CN103437150B - 一种复合晶变改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合晶变改性方法，特别是涉及一种纺织材料的复合晶变改性方法，是将被改性材料置于密闭容器中，充入改性介质，升压至改性压力，然后瞬间释放压力，再抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并去除改性介质，即获得复合晶变改性材料。本发明适用范围广，不仅能改性棉纤维及全部麻类纤维等天然纤维，还可改性粘胶纤维；改性后的纤维孔隙增大、结晶度降低、纤维柔软，提高了产品的尺寸稳定性、柔软性和染色性能等；采用瞬间释放压力的方法，大幅提高了纤维的蓬松性和柔软性；采用抽真空、高速离心旋转牵伸和微波辐射联合作用，进一步提高了纤维的品质，并大幅提高了改性效率。

Description

一种复合晶变改性方法

技术领域

本发明涉及一种复合晶变改性方法，特别是涉及一种纺织材料的复合晶变改性方法，具体地说是一种通过将改性介质升压至改性压力、保压一段时间、然后瞬间释放压力，再采用抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并去除改性介质的纺织材料复合晶变改性方法。

背景技术

棉纤维细长柔软，吸湿性好，耐强碱，耐有机溶剂，耐漂白剂以及隔热耐热，是最大宗的天然纤维。但其弹性和弹性恢复性较差，易发霉、易然。麻类纤维是天然纤维中重要的纺织原料，是天然纤维中杨氏模量较大的高刚性纤维，尤其以苎麻、黄麻、汉麻、剑麻、菠萝麻等最具代表性。其具有吸湿、透气、散热、抗菌、防霉、防辐射、强度高等优越特性，但也存在坚硬、发皱、缩水、难纺、难织、难染等缺陷，导致高硬麻类纤维绝大多数只能做低附加值的低级产品。

粘胶纤维手感柔软光泽好，吸湿性、透气性和染色性能良好，但由于弹性较差、织物易折皱且不易恢复等弱点制约了它的发展。

为了改变上述现状，已有很多种改性方法，如物理改性方法、化学改性方法和生物改性方法。物理改性方法主要包括放电技术改性、高压蒸汽闪爆改性、超声空化及微波辐照改性、液氨加工改性等。化学改性方法主要包括纤维素酯类改性、纤维素醚类改性、纤维素接枝改性和纤维素交联改性等。生物改性方法主要利用生物酶对纤维进行脱胶、抛光等处理。

现在国内外已经形成产业化生产的改性方法主要有液氨加工改性和碱丝光改性。液氨改性与碱丝光处理有着相似的效果，如天然卷曲消失、截面变圆、内腔变小等特点，但碱丝光改性的残留碱液不易去除且还会导致纤维融蚀和不均匀性，最主要的差别是液氨改性效果优于碱丝光改性。国内利用液氨作为改性介质，在密闭容器中常规升压—保压—再回收纤维中改性介质的方法仅对棉和麻类纤维中杨氏模量小、硬度低的纤维有一定效果，但该方法只有一次改性，溶胀不彻底、结晶度降低不明显、柔软性能没有得到明显改善。并且，现有技术对苎麻、黄麻、汉麻、剑麻等高硬纤维效果甚微。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合晶变改性方法，特别是提供一种纺织材料的复合晶变改性方法，具体地说是一种通过将改性介质增压到改性压力，并保压一段时间后，瞬间释放压力，再采用抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并去除改性介质的纺织材料复合晶变改性方法。

本发明的一种复合晶变改性方法，是将被改性材料置于密闭容器中，充入改性介质，升压至改性压力，然后瞬间释放压力，再采用抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并去除改性介质，即获得复合晶变改性材料。其原理是：将被改性材料置于密闭容器中，该密闭容器可以在高压下动密封和负压下动密封，并且零泄漏。通过压力平衡充液和非平衡调速充液，可调节充入密闭容器中改性介质的流量、时间和温度，从而调控改性的压力、两相界面及上述参数的变化速率，进而调控液态介质的渗透率、渗透速率及蒸发速率等工艺参数；同时调节充液的间歇时间和改性压力的保压时间；上述工艺可使改性介质的扩散系数提高，改性介质较好的渗透到纤维组织中，重构纤维素分子间的氢键网络，改变了纤维的微观结构，加剧纤维素大分子链段运动，使纤维素分子间发生溶胀作用，孔隙增大，结晶度减小，实现了纤维晶格结构的一次调控。再通过高速溢流，瞬间释放密闭容器中大量液态改性介质，在纤维组织内部与外部瞬间产生巨大压差，形成高速爆膨，使改性介质的扩散系数大幅提高，完全重构了纤维素分子间的氢键网络，纤维素分子间溶胀作用更彻底，孔隙增大明显，结晶度显著降低，实现了纤维晶格结构的二次调控。最后再采用抽真空、高速离心旋转牵伸、微波联合作用，提升了丝光效果，结晶度也有所降低，实现了纤维晶格结构的第三次调控并同时去除材料中的改性介质，大幅提高了改性效率，即完成了所述的复合晶变改性。针对不同刚度、不同组成成分的纤维，调节纤维晶格结构三次调控的相关参数，即可实现所述的复合晶变改性。复合晶变改性后材料具有柔软性能优良、防皱抗缩、耐久蓬松，大幅提高了纤维的纺、织、染性能，成为卓越的天然新纺材。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种复合晶变改性方法，所述被改性材料为纤维、纱线或织物；

所述纤维为天然纤维或粘胶纤维；所述天然纤维为棉纤维、亚麻纤维、苎麻纤维、黄麻纤维、洋麻纤维、菠萝麻纤维、剑麻纤维、汉麻纤维、青麻纤维、槿麻纤维、蕉麻纤维或椰麻纤维；所述粘胶纤维主要为普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维或高强力粘胶纤维；

所述纱线为天然纤维和/或粘胶纤维纺成的纱线；为天然纤维纯纺纱线、天然纤维混纺纱线、粘胶纤维纯纺纱线、粘胶纤维混纺纱线或天然纤维与粘胶纤维的混纺纱线；

所述织物为所述纱线和/或所述粘胶纤维织成的织物。

如上所述的一种复合晶变改性方法，通过纤维晶格结构的三次调控，使纤维素分子间溶胀作用更彻底，孔隙明显增大，结晶度明显降低，上染率提高，色牢度提高，丝光度提高，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行或交替的蒸发方法去除材料中的改性介质即完成了所述的复合晶变改性。采用所述的复合晶变改性方法，可使复合晶变改性材料的微观晶格与所述被改性材料的微观晶格相比，孔隙增大10～20%，结晶度减小11～32%；可使复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高18～50%，色牢度提高15～30%，丝光度提高，改性效率提高10%～30%。

如上所述的一种复合晶变改性方法，改性介质为液氨；改性介质需具备如下三点特征：1）具有优良的扩散性；2）能与纤维素间形成大量的氢键，重构纤维素分子间的氢键网络，提高纤维素的溶胀性能；3）易于相变调控，便于改性介质蒸发与回收。而液氨具有分子量小、粘性小、表面张力小、易于相变等特殊的物理性质，这些特殊性质使得液氨满足上述三个特征。

如上所述的一种复合晶变改性方法，改性压力瞬间释放，瞬间产生高压力差，可以大幅提高改性介质的扩散系数，使被改性材料产生充分溶胀，是复合晶变改性的关键工艺过程。对不同的被改性材料，要求的改性压力不同，压力释放的快慢不同，瞬间产生的压力差不同，在不提高改性压力的前提下，要获得尽可能高的释放压力差，应使改性压力降到负压。对棉纤维和粘胶纤维，改性压力需要大于等于0.5MPa，会达到1.2MPa。对于亚麻纤维、苎麻纤维，改性压力需要大于等于1.2MPa，会达到4MPa。对于黄麻、汉麻、剑麻、菠萝麻、槿麻等杨氏模量大的高硬纤维，要获得良好改性效果，改性压力需要大于等于4MPa，会达到9MPa。因此所述改性压力P应为0.5～9MPa。为获得尽可能高的释放压力差，应使改性压力降到负压，因此改性压力的瞬间释放，要求改性压力瞬间降到改性压力的1%及以下。

如上所述的一种复合晶变改性方法，为了规范工艺标准，所述压力是指绝对压力。

如上所述的一种复合晶变改性方法，对杨氏模量大的高硬纤维，要获得优良的溶胀效果，要求压力从改性压力降到改性压力的1%的时间愈短愈好，对棉纤维和粘胶纤维等较柔软纤维，释放压力的瞬间小于等于5.0秒即可，而目前物理上能实现的上述释放压力瞬间仅能大于等于0.3秒，因此所述释放压力的瞬间为0.3秒～5.0秒，对应的所述释放压力的降压速率为0.1MPa/s～30MPa/s。

如上所述的一种复合晶变改性方法，为获得改性介质良好的扩散性及最佳改性效果，且改性过程能量消耗最小，需要调控充液过程中氨液的流量、时间和温度，达到调控压力的目的，进而调控介质渗透率、渗透速率、蒸发率、蒸发速率和相变过程。而升压过程是最重要的影响因素之一，对不同的纤维需采用不同的升压过程，如变速升压（线性升压和抛物线升压）和间隙升压。线性升压时，升压速率k满足关系式抛物线升压时，升压速率k满足关系式其中t为升压时间，P为改性压力，k₀为初始升压速率。大量试验表明：粘胶纤维、棉纤维等纤维素含量占比90%以上，纤维组织结构更均匀化的纤维适合用等速升压方式，如普通粘胶纤维，优良的等速升压速率在0.5MPa/min，棉纤维的等速升压速率在0.1～0.2MPa/min为宜，因此所述等速升压速率为0.1MPa/min～0.5MPa/min中的一恒定值为升压速率。对于亚麻纤维、苎麻纤维，适合用变速升压方式升压（线性升压），初始升压速率k₀不小于0.5MPa/min，会达到1.5MPa/min。对黄麻、汉麻、剑麻、槿麻等纤维素含量占比60-80%的这类高硬纤维，适合用变速升压方式或间歇升压方式之一或两种的组合，对剑麻纤维、菠萝麻、槿麻纤维适合的变速初始升压速率可达2.5MPa/min，间歇初始升压速率小于2.5MPa/min，间隙时间可达20min，对黄麻纤维，变速初始升压速率k₀不小于0.5MPa/min，间歇初始升压速率小于2.5MPa/min，间隙时间不小于1min，因此所述变速升压速率k₀在0.5MPa/min～2.5MPa/min范围内变动，间隙时间为1min～20min，每次间歇升压时间为1min～5min。

如上所述的一种复合晶变改性方法，在改性过程中，升压后保压一段时间是为了使改性介质能更充分的渗透到纤维组织结构中，更好的完成纤维素分子间的氢键网络重构。这一过程对所有纤维的复合晶变改性都是必要的。对棉纤维、粘胶纤维，升压后保压1min以上即可，而对高硬性的麻类纤维，升压后保压时间可达30min，因此所述升压后保压时间为1～30min。

如上所述的一种复合晶变改性方法，在各类纤维的第三次晶格调控的同时去除改性介质，

如上所述的第三次晶格调控为抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并发运行或交替运行。抽真空至负压～133Pa；高速离心旋转速度至100～800rpm、旋转时间可达10min，径向牵伸至1～5mm；微波加热中单个改性釜功率在1kW～20kW之间。所述第三次晶格调控的同时去除改性介质为抽真空、高速离心旋转脱液、微波加热并发运行或交替运行。

有益效果：

本发明采用以上技术方案的优点如下：

1.本发明适用范围广，不仅能处理棉纤维和麻类纤维等天然纤维，还能处理粘胶纤维。

2.本发明是通过改变晶体结构来达到改性目的的。改性后的纤维克服其原有缺陷，孔隙增大、结晶度降低、纤维柔软，提高了产品的尺寸稳定性、柔软性、匀染性和染色性能等。

3.本发明采用瞬间释放压力的方法，使得改性后的纤维最大程度的溶胀闪爆，柔软性能优良、防皱抗缩、耐久蓬松，大幅提高了纤维的纺、织、染性能，成为卓越的天然纤维、粘胶纤维新纺材。

4.提供了一种无水、几乎无介质损耗、无污染、零排放、节能、高效的天然纤维和粘胶纤维改性方法。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种棉纤维的复合晶变改性方法，将被改性棉纤维置于密闭容器中，充入液氨，按0.1MPa/min的升压速率等速升压至改性压力0.5Mpa，保压1min，然后在5秒内以0.1MPa/s的降压速率瞬间释放至0.005Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性棉纤维。其中高速离心旋转速度至100rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1mm；微波加热中单个改性釜功率为1kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性棉纤维的微观晶格与所述棉纤维的微观晶格相比，孔隙增大10%，结晶度减小11%；所述复合晶变改性棉纤维与所述棉纤维相比，上染率提高18%，色牢度提高15%，改性效率提高10%。

实施例2

一种普通粘胶纤维的复合晶变改性方法，将普通粘胶纤维置于密闭容器中，充入液氨，按0.2MPa/min的升压速率等速升压至0.5Mpa，保压1min，然后在5秒内以0.2MPa/s的降压速率瞬间释放至0.005Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性普通粘胶纤维。其中高速离心旋转速度至120rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为1kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性普通粘胶纤维的微观晶格与所述普通粘胶纤维的微观晶格相比，孔隙增大12%，结晶度减小15%；所述复合晶变改性普通粘胶纤维与所述粘胶纤维相比，上染率提高20%，色牢度提高20%，改性效率提高15%。

实施例3

一种高湿模量粘胶纤维的复合晶变改性方法，将高湿模量粘胶纤维置于密闭容器中，充入液氨，按0.3MPa/min的升压速率等速升压至0.8Mpa，保压3min，然后在3秒内以0.3MPa/s的降压速率瞬间释放至0.008Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性高湿模量粘胶纤维。其中高速离心旋转速度至120rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为2kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性高湿模量粘胶纤维的微观晶格与所述高湿模量粘胶纤维的微观晶格相比，孔隙增大12%，结晶度减小15%；所述复合晶变改性高湿模量粘胶纤维与所述高湿模量粘胶纤维相比，上染率提高25%，色牢度提高20%，改性效率提高20%。

实施例4

一种高强力粘胶纤维的复合晶变改性方法，将高强力粘胶纤维置于密闭容器中，充入液氨，按0.5MPa/min的升压速率等速升压至1.5Mpa，保压3min，然后在3秒内以0.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.005Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空交替的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性高强力粘胶纤维。其中高速离心旋转速度至150rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为2kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性高强力粘胶纤维的微观晶格与所述高强力粘胶纤维的微观晶格相比，孔隙增大12%，结晶度减小15%；所述复合晶变改性高强力粘胶纤维与所述高强力粘胶纤维相比，上染率提高25%，色牢度提高20%，改性效率提高18%。

实施例5

一种亚麻纤维的复合晶变改性方法，将亚麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.5MPa/min，至改性压力2Mpa，保压3min，然后在2秒内以2MPa/s的降压速率瞬间释放至0.002Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性亚麻纤维。其中高速离心旋转速度至180rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为5kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性亚麻纤维的微观晶格与所述亚麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大13%，结晶度减小17%；所述复合晶变改性亚麻纤维与所述亚麻纤维相比，上染率提高22%，色牢度提高18%，改性效率提高20%。

实施例6

一种苎麻纤维的复合晶变改性方法，将苎麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.5MPa/min，至改性压力4Mpa，保压5min，然后在2秒内以2MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性苎麻纤维。其中高速离心旋转速度至180rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2.5mm；微波加热中单个改性釜功率在5kW之间；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性苎麻纤维的微观晶格与所述苎麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大15%，结晶度减小20%；所述复合晶变改性苎麻纤维与所述苎麻纤维相比，上染率提高32%，色牢度提高22%，改性效率提高21%。

实施例7

一种黄麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性黄麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为1MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为0.5MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力3.2MPa，保压5min，然后在1.2秒内以3.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.0032MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性黄麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性黄麻纤维的微观晶格与所述黄麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大16%，结晶度减小28%；所述复合晶变改性黄麻纤维与所述黄麻纤维相比，上染率提高45%，色牢度提高20%，改性效率提高22%。

实施例8

一种洋麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性洋麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为1MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力4MPa，保压5min，然后在1秒内以4MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空交替的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性洋麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2.5mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性洋麻纤维的微观晶格与所述洋麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大18%，结晶度减小30%；所述复合晶变改性洋麻纤维与所述洋麻纤维相比，上染率提高47%，色牢度提高26%，改性效率提高23%。

实施例9

一种菠萝麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性菠萝麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为1.5MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力6MPa，保压5min，然后在1秒内以6MPa/s的降压速率瞬间释放至0.006MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性菠萝麻纤维。其中高速离心旋转速度至380rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至3mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性菠萝麻纤维的微观晶格与所述菠萝麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大17%，结晶度减小28%；所述复合晶变改性菠萝麻纤维与所述菠萝麻纤维相比，上染率提高47%，色牢度提高27%，改性效率提高21%。

实施例10

一种剑麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性剑麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为1.5MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力4MPa，保压5min，然后在1秒内以4MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性剑麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性剑麻纤维的微观晶格与所述剑麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大16%，结晶度减小25%；所述复合晶变改性剑麻纤维与所述剑麻纤维相比，上染率提高43%，色牢度提高26%，改性效率提高25%。

实施例11

一种汉麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性汉麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，升压速率k₀为2MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力4MPa，保压5min，然后在1秒内以4MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性汉麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性汉麻纤维的微观晶格与所述汉麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大18%，结晶度减小29%；所述复合晶变改性汉麻纤维与所述汉麻纤维相比，上染率提高45%，色牢度提高25%，改性效率提高25%。

实施例12

一种青麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性青麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压和间隙升压的方式升压，升初始压速率k₀为2MPa/min，至改性压力2MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力4MPa，保压5min，然后在1秒内以4MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性青麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2mm；微波加热中单个改性釜功率为12kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性青麻纤维的微观晶格与所述青麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大18%，结晶度减小29%；所述复合晶变改性青麻纤维与所述青麻纤维相比，上染率提高45%，色牢度提高26%，改性效率提高30%。

实施例13

一种槿麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性槿麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按抛物线升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为2MPa/min，至改性压力4MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力6MPa，保压5min，然后在1秒内以6MPa/s的降压速率瞬间释放至0.006MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性槿麻纤维。其中高速离心旋转速度至350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至3mm；微波加热中单个改性釜功率为12kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性槿麻纤维的微观晶格与所述槿麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大18%，结晶度减小31%；所述复合晶变改性槿麻纤维与所述槿麻纤维相比，上染率提高49%，色牢度提高30%，改性效率提高20%。

实施例14

一种蕉麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性蕉麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按抛物线升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为2MPa/min，至改性压力4MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为1MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力8MPa，保压5min，然后在1秒内以8MPa/s的降压速率瞬间释放至0.008MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性蕉麻纤维。其中高速离心旋转速度至500rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至4mm；微波加热中单个改性釜功率为12kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性蕉麻纤维的微观晶格与所述蕉麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大18%，结晶度减小28%；所述复合晶变改性蕉麻纤维与所述蕉麻纤维相比，上染率提高47%，色牢度提高28%，改性效率提高22%。

实施例15

一种椰麻纤维的复合晶变改性方法，将被改性椰麻纤维置于密闭容器中，充入液氨，按抛物线升压和间隙升压的方式升压，初始升压速率k₀为2.5MPa/min，至改性压力5MPa，再按间隙升压的方式，以初始升压速率为2.5MPa/min间歇升压，间隙时间为1min，每次间歇升压时间为2min，至改性压力9MPa，保压20min，然后在0.3秒内以30MPa/s的降压速率瞬间释放至0.009MPa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性椰麻纤维。其中高速离心旋转速度至800rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至5mm；微波加热中单个改性釜功率为20kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性椰麻纤维的微观晶格与所述椰麻纤维的微观晶格相比，孔隙增大20%，结晶度减小32%；所述复合晶变改性椰麻纤维与所述椰麻纤维相比，上染率提高50%，色牢度提高30%，改性效率提高23%。

实施例16

一种棉纱线的复合晶变改性方法，将被改性棉纱线置于密闭容器中，充入液氨，按0.1MPa/min的升压速率等速升压至改性压力1.2Mpa，保压1min，然后在5秒内以0.3MPa/s的降压速率瞬间释放至0.012Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性棉纱线。其中高速离心旋转速度至100rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1mm；微波加热中单个改性釜功率为1kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性棉纱线的微观晶格与所述棉纱线的微观晶格相比，孔隙增大11%，结晶度减小13%；所述复合晶变改性棉纱线与所述棉纱线相比，上染率提高22%，色牢度提高17%，改性效率提高10%。

实施例17

一种高强力粘胶纱线的复合晶变改性方法，将被改性高强力粘胶纱线置于密闭容器中，充入液氨，按0.1MPa/min的升压速率等速升压至改性压力1.2Mpa，保压1min，然后在5秒内以0.3MPa/s的降压速率瞬间释放至0.012Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性高强力粘胶纱线。其中高速离心旋转速度至120rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1.5mm；微波加热中单个改性釜功率5kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性高强力粘胶纱线的微观晶格与所述高强力粘胶纱线的微观晶格相比，孔隙增大11%，结晶度减小13%；所述复合晶变改性高强力粘胶纱线与所述高强力粘胶纱线相比，上染率提高22%，色牢度提高17%，改性效率提高13%。

实施例18

一种亚麻纱线的复合晶变改性方法，将被改性亚麻纱线置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.5MPa/min，至改性压力1.5Mpa，保压3min～10min，然后在3秒内以0.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.005Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性亚麻纱线。其中高速离心旋转速度至120rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至2.5mm；微波加热中单个改性釜功率10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性亚麻纱线的微观晶格与所述亚麻纱线的微观晶格相比，孔隙增大16%，结晶度减小20%；所述复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高30%，色牢度提高23%，改性效率提高12%。

实施例19

一种高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线的复合晶变改性方法，将被改性高强力粘胶纤维与普通粘胶纤维混纺纱线置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k0为0.5MPa/min，至改性压力1.5Mpa，保压3min，然后在5秒内以0.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.015Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线。其中高速离心旋转速度至100～350rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至3.5mm；微波加热中单个改性釜功率为15kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线的微观晶格与所述高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线的微观晶格相比，孔隙增大14%，结晶度减小21%；所述复合晶变改性高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线与所述高强力粘胶/普通粘胶混纺纱线相比，上染率提高32%，色牢度提高25%，改性效率提高10%。

实施例20

一种高强力粘胶/苎麻混纺纱线的复合晶变改性方法，将被改性高强力粘胶/苎麻混纺纱线置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.5MPa/min，至改性压力1.5Mpa，保压3min，然后在5秒内以0.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.015Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性高强力粘胶/苎麻混纺纱线。其中高速离心旋转速度至200rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至3.5mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性高强力粘胶/苎麻混纺纱线的微观晶格与所述高强力粘胶/苎麻混纺纱线的微观晶格相比，孔隙增大14%，结晶度减小21%；所述复合晶变改性高强力粘胶/苎麻混纺纱线与所述高强力粘胶/苎麻混纺纱线相比，上染率提高32%，色牢度提高25%，改性效率提高13%。

实施例21

一种棉/亚麻混纺纱线的复合晶变改性方法，将被改性棉/亚麻混纺纱线置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.8MPa/min，至改性压力1.5Mpa，保压1min～5min，然后在5秒内以0.5MPa/s的降压速率瞬间释放至0.015Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性的棉/亚麻混纺纱线。其中高速离心旋转速度至300rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至3.5mm；微波加热中单个改性釜功率在15kW之间；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性棉/亚麻混纺纱线的微观晶格与所述棉/亚麻混纺纱线的微观晶格相比，孔隙增大14%，结晶度减小21%；所述复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高32%，色牢度提高25%，改性效率提高16%。

实施例22

一种棉织物的复合晶变改性方法，将被改性棉织物置于密闭容器中，充入液氨，按0.1MPa/min的升压速率等速升压至改性压力1.2Mpa，保压1min，然后在5秒内以0.3MPa/s的降压速率瞬间释放至0.012Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性棉织物。其中高速离心旋转速度至100rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1mm；微波加热中单个改性釜功率为1kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性棉织物的微观晶格与所述棉织物的微观晶格相比，孔隙增大10%，结晶度减小18%；所述复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高20%，色牢度提高17%，改性效率提高18%。

实施例23

一种亚麻织物的复合晶变改性方法，将被改性亚麻织物置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为0.5MPa/min，至改性压力2Mpa，保压3min～10min，然后在5秒内以2MPa/s的降压速率瞬间释放至0.002Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性亚麻织物。其中高速离心旋转速度至120rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1.2mm；微波加热中单个改性釜功率为5kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性亚麻织物的微观晶格与所述亚麻织物的微观晶格相比，孔隙增大15%，结晶度减小16%；所述复合晶变改性亚麻织物与所述亚麻织物相比，上染率提高25%，色牢度提高21%，改性效率提高20%。

实施例24

一种棉/苎麻混纺织物的复合晶变改性方法，将被改性棉/苎麻混纺织物置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为1MPa/min，至改性压力4Mpa，保压3min，然后在4秒内以1MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性棉/苎麻混纺织物。其中高速离心旋转速度至180rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至1.5mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性棉/苎麻混纺织物的微观晶格与所述棉/苎麻混纺织物的微观晶格相比，孔隙增大15%，结晶度减小20%；所述复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高32%，色牢度提高22%，改性效率提高22%。

实施例25

一种亚麻/普通粘胶纱线混纺织物的复合晶变改性方法，将被改性亚麻/普通粘胶纱线混纺织物置于密闭容器中，充入液氨，按线性升压方式升压，初始升压速率k₀为1.5MPa/min，至改性压力4Mpa，保压3min，然后在4秒内以1MPa/s的降压速率瞬间释放至0.004Mpa，最后采用高速离心旋转脱液、微波加热和抽真空并行的蒸发方法去除材料中的改性介质，即获得复合晶变改性亚麻/普通粘胶纱线混纺织物。其中高速离心旋转速度至200rpm，旋转时间可达10min，径向牵伸至4.5mm；微波加热中单个改性釜功率为10kW；抽真空至负压及以下。所述复合晶变改性亚麻/普通粘胶纱线混纺织物的微观晶格与所述亚麻/普通粘胶纱线混纺织物的微观晶格相比，孔隙增大15%，结晶度减小20%；所述复合晶变改性亚麻/普通粘胶纱线混纺织物与所述亚麻/普通粘胶纱线混纺织物相比，上染率提高32%，色牢度提高22%，改性效率提高18%。

Claims (6)

1.一种复合晶变改性方法，其特征是：将被改性材料置于密闭容器中，充入改性介质，升压至改性压力，然后瞬间释放压力，再采用抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用并去除改性介质，即获得复合晶变改性材料；

所述改性介质为液氨；

所述改性压力P为0.5～9MPa，所述瞬间释放压力是指压力瞬间降到所述改性压力的1％及以下；

所述瞬间是指0.3秒～5.0秒，所述释放压力的降压速率为0.1MPa/s～30MPa/s；

升压后保持1min～30min。

2.根据权利要求1所述的一种复合晶变改性方法，其特征在于，所述被改性材料为纤维、纱线或织物；

所述纤维为天然纤维或粘胶纤维；所述天然纤维为棉纤维、亚麻纤维、苎麻纤维、黄麻纤维、洋麻纤维、菠萝麻纤维、剑麻纤维、汉麻纤维、青麻纤维、槿麻纤维、蕉麻纤维或椰麻纤维；所述粘胶纤维主要为普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维或高强力粘胶纤维；

所述纱线为天然纤维和/或粘胶纤维纺成的纱线；为天然纤维纯纺纱线、天然纤维混纺纱线、粘胶纤维纯纺纱线、粘胶纤维混纺纱线或天然纤维与粘胶纤维的混纺纱线；

所述织物为所述纱线和/或所述粘胶纤维织成的织物。

3.根据权利要求1所述的一种复合晶变改性方法，其特征在于，所述复合晶变改性材料的微观晶格与所述被改性材料的微观晶格相比，孔隙增大10～20％，结晶度减小11～32％；所述复合晶变改性材料与所述被改性材料相比，上染率提高18～50％，色牢度提高15～30％，改性效率提高10％～30％。

4.根据权利要求1所述的一种复合晶变改性方法，其特征在于，所述压力为绝对压力。

5.根据权利要求1所述的一种晶变改性方法，其特征在于，所述升压为等速升压、变速升压或间隙升压或其中两种的组合；

等速升压时，升压速率k为0.1MPa/min～0.5MPa/min中的一恒定值；

所述变速升压为线性升压或抛物线升压；

线性升压时，升压速率k满足关系式

抛物线升压时，升压速率k满足关系式

其中t为升压时间；k₀为初始升压速率，为0.5MPa/min～2.5MPa/min；

间隙升压时，间隙时间为1min～20min，每次间歇升压时间为1～5min，升压速率为0.5MPa/min～2.5MPa/min。

6.根据权利要求1所述的一种复合晶变改性方法，其特征在于，所述抽真空、高速离心旋转牵伸和微波联合作用为：抽真空直至负压及以下，高速离心旋转速度至100～800rpm、径向牵伸至1～5mm，微波辐射、抽真空和高速离心旋转牵伸联合作用，并发运行或交替运行，去除材料中的改性介质。