一种吸附、快速深染的纤维素纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种吸附、快速深染的纤维素纤维及其制备方法和应用，属于纤维处理领域。蒙脱土是层状硅酸盐非金属纳米矿物，具有分散性、膨胀性、吸水性和价格低的特点，蒙脱土在纺丝过程利用无机酸和硫酸铝同时进行改性，使铝离子与蒙脱土层间可交换的阳离子进行交换，铝离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，同时蒙脱土在分散液中溶剂的作用下剥离分散成更薄的单晶片，将纤维素纤维插入到蒙脱土片层中，通过破坏蒙脱土的片层结构使蒙脱土基本单元均匀分散在纤维素纤维基体中，可以实现纤维素纤维与蒙脱土片层在纳米尺度上的复合，结合后处理过程中离子改性工序，制得的纤维素纤维具有较好吸附性能和上染性能，染色深度高，上染时间短。染时间短。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附、快速深染的纤维素纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纤维处理
，尤其涉及一种吸附、快速深染的纤维素纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]纤维素纤维又称为人造纤维，主要包括粘胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等，是利用棉短绒、木材、竹子、甘蔗渣、芦苇等天然物质，通过一定的工艺处理方法对其纤维素分子重塑而得，纤维素纤维制品具有吸湿、透气性好，穿着舒适的特点，获得了广泛的应用。因此大力开发高性能、差别化纤维素纤维新品种，满足国内外市场需求，提升产品竞争力是纤维素纤维领域发展的主要方向。
[0003]现有技术中制得的纤维素纤维存在染色深度低、上染时间长和吸附性能不佳的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种吸附、快速深染的纤维素纤维及其制备方法和应用。本专利技术制得的纤维素纤维染色深度高、上染时间短，吸附性能好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种吸附、快速深染的纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0007]提供纤维素纤维纺丝原液，所述纤维素纤维纺丝原液中含有甲种纤维素；
[0008]将所述纤维素纤维纺丝原液和蒙脱土分散液共混，得到共混纺丝原液；
[0009]将所述共混纺丝原液依次进行纺丝成型和后处理，得到所述吸附、快速深染的纤维素纤维，所述纺丝成型包括：在第一成型浴进行第一成型后在第二成型浴中进行第二成型，所述第一成型浴和第二成型浴中均含有硫酸铝。
[0010]优选地，所述共混纺丝原液中甲种纤维素和蒙脱土的质量比为80～95：20～5质量比为80～95：20～5。
[0011]优选地，所述蒙脱土分散液包括蒙脱土粉体和溶剂，所述蒙脱土分散液的质量分数为5.0％～15.5％，所述溶剂为海藻酸钠水溶液或聚乙烯吡咯烷酮水溶液，所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯吡咯烷酮水溶液的质量分数独立地为1.5％～3.5％。
[0012]优选地，所述第一成型浴以水为溶剂，包含以下浓度的组分：硫酸70～110g/L、硫酸锌6.0～20.0g/L、硫酸铝6.0～14.0g/L和硫酸钠280～320g/L。
[0013]优选地，所述第二成型浴以水为溶剂，包含以下浓度的组分：硫酸10～20g/L和硫酸铝2.0～5.0g/L。
[0014]优选地，所述第一成型和第二成型的温度独立地为35～55℃。
[0015]优选地，所述后处理包括依次进行的第一水洗、脱硫、酸洗、第二水洗、离子改性工序、上油和漂白，所述酸洗使用的酸洗浴以水溶剂，包括以下浓度的组份：盐酸3.0～6.0g/L和硫酸铝3.0～10.0g/L，所述酸洗的温度为30～50℃。
[0016]优选地，所述离子改性工序使用的离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液或聚丙烯酰胺水溶液，所述离子改性剂的浓度为15～50g/L；所述离子改性工序的温度为55～75℃，处理浴比为1:10～1:25，时间为3.0～5.0min。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的吸附、快速深染的纤维素纤维，包括纤维素和蒙脱土，所述吸附、快速深染的纤维素纤维的干强≥1.86cN/dtex，湿强≥0.91cN/dtex。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的吸附、快速深染的纤维素纤维在吸附领域中的应用。
[0019]本专利技术提供了一种吸附、快速深染的纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：提供纤维素纤维纺丝原液，所述纤维素纤维纺丝原液中含有甲种纤维素；将所述纤维素纤维纺丝原液和蒙脱土分散液共混，得到共混纺丝原液；将所述共混纺丝原液依次进行纺丝成型和后处理，得到所述吸附、快速深染的纤维素纤维，所述纺丝成型包括：在第一成型浴进行第一成型后在第二成型浴中进行第二成型，所述第一成型浴和第二成型浴中均含有硫酸铝。本专利技术中，蒙脱土(MMT)是一类典型的层状硅酸盐非金属纳米矿物，具有分散性、膨胀性、吸水性和价格低廉的特点，在纺丝过程利用硫酸铝对蒙脱土进行改性，使铝离子与蒙脱土层间可交换的阳离子进行交换，铝离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，同时由于在蒙脱土分散液的溶剂的作用下，使蒙脱土剥离分散成更薄的单晶片，将纤维素纤维插入到蒙脱土片层中，通过破坏蒙脱土的片层结构使蒙脱土基本单元均匀分散在纤维素纤维基体中，可以实现纤维素纤维与蒙脱土片层在纳米尺度上的复合，制得的吸附、快速深染的纤维素纤维具有较好吸附性能和上染性能，染色深度高，且上染时间短。
[0020]进一步地，本专利技术在酸洗时，蒙脱土层间的K
+
、Na
+
、Ca
2+
和Mg
2+
转变为酸的可溶性盐类而溶出，从而削弱了原来层间的结合力，使层间晶格裂开，层间距扩大，酸洗处理后的比表面积和孔径增大，进而吸附能力显著增加，具有更强的吸附性和化学活性，得到的吸附、快速深染的纤维素纤维是一种非常好的中孔载体材料。
[0021]进一步地，本专利技术在离子改性工序中，利用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯或聚丙烯酰胺进行离子改性，通过向纤维引入离子基团，消除纤维与染料之间的电荷阻碍，在碱性条件下可以与纤维素纤维上的羟基很好地反应，从而使纤维素纤维带上正电荷，提高了纤维素纤维与染料之间的亲和力和反应性，进一步提高了吸附、快速深染的纤维素纤维的吸附性能和上染性能。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的吸附、快速深染的纤维素纤维，所述吸附、快速深染的纤维素纤维的干强≥1.86cN/dtex，湿强≥0.91cN/dtex。
[0023]实施例的数据表明，本专利技术制备的不同蒙脱土含量和离子改性工序的纤维素纤维和常规纤维素纤维(不含有蒙脱土、不进行离子改性工序)置于染色机中进行活性染料染色，浴比控制为1:10，依次加入活性染料和纯碱进行溶解，升温速率以2.0℃/min升至染色温度40℃，常规纤维素纤维的上染率为42.6％，表面色深度值(K/S值)为6.865，制备的不同蒙脱土含量和离子改性的纤维素纤维的上染率为52.6％～69.2％，表面色深度值(K/S值)为7.731～10.261。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种吸附、快速深染的纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0025]提供纤维素纤维纺丝原液，所述纤维素纤维纺丝原液中含有甲种纤维素；
[0026]将所述纤维素纤维纺丝原液和蒙脱土分散液共混，得到共混纺丝原液；
[0027]将所述共混纺丝原液依次进行纺丝成型和后处理，得到所述吸附、快速深染的纤维素纤维，所述纺丝成型包括：在第一成型浴进行第一成型后在第二成型浴中进行第二成型，所述第一成型浴和第二成型浴中均含有硫酸铝。
[0028]在本专利技术中，如无特殊说明，本专利技术使用的原料均来自市售商品。
[0029]本专利技术提供纤维素纤维纺丝原液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附、快速深染的纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供纤维素纤维纺丝原液，所述纤维素纤维纺丝原液中含有甲种纤维素；将所述纤维素纤维纺丝原液和蒙脱土分散液共混，得到共混纺丝原液；将所述共混纺丝原液依次进行纺丝成型和后处理，得到所述吸附、快速深染的纤维素纤维，所述纺丝成型包括：在第一成型浴进行第一成型后在第二成型浴中进行第二成型，所述第一成型浴和第二成型浴中均含有硫酸铝。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述共混纺丝原液中甲种纤维素和蒙脱土的质量比为80～95：20～5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蒙脱土分散液包括蒙脱土粉体和溶剂，所述蒙脱土分散液的质量分数为5.0％～15.5％，所述溶剂为海藻酸钠水溶液或聚乙烯吡咯烷酮水溶液，所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯吡咯烷酮水溶液的质量分数独立地为1.5％～3.5％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一成型浴以水为溶剂，包含以下浓度的组分：硫酸70～110g/L、硫酸锌6.0～20.0g/L、硫酸铝6.0～14.0g/L和硫酸钠280～320g/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二成型浴以...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，
申请(专利权)人：青岛尼希米生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：