CN105332286A - 一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，包括：将牛角瓜纤维进行洗涤前处理；将前处理的牛角瓜纤维浸渍于处理剂溶液中；将浸渍于处理剂溶液中的牛角瓜纤维取出，离心，烘干。本发明的方法操作简单，处理后的牛角瓜纤维的断裂伸长率和弹性模量均增加，对于缓解棉花等天然纤维素资源有限的局面，开发一种新的生态环保的纤维材料具有一定意义。

Description

一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法
技术领域
本发明属于牛角瓜纤维的整理领域，特别涉及一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法。
背景技术
牛角瓜是近年来发现的有利用潜力的植物之一，在亚洲和非洲的热带和亚热带地区均有分布，它将成为继棉花纤维之后，又一广泛具有种植和应用意义的新型绿色天然植物纤维，由此应运而生的产业具有广阔的发展潜能与空间。牛角瓜纤维是从牛角瓜种子上生长出来的天然植物纤维，其基本成分由纤维素组成，纤维纵向表面光滑、无扭曲，横截面中空度高达80％-90％，是一种急待开发和利用的天然纤维，但是牛角瓜纤维的刚性大，无天然卷曲，对纤维的纺纱不利。国外学者对牛角瓜纤维进行一定预处理后，再也棉、涤纶或粘胶纤维进行混纺，可以改善其纺纱性能，牛角瓜纤维有足够的潜力用于纺织面料或则纤维增强复合材料的替代原料。其具有与木棉纤维相似的外观，牛角瓜和木棉纤维表面光滑，呈圆柱形，无天然扭曲，而棉纤维具有天然扭曲以及多优良的性能，可作为棉纤维替代品。随着对天然纤维需求的增加，以及棉花资源供应的有限，开发其他天然纤维作为棉纤维的替代品变得非常必要，牛角瓜全株均具较高商品开发价值，有关药物提取国内报道很多，生物制药及能源开发上也逐步深入，特别是种毛纺织技术的突破，棉纺原料尤显突。因此，牛角瓜绒在纺织领域具有很大的开发空间。
由于牛角瓜纤维的中腔较大，是一种良好的潜在保暖填充材料，从开发新型纤维，充分利用天然纤维的角度出发，提高牛角瓜纤维的弹性模量，充分利用牛角瓜纤维优良的保暖性，用于絮料填充领域。相关的科技工作者还没对如何提高牛角瓜纤维弹性的提高进行研究，通过一定方法把处理剂整理到织物上，从而提高牛角瓜纤维的回弹性，使牛角瓜纤维能够用于填充絮料领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，该方法通过对除杂之后的牛角瓜纤维进行前处理，以去除表面的蜡质，破坏纤维表面的薄膜，提高了纤维的吸水性，提高纤维表面的表面张力，以提高处理剂在纤维表面的成膜性，以在纤维表面获得连续薄膜，成膜后的纤维具有较高的弹性模量，而且纤维与纤维之间有一定的互架效应，使纤维团有一定的弹性。
本发明的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，包括：
(1)将牛角瓜纤维进行洗涤前处理；
(2)将步骤(1)中前处理的牛角瓜纤维浸渍于处理剂溶液中；其中，处理剂为高分子成膜化合物，浓度为5％-35％；浴比为1:5～1:50；
(3)将步骤(2)中浸渍于处理剂溶液中的牛角瓜纤维取出，离心，干燥。
所述步骤(1)中洗涤前处理为用表面活性剂进行前处理，温度90-100℃，时间60min，pH值9-10，然后进行水洗。
所述表面活性剂为非离子、阴离子和两性离子表面活性剂中的至少一种。
所述步骤(2)中浸渍的时间为5min-10min。
所述步骤(2)中处理剂为水性聚氨酯、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯或者苯丙乳液。
所述步骤(3)中干燥为烘干或者自然风干。
所述烘干为70℃烘箱中烘干。
本发明中的牛角瓜纤维作为纺织新材料易得，且中腔较大，质轻，是不可多得的可作为填充絮料的天然纤维素纤维。
本发明所要解决的问题是改善牛角瓜纤维的弹性模量，以改善纤维的弹性，以改善其用于填充絮料的性能。牛角瓜纤维中空度高达80％-90％，因此具有良好保暖性，而且牛角瓜纤维为天然植物纤维，随着对天然纤维素纤维需求增加，以及棉花资源有限，开发牛角瓜纤维作为填充絮料，一定程度上能解决当前对天然纤维素纤维需求增加的局面。
实现本发明目的的具体技术方案是：去除大部分杂质后的牛角瓜纤维，在索式提取器用乙醇提取纤维表面的蜡质，提取后的纤维再在旋转蒸发仪中除去残留在牛角瓜纤维中的乙醇溶剂，然后在烘箱中将纤维烘干至恒重，之后将烘干后的牛角瓜纤维浸于一定浓度的处理剂溶液中，一定时间后从溶液中取出置于离心管中，在离心机中离心以去除过多的液体，之后置于烘箱中烘至恒重。处理后的牛角瓜纤维表面形成一层连续的薄膜，同时纤维的弹性模量得到改善，成膜后的纤维具有较高的弹性模量，而且纤维与纤维之间有一定的互架效应，使纤维团有一定的弹性。
有益效果
(1)本发明的方法原料易得，操作简单，且基本常温操作，节能且生态环保，对于缓解棉花等天然纤维素资源有限的局面，开发一种新的生态环保的纤维材料具有一定的现实意义；
(2)本发明的方法处理后的牛角瓜纤维的断裂伸长率增长2％以上；弹性模量增加3％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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
牛角瓜纤维采用阴离子和非离子表面活性剂进行洗涤前处理，温度90℃，时间60min，pH值9-10，然后进行水洗，烘干。将经过前处理的牛角瓜纤维浸渍于浓度为10％的聚氨酯溶液中，在室温下浸渍5min，浴比为1:40，最后利用离心机除去过多的处理液，在70℃的烘箱中烘干。处理后的牛角瓜纤维增重8.5％，断裂伸长率增加3％，弹性模量增加4％。
实施例2
牛角瓜纤维采用阴离子和非离子表面活性剂进行洗涤前处理，温度90℃，时间60min，pH值9-10，然后进行水洗，烘干。将经过前处理的牛角瓜纤维浸于浓度为3％的聚乙烯醇溶液中，在室温下浸渍5min，浴比为1：50，最后利用离心机除去过多的处理液，烘干。处理后的牛角瓜纤维增重3.5％，断裂伸长率增加2.5％，弹性模量增加3％。

Claims (6)

1.一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，包括：
(1)牛角瓜纤维进行洗涤前处理；
(2)将步骤(1)中前处理的牛角瓜纤维浸渍于处理剂溶液中；其中，处理剂为高分子成膜化合物，浓度为5％-35％；浴比为1:5～1:50；
(3)将步骤(2)中浸渍于处理剂溶液中的牛角瓜纤维取出，离心，干燥。
2.根据权利要求1所述的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，其特征在于，所述步骤(1)中洗涤前处理为用表面活性剂进行前处理，温度90-100℃，时间60min，pH值9-10，然后进行水洗，干燥。
3.根据权利要求2所述的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，其特征在于，所述表面活性剂为非离子、阴离子和两性离子表面活性剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中浸渍的时间为5min-10min。
5.根据权利要求1所述的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中处理剂为水性聚氨酯、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯或者苯丙乳液。
6.根据权利要求1所述的一种提高牛角瓜纤维弹性模量的方法，其特征在于，所述步骤(3)中干燥为烘干或者自然风干。
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