CN1014435B - 麻类纤维羟烷基变性技术 - Google Patents

Abstract

本发明麻类纤维羟烷基变性技术，属纤维化学处理天然纤维的接枝变性技术领域。麻类羟烷基化变性技术所用的麻类包括苎麻、大麻、洋麻、罗布麻等，该变性技术是将麻类纤维素与烧碱作用，使纤维素的非晶区发生润胀生成碱纤维素，再与环氧乙烷或环氧烷烃作用生成羟乙基或羟烷基纤维素，降低了纤维的刚性，增加了纤维的抱合力，柔性增大卷曲度大大增加，从而增加纤维的可纺性能。

Description

本发明麻类纤维羟烷基变性技术，属纤维化学处理、纤维素纤维的接枝变性，技术领域。

麻类纤维的特点是刚直而无卷曲，因此可纺性差，大部分只能用于制作麻袋绳索等低档纺织品。虽然苎麻、亚麻、大麻等麻类单纤维较细，但大都亦只能纺中粗支纱（而中支纱一般也只限于36Nm左右），因此麻类中之姣姣者如苎麻产品的附加值也提不高，为此国内外都有苎麻变性技术的开发研究，如磺化法、乙酰化法、二甲基亚石风法、液氨法、碱变性法等，但大多综合效果不够理想，不是变性的物理性能不太好，便是所用变性剂有害、有毒、有严重污染，或者投资太大，成本太高，故目前仅碱变性法有少量工业化生产，因此就麻类（以苎麻为主）的化学变性技术而论，目前还没有找到一个有效而简捷的工业化生产方法。

本发明的目的是提供一种新颖的麻类纤维羟烷基变性技术，使麻类纤维通过化学变性处理，刚性减少，柔性增大，卷曲度大大增加，从而增加纤维的可纺性能。

麻类羟烷基化变性技术，所用麻类包括苎麻、大麻、洋麻、罗布麻等。麻类纤维的主要成份为纤维素，与烧碱作用使纤维的非晶区发生润胀生成碱纤维素，再与环氧乙烷或环氧烷烃作用在非结晶区生成羟乙基或羟烷基纤维素而更加膨胀，由于纤维的结构发生变化所产生的应力使纤维发生扭曲，呈现出外观卷曲同时使纤维的刚性亦发生改变，大大 降低了纤维的初始模量增加了纤维的抱合力（由于变性苎麻纤维的卷曲度与纤维节结的膨胀呈竹节状，使纤维的抱合力大为增加）。

理论根据：麻类纤维的主要成份为纤维素故：

或环氧丙烷等亦可

麻类羟烷基化变性技术主要工艺过程为：

一、碱化：将精梳脱胶的麻类纤维按要求切断放入烧碱液NaOH中浸渍，与烧碱相作用，使纤维的非晶区发生润胀，生成碱纤维素，进行脱碱液。

烧碱液（NaOH）浓度为：100～250g/l

浸渍温度为：10～50℃

浸渍时间为：10～120分钟

二、羟烷基化（醚化）：将通过碱化处理的麻类碱纤维素与环氧乙烷，或环环氧烷烃作用在非结晶区生成羟乙基或羟烷基纤维素而更加膨胀，由于纤维的结构变化所产生应力使纤维发生扭曲，使纤维的刚性下降增加了纤维的抱合力。

羟烷基化反应操作时将碱化处理过的麻类碱纤维素放入醚化反应器中，醚化反应器为防爆耐压反应专用设备，在设备布置与操作使用上有严格的安全要求加适量的环氧烷烃（C₂H₄O）或环氧乙烷，适当加热，同时对醚化反应器抽成一定真空度，进行羟烷基化反应。

环氧烷烃或环氧乙烷加入量：1～20%（麻类碱纤维重量百分比）

反应温度    20～70℃

反应时间    30～120分钟

真空度    ＞300mmHg

三、对羟烷基化反应终了的羟乙基变性麻类纤维进行水洗，并用酸中和，酸中和可采用一定浓度的硫酸（H₂SO₄）酸中和后再进行水洗，经水洗的羟乙基变性麻类进行脱水、上油、脱液，上油用人造纤维油剂（FAN TAX），烘干，打包入库。

采用麻类羟烷基化变性技术处理过的麻类纤维（羟乙基变性麻类纤维）与未变性处理的麻类纤维比有以下显著优点：

1、初始模量下降到未变性前的1/3，即纤维的刚性减小柔性增大了;

2、卷曲度大大增加，未变性前几乎没有卷曲，而变性卷曲度几乎接近羊毛又是永久性卷曲。

由于麻类纤维通过羟烷基化技术处理刚性减小，柔性增大，卷曲度大大增加，使得纤维的可纺性能即纺纱的支数提高从而大大提高麻纺织的经济效益。

麻纤维变性前后的主要物理指标对比（以苎麻纤维和大麻纤维为例）见附表1。

实施例：

以精梳脱胶苎麻纤维为例

工艺流程：

脱胶苎麻纤维进行切断，作碱化处理，加入适量的烧碱液起反应，然后脱碱液，放入醚化反应器中作羟乙基化（醚化）处理加入环氧乙烷对反应器抽成一定真空度，适当加热，经过一段时间反应，羟乙基化处理 终了后对变性的苎麻纤维进行水洗，再进行酸中和加入一定量硫酸，中和后经水洗、脱水，上人造纤维油剂，脱液、烘干，包装即成成品入库。

投料量    精梳脱胶苎麻纤维    100kg/批

碱化：

浸渍碱液浓度    240g/l    NaOH

浸渍时间    2小时

浸渍温度    常温

浸渍后麻纤维含碱量    15%

羟乙基化（醚化）：

环氧乙烷加入量    5%（麻类碱纤维重量百分比）

醚化反应器真空度    ＞570mmHg

反应温度    38～48℃

反应时间    60分

变性前后纤维质量对比（主要物理指标）见附表2。

附表1：麻纤维变性前后的主要物理指标对比表

指

初始模量    卷曲度

品种    标

A-1    148.87g/D    -

精梳苎麻纤维    A-2    116.34g/D    A-2    0

羟乙基变性苎麻    C-1    48.65g/D

纤维    C-2    32.26g/D    C-2    10

精梳大麻纤维    /    /

羟乙基变性大麻

纤维    /    /

附表2：变性前后纤维质量对比表（主要物理指标）

品

各项指标    种    精梳苎麻    变性（羟乙基）

苎麻

断裂强力    CN    45.11    34.04

断裂伸长率%    4.6    12.2

断裂功    CNmm    13.24    27.06

勾结强力    CN    12.46    39.31

初始模量    g/d    116.34    32.26

比电阻 MΩ 1.58×10²4.5×10

卷曲数个/25mm    0    10

可挠度个/10mm    11.3（4.3）    12.7（5.75）

备注：括号内为纤维开始断裂时的粘度

本数据由江苏省纺织产品质量监督检验测试中心提供

Claims (1)

1、一种麻类纤维羟烷基变性技术，该技术的步骤简括为三步：

碱化、羟烷基化、中和，其特征在于羟烷基化，所述的羟烷基化是用环氧烷烃或环氧乙烷达到的，麻类碱纤维进行羟烷基化反应时：

环氧烷烃或环氧乙烷加入量：1～20%(麻类碱纤维重量百分比)

反应温度  20～70℃

反应时间  30～120分钟

真空度    ＞300mmHg