一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法技术

本发明专利技术提供一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，包括如下步骤：（1）麻型纤维阳离子化改性：配制成改性整理液，然后未处理麻型纤维与改性整理液以浴比1:20在温度60℃下改性反应50min；（2）水洗干燥：改性后的麻型纤维依次经热水、冷水洗后，再用2g/L醋酸清洗后干燥；（3）常压碱脱胶：水洗干燥后的麻型纤维用NaOH溶液脱胶120min，浴比1：40；（4）清洗干燥；（5）梳理。本发明专利技术使用分子较大、含环氧结构的季铵盐阳离子化合物处理麻型纤维，利用此季铵盐分子较大，不易渗透，在纤维束径向外侧分布多、内侧分布少的特点，使碱分子被季铵盐阳离子吸引后能沿纤维束径向梯度分布，实现麻型纤维定向脱胶，最终获得细度好、强度高的纤维。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法
本专利技术属于纺织纤维原料的脱胶
，具体涉及一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法。
技术介绍
棉/麻色纺纱是重要的色纺纱品种之一，然而，这类色纺产品的性能和加工过程存在一些固有问题：(1)染色棉纤维的强度较低，一般来说，染色加工后棉纤维的强度会损失10-30％左右，影响棉/麻混纺纱产品的强度；(2)与棉相比，麻型纤维一般直径较粗、结构刚硬，可纺性不如棉。因此，棉/麻色纺纱的开发可以从改善麻型纤维的可纺性入手。麻纤维的可纺性与纤维细度密切相关，在天然麻纤维中，苎麻的品质最好，纤维支数达2000公支左右，亚麻的直径略粗，黄麻或秸秆类纤维的直径更粗，纺纱难度大。改善麻型纤维细度，提高纤维可纺性是改善棉/麻色纺产品性能的重要途径之一。脱胶或精细化的目的就是改善麻纤维细度，提高其应用价值。麻类纤维由多细胞组成，细胞间依靠胶质粘合在一起。常规的脱胶理论和实践都是通过去除胶质改善纤维细度，但是，胶质的去除必然损伤单细胞间的联系，造成纤维强度下降。在所有脱胶方法中，化学脱胶法是最常用的。氢氧化钠能溶解一定比例的胶质，改善纤维细度，但实际脱胶效果还与纤维品种有关。苎麻纤维内的胶质以多糖为主，碱脱胶方法能取得很好的效果；但是，对于木质素含量较高的黄麻、棉秸秆纤维而言，碱脱胶的效果非常有限，主要原因是碱对木质素的去除作用有限。虽然升高温度至130℃以上能提高木质素的去除效率，但纤维强度容易降至2.0cN/dtex以下，使应用价值受损。一些研究尝试了碱处理和其它方法相结合进行脱胶。专利技术专利“一种蒸汽闪爆和碱处理相结合制备纺织用棉秆皮纤维的方法”(ZL201410298683.3)使用了闪爆预处理和碱、过氧化氢结合的方法，虽然可使棉秆皮纤维细度从56dtex改善至27dtex左右，但纤维强度也降至2.2cN/dtex的低水平。微生物脱胶技术利用各种微生物分泌的酶分解胶质中的多糖或木质素等成分，达到精细化纤维的目的。目前代表性的脱胶微生物是枯草芽孢杆菌，常用于苎麻或亚麻脱胶。这类微生物在分解半乳糖醛酸、果胶及木聚糖时效果显著，但对木质素的去除作用有限。此外，由于多糖结构的复杂性，微生物单独作用时，效果不太理想，常常需配以化学漂洗辅助手段。总之，目前还没有很好的针对麻型色纺纤维的纤维精细化方法。理想的脱胶设计应沿纤维束径向从外向内逐层去除以木质素为代表的胶质，在改善纤维细度的同时避免损伤纤维结构。这类方法的代表研究有：(1)内布拉斯加大学的杨一奇教授采用分子结构较大的碱进行脱胶。利用碱分子尺寸大、在纤维径向渗透速度慢的特点实现这一目标。但是，由于脱胶使用的四甲基氢氧化铵价格远超烧碱，脱胶成本过高，难以商业化，实用性不好。(2)中国专利技术专利“高温定向脱胶制备纺织及复合材料用富木质素纤维的方法”(ZL201810126657.0)使用甘油/碱作溶剂，在微波快速升温作用下进行脱胶。该方法利用甘油溶剂粘度较大、在纤维束径向渗透速度慢的特征，达到控制脱胶程度的目标。该方法可获得细度小于24dtex、强度高于3.0cN/dtex的纺织、复合材料用富木质素纤维。但是，该方法需在纤维表面均匀负载高粘度甘油/碱溶液，操作难度大，实用性不理想。虽然中国专利技术专利“通过疏水化预处理增强富木质素纤维定向脱胶效果的方法”(ZL201910654226.6)对定向脱胶的可控性进行增强，但仍没有改变实用性方面存在的问题。棉/麻色纺产品的开发需要一种实用性好的定向脱胶技术，这类技术应具有操作简单、设备要求低及可控性好的特点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，脱胶过程可在常压下进行，不需特殊的高压、闪爆或微波条件，可控性强、实用性好。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，包括如下步骤：(1)麻型纤维阳离子化改性：称取一定量未处理麻型纤维，按浴比为1:20的比例配置改性整理液，60℃下改性反应50min；其中，改性整理液中，阳离子改性剂按照4-12％o.w.f的比例添加，NaOH的浓度为4-16g/L，以自来水定容；(2)水洗干燥：将步骤(1)中改性后的麻型纤维依次经热水、冷水洗后，再用2g/L醋酸清洗，去除未反应的阳离子改性剂和多余的NaOH，水洗至中性后室温下干燥待用；(3)常压碱脱胶：将步骤(2)中水洗干燥后的麻型纤维用NaOH溶液脱胶120min，浴比1：20-1:60；(4)清洗干燥：将步骤(3)中脱胶后的麻型纤维在室温水中充分漂洗至中性，干燥待用；(5)梳理：将干燥后的麻型纤维在罗拉式梳理机中梳理后得到细纤维。其中，步骤(1)中的麻型纤维包括：麻类纤维和秸秆韧皮纤维，其中，所述麻类纤维包括苎麻、亚麻、黄麻、大麻、罗布麻等，所述秸秆韧皮纤维包括棉秆皮纤维、椰壳纤维等。进一步，步骤(1)中的阳离子改性剂选用分子量为150-1200的含环氧结构的季铵盐阳离子化合物；改性反应式如下：其中，步骤(3)中脱胶温度为50℃-100℃。其中，步骤(3)中所用NaOH溶液的浓度为2wt％-16wt％。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术使用分子较大、含环氧结构的季铵盐阳离子化合物处理麻型纤维，利用此季铵盐分子较大，不易渗透，在纤维束径向外侧分布多、内侧分布少的特点，使碱分子被季铵盐阳离子吸引后能沿纤维束径向梯度分布，实现麻型纤维定向脱胶，最终获得细度好、强度高的纤维。附图说明图1为本专利技术中麻型纤维定向脱胶示意图；图2为本专利技术中麻型纤维阳离子化定向脱胶的流程图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图2所示，本专利技术提供一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，包括如下步骤：(1)麻型纤维阳离子化改性：称取一定量未处理麻型纤维，按浴比为1:20的比例配置改性整理液，60℃下改性反应50min；其中，改性整理液中，阳离子改性剂按照4-12％o.w.f的比例添加，NaOH的浓度为4-16g/L，以自来水定容；其中，麻型纤维包括：麻类纤维和秸秆韧皮纤维，其中，所述麻类纤维包括苎麻、亚麻、黄麻、大麻、罗布麻等等，所述秸秆韧皮纤维包括棉秆皮纤维、椰壳纤维等。步骤(1)中的阳离子改性剂选用分子量为150-1200的含环氧结构的季铵盐阳离子化合物。改性反应式如下：(2)水洗干燥：将步骤(1)中改性后的麻型纤维依次经热水、冷水洗后，再用2g/L醋酸清洗，去除未反应的阳离子改性剂和多余的NaOH，水洗至中性后室温下干燥待用；(3)常压碱脱胶：步骤(2)中水洗干燥后的麻型纤维用浓度为2wt％-16wt％的NaOH溶液脱胶120min，脱胶温度50℃-100℃，浴比1：20-1:60。图1为麻型纤维定向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)麻型纤维阳离子化改性：称取一定量未处理麻型纤维，按浴比为1:20的比例配置改性整理液，60℃下改性反应50min；/n其中，改性整理液中，阳离子改性剂按照4-12％o.w.f的比例添加，NaOH的浓度为4-16g/L，以自来水定容；/n(2)水洗干燥：将步骤(1)中改性后的麻型纤维依次经热水、冷水洗后，再用2g/L醋酸清洗，去除未反应的阳离子改性剂和多余的NaOH，水洗至中性后室温下干燥待用；/n(3)常压碱脱胶：将步骤(2)中水洗干燥后的麻型纤维用NaOH溶液脱胶120min，浴比1：20-1:60；/n(4)清洗干燥：将步骤(3)中脱胶后的麻型纤维在室温水中充分漂洗至中性，干燥待用；/n(5)梳理：将干燥后的麻型纤维在罗拉式梳理机中梳理后得到细纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于阳离子化改性的麻型色纺纤维定向脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)麻型纤维阳离子化改性：称取一定量未处理麻型纤维，按浴比为1:20的比例配置改性整理液，60℃下改性反应50min；
其中，改性整理液中，阳离子改性剂按照4-12％o.w.f的比例添加，NaOH的浓度为4-16g/L，以自来水定容；
(2)水洗干燥：将步骤(1)中改性后的麻型纤维依次经热水、冷水洗后，再用2g/L醋酸清洗，去除未反应的阳离子改性剂和多余的NaOH，水洗至中性后室温下干燥待用；
(3)常压碱脱胶：将步骤(2)中水洗干燥后的麻型纤维用NaOH溶液脱胶120min，浴比1：20-1:60；
(4)清洗干燥：将步骤(3)中脱胶后的麻型纤维在室温水中充分漂洗至中性，干燥待用；
(5)梳理：将干燥后的麻型纤维在罗拉式梳理机中梳理后得到细纤维。

【专利技术属性】
技术研发人员：董震，王海峰，赵志慧，褚特野，张凯峰，邱新海，潘希恒，陆宁，李春梅，李德华，张教会，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32