間為10h、壓力為0.3mpa。
實施例2
一種高性能竹纖維的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將竹子截斷去掉竹節並剖成竹片，再將竹片在4wt.％硫化鈉、2wt.％亞硫酸鈉和3wt.％氫氧化鈉的水溶液中進行煮練、壓碎，得到細絲；
步驟2，將步驟1所得細絲100g浸入700ml含有6wt.％生物酶的溶液中脫膠，再進行水洗，得到竹原纖維；
步驟3，將步驟2所得竹原纖維置於活性炭的水溶液中加熱保溫進行漂白，再採用改性劑進行密封燻蒸，得到改性纖維；
步驟4，將步驟3所得改性纖維水洗後經過烘乾，得到高性能竹纖維；
所述改性劑是水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液，其中水溶性殼聚糖的濃度為7wt.％、蠶絲蛋白的濃度為5wt.％、海藻酸鈉的濃度為8wt.％、表面活性劑3wt.％。
其中，步驟1中所述煮練的溫度為100℃、時間為4h、壓力為0.7mpa；步驟2中所述生物酶是由果膠酶、澱粉酶和蛋白酶按重量比2:4:1混合組成步驟3中活性炭的用量為5g/l，加熱溫度為80℃、時間為30min；步驟3中所述燻蒸的溫度為100℃、時間為7h、壓力為0.4mpa。
實施例3
一種高性能竹纖維的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將竹子截斷去掉竹節並剖成竹片，再將竹片在5wt.％硫化鈉、4wt.％亞硫酸鈉和4wt.％氫氧化鈉的水溶液中進行煮練、壓碎，得到細絲；
步驟2，將步驟1所得細絲100g浸入600ml含有6wt.％生物酶的溶液中脫膠，再進行水洗，得到竹原纖維；
步驟3，將步驟2所得竹原纖維置於活性炭的水溶液中加熱保溫進行漂白，再採用改性劑進行密封燻蒸，得到改性纖維；
步驟4，將步驟3所得改性纖維水洗後經過烘乾，得到高性能竹纖維；
所述改性劑是水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液，其中水溶性殼聚糖的濃度為8wt.％、蠶絲蛋白的濃度為7wt.％、海藻酸鈉的濃度為9wt.％、表面活性劑4wt.％。
其中，步驟1中所述煮練的溫度為95℃、時間為6h、壓力為0.5mpa；步驟2中所述生物酶是由果膠酶、澱粉酶和蛋白酶按重量比2:3:1混合組成步驟3中活性炭的用量為4g/l，加熱溫度為70℃、時間為40min；步驟3中所述燻蒸的溫度為95℃、時間為10h、壓力為0.3mpa。
實施例4
一種高性能竹纖維的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將竹子截斷去掉竹節並剖成竹片，再將竹片在5wt.％硫化鈉、4wt.％亞硫酸鈉和2wt.％氫氧化鈉的水溶液中進行煮練、壓碎，得到細絲；
步驟2，將步驟1所得細絲100g浸入1000ml含有4wt.％生物酶的溶液中脫膠，再進行水洗，得到竹原纖維；
步驟3，將步驟2所得竹原纖維置於活性炭的水溶液中加熱保溫進行漂白，再採用改性劑進行密封燻蒸，得到改性纖維；
步驟4，將步驟3所得改性纖維水洗後經過烘乾，得到高性能竹纖維；
所述改性劑是水溶性殼聚糖、蠶絲蛋白、海藻酸鈉、表面活性劑的混合水溶液，其中水溶性殼聚糖的濃度為10wt.％、蠶絲蛋白的濃度為8wt.％、海藻酸鈉的濃度為12wt.％、表面活性劑5wt.％。
其中，步驟1中所述煮練的溫度為105℃、時間為3h、壓力為0.8mpa；步驟2中所述生物酶是由果膠酶、澱粉酶和蛋白酶按重量比2:3:1混合組成步驟3中活性炭的用量為7g/l，加熱溫度為85℃、時間為30min；步驟3中所述燻蒸的溫度為105℃、時間為4h、壓力為0.5mpa。
按gb/t20944-2008、gb/t12411.3-90、gb5886-86、gb5889-86對實施例1至4所得纖維進行性能測試，結果如下：
由上表可知，本發明製得的竹纖維，不僅具有良好的抗菌效果，而且具有優異的強度和彈性。