CN104264232A - 一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特点是：包括如下步骤：预处理：硫酸浓度1-2mol/L，加热温度45-60℃，浴比1:18-1:22，时间15-60min；水洗：用水溶液冲洗预处理后的纤维，去除纤维表面的溶解物及残余酸液，至pH在6.5-7.5之间；脱胶改性一浴一步：功能改性剂浓度1-20mg/mL，NaOH浓度8-10g/L，H2O2浓度7-9g/L，双氧水稳定剂2-3g/L，MgSO4·7H2O用量为0.1g/L，浴比1:18-1:22，加热温度为90-99℃，反应时间40-120min；最后经过酸洗、打纤、抖纤、烘干。实现脱胶与改性同步完成，工艺流程短，简单易行，能耗小，成本低。
Description
技术领域
本发明属于纺织产品制造技术领域，具体涉及功能性纤维材料加工技术，具体说是一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法。
背景技术
我国是纺织纤维的生产和消费大国，但近年来由于常规纤维品种生产规模的扩大，目前常规纤维的总量已过剩，且品种单一，技术含量不高。普通纤维已经不能满足国内外市场对产品多样化、功能化的需求，对纤维改性是提高纤维附加值和拓宽应用领域的重要途径。现有的纤维功能性改性主要集中在化学纤维领域，主要途径是通过选用理想的功能助剂，采用共聚或共混的方法进行化学或物理改性达到目的。
与化学纤维相比，麻纤维具有优良的吸放湿性、透气性、保暖性、冷暖感、耐高温性、绝缘性、抗霉抑菌保健性及消音吸波性能，已广泛应用于纤维产品、服装、船帆、绳索、纸张及医疗用品等众多领域。***等麻类纤维在纺织加工和应用之前必须进行脱胶，脱胶是***等麻类纤维纺织品生产加工过程中极其重要的加工环节，脱胶质量的好坏直接影响着麻纤维的产量与应用价值。
目前亟待研发一种***等麻类纤维脱胶和改性的新工艺，实现脱胶与改性同步完成，工艺流程短，简单易行，能耗小，成本低。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，实现脱胶与改性同步完成，工艺流程短，简单易行，能耗小，成本低。
本发明的目的通过采用以下技术方案来实现：一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）预处理：硫酸浓度1-2mol/L，加热温度45-60℃，浴比1:18-1:22，时间15-60min；
（2）水洗：用水溶液冲洗预处理后的纤维，去除纤维表面的溶解物及残余酸液，至pH在6.5-7.5之间；
（3）脱胶改性一浴一步：功能改性剂浓度1-20mg/mL，NaOH浓度8-10g/L，H2O2浓度7-9g/L，双氧水稳定剂2-3g/L，MgSO4·7H2O用量为0.1g/L，浴比1:18-1:22，加热温度为90-99℃，反应时间40-120min；
（4）酸洗：酸洗工艺参数为：硫酸浓度1-2mol/L，浴比1:18-1:22，时间4-6min；
（5）打纤：利用机械槌击和水力的喷洗作用，将已被碱液破坏但仍粘附在纤维上的胶质等去除，使纤维更松散、柔软；
（6）抖纤：将纤维进一步做松散处理，使其更蓬松；
（7）烘干：将纤维在85-100oC温度范围内烘2-4小时。
进一步的，所述步骤（3）中使用的加热方法为水浴加热或微波辐照加热。
优选的，所述的微波辐照加热的功率为600W-10kW。
进一步的，所述的韧皮纤维为***、亚麻、苎麻、黄麻、黄蜀葵或光叶楮纤维。
优选的，所述的功能性助剂为纳米银、二氧化钛、氧化锌或石墨烯，功能改性剂浓度为1-20mg/mL。
本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：
1、在常规脱胶工艺中添加了功能性助剂，实现了脱胶与改性同步完成，为纤维材料的功能化研究开创了一条新思路，可以充分利用现有的生产资源，降低了成本，具有很好的工程意义和产业前景；
2、本发明采用的方法不影响现有的脱胶工序，生产工艺流程简单，方便工业化生产；
3、脱胶改与性同步完成，节约能源，工艺简单，容易控制；
4、本发明脱胶改性一浴一步方法制备的韧皮功能性纤维可用于休闲服装、内衣、西服、户外及医用纺织品领域。
总之，本发明是一种简单有效、可工业化生产的方法，工艺合理，成本低，有利于推广应用。
具体实施方式
本发明一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法的具体实施方式，包括如下步骤：
（1）预处理：硫酸浓度1-2mol/L，加热温度45-60℃，浴比1:18-1:22，时间15-60min；
（2）水洗：用水溶液冲洗预处理后的纤维，去除纤维表面的溶解物及残余酸液，至pH在6.5-7.5之间；
（3）脱胶改性一浴一步：功能改性剂浓度1-20mg/mL，NaOH浓度8-10g/L，H2O2浓度7-9g/L，双氧水稳定剂2-3g/L，MgSO4·7H2O用量为0.1g/L，浴比1:18-1:22，加热温度为90-99℃，反应时间40-120min；
（4）酸洗：酸洗工艺参数为：硫酸浓度1-2mol/L，浴比1:18-1:22，时间4-6min；
（5）打纤：利用机械槌击和水力的喷洗作用，将已被碱液破坏但仍粘附在纤维上的胶质等去除，使纤维更松散、柔软；
（6）抖纤：将纤维进一步做松散处理，使其更蓬松；
（7）烘干：将纤维在85-100oC温度范围内烘2-4小时。
上述的功能性助剂为纳米银、二氧化钛、氧化锌或石墨烯，功能改性剂浓度为1-20mg/mL。
本发明的具体实施例如下：
实施例1：苎麻原麻→水浴预处理（ H2SO4 l mol/L，浴比1：18，48°C，15min)→水洗（pH在6.5-7.5）→脱胶改性一浴一步（ 石墨烯溶液浓度1mg/mL，NaOH 8g/L，H2O2 浓度 7g/L，双氧水稳定剂 2g/L，MgSO4·7H2O 0.lg/L，浴比 1:18，温度 90°C，时间40min)→水洗→酸洗（常温，H2SO4 lmol/L，时间4min，浴比1:18 )→水洗→打纤→抖纤→烘干（85-100oC温度范围内烘2-4小时）→多效功能苎麻纤维。
经测试，所制备多功能苎麻纤维具有良好的防紫外性能，紫外光透过率UVA= 5%，UVB= 5%，紫外线防护系数（UPF）=80，导热系数0.06Wm/K；多功能苎麻纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别为80.5%和85.3%。
实施例2：亚麻原麻→微波辐照预处理（H2SO4 l mol/L，浴比1:20，48°C，15min，微波功率600W）→水洗（pH在6.5-7.5）→微波辐照脱胶改性一浴一步（微波反应容器容量1L，微波功率800W，BaO2 0.3g/L，二氧化钛溶液浓度2mg/mL，NaOH 9g/L，H2O2 浓度 8g/L，双氧水稳定剂 2.5g/L，MgSO4·7H2O 0.lg/L，浴比1:20，温度 90°C，时间45min)→水洗→酸洗（常温，H2SO4 lmol/L，时间5min，浴比1:20 )→水洗→打纤→抖纤→烘干（85-100oC温度范围内烘2-4小时）→多效功能亚麻纤维。
经测试，所制备多功能亚麻纤维具有良好的防紫外性能，紫外光透过率UVA= 1%，UVB= 1.5%，紫外线防护系数（UPF）=100；多功能亚麻纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别为85.5%和86.3%。
实施例3：黄蜀葵韧皮→水浴预处理（H2SO4 l mol/L，浴比1:21 ，48°C，15min)→水洗（pH在6.5-7.5）→脱胶改性一浴一步（ 氧化锌溶液浓度1mg/mL ，NaOH 10g/L，H2O2 浓度 9g/L，双氧水稳定剂 2.7g/L，MgSO4·7H2O 0.lg/L，浴比 1：21，温度 90°C，时间50min)→水洗→酸洗（常温，H2SO4 lmol/L，时间6 min，浴比1：21)→水洗→打纤→抖纤→烘干（85-100oC温度范围内烘2-4小时）→多效功能黄蜀葵纤维。
经测试，所制备多功能黄蜀葵纤维具有良好的防紫外性能，紫外光透过率UVA= 2%，UVB= 2.1%，紫外线防护系数（UPF）=95；多功能黄蜀葵纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别为83.5%和88.3%。
实施例4：***原麻→水浴预处理（ H2SO4 lmol/L ，浴比1:22 ，48°C，15min)→水洗（pH在6.5-7.5）→脱胶改性一浴一步（纳米银溶液浓度0.5mg/mL ，NaOH 8.5 g/L，H2O2 浓度 7.5 g/L，双氧水稳定剂 2.3 g/L，MgSO4·7H2O 0.lg/L，浴比 1：22，温度 90°C，时间50min)→水洗→酸洗（常温，H2SO4 l mol/L，时间5 min，浴比1：22 )→水洗→打纤→抖纤→烘干（85-100oC温度范围内烘2-4小时）→多效功能***纤维。
经测试，所制备多功能***纤维具有良好的抗菌性能，***纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别为87.5%和90.3%。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1. 一种脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）预处理：硫酸浓度1-2mol/L，加热温度45-60℃，浴比1:18-1:22，时间15-60min；
（2）水洗：用水溶液冲洗预处理后的纤维，去除纤维表面的溶解物及残余酸液，至pH在6.5-7.5之间；
（3）脱胶改性一浴一步：功能改性剂浓度1-20mg/mL，NaOH浓度8-10g/L，H2O2浓度7-9g/L，双氧水稳定剂2-3g/L，MgSO4·7H2O用量为0.1g/L，浴比1:18-1:22，加热温度为90-99℃，反应时间40-120min；
（4）酸洗：酸洗工艺参数为：硫酸浓度1-2mol/L，浴比1:18-1:22，时间4-6min；
（5）打纤：利用机械槌击和水力的喷洗作用，将已被碱液破坏但仍粘附在纤维上的胶质等去除，使纤维更松散、柔软；
（6）抖纤：将纤维进一步做松散处理，使其更蓬松；
（7）烘干：将纤维在85-100℃温度范围内烘2-4小时。
2.按照权利要求1所述的脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，所述步骤（3）中使用的加热方法为水浴加热或微波辐照加热。
3.按照权利要求2所述的脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，所述的微波辐照加热的功率为600W-10kW。
4.按照权利要求1-3任一项所述的脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，所述的韧皮纤维为***、亚麻、苎麻、黄麻、黄蜀葵或光叶楮纤维。
5.按照权利要求1-3任一项所述的脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，所述的功能性助剂为纳米银、二氧化钛、氧化锌或石墨烯，功能改性剂浓度为1-20mg/mL。
6.按照权利要求4所述的脱胶改性制备功能性韧皮纤维的方法，其特征在于，所述的功能性助剂为纳米银、二氧化钛、氧化锌或石墨烯，功能改性剂浓度为1-20mg/mL。
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