CN109162090B - 一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺 - Google Patents

一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，涉及纺织材料技术领域，包括以下步骤制成：（1）常温弱碱处理；（2）改性纳米粒子液制备；（3）纯棉纱处理；本发明处理后的纯棉纱线的接触角明显降低，纯棉纱线润湿性能得到显著的改善。

Description

一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺。
背景技术
棉纤维含有许多天然共生物，如棉蜡、果胶、含氮物质、灰分以及纺纱过程中的油剂或油污等，这些杂质如不去除会影响浆液在纱线中的渗透和润湿性能，造成上浆不匀。传统的棉纱处理工艺有碱氧一步一浴法和生化法。前者是在高温强碱的状态下对纱线进行处理，能耗大而且会增加纤维的溶胀，影响纱线性能。后者以酶作为前处理剂，虽然降低了前处理温度和生产能耗，但是由于酶自身的使用范围和专一性，也让这种前处理工艺的应用受到了一定的限制,因此，如何得到一种能够提高棉纱润湿性能又不会降低力学性能的处理工艺是当前所要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，包括以下步骤制成：
（1）常温弱碱处理：将纯棉纱在常温下采用弱碱复合液混合浸渍，浸渍压力为2.35-2.46MPa，浸渍时间为50-52min；
（2）改性纳米粒子液制备：将纳米贝壳粉与纳米硅藻土均匀混合，得到复合纳米粒子，将复合纳米粒子与改性液均匀混合，然后在真空下浸渍研磨处理3-5小时，得到改性纳米粒子液；所述改性液制备方法为：将柳杉叶、刺杉木粉按5:1-2质量比例均匀混合到一起，然后添加柳杉叶质量10倍清水，加热至80℃，在2.2MPa压力下，以3500r/min转速搅拌2小时，然后再加热至沸腾，保温10min，再自然冷却至室温后，进行过滤，得到滤液，向滤液中添加其质量0.02%的乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀后，加热至55℃，保温40min，然后自然冷却至室温，即得；
（3）纯棉纱处理：采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，具体为先将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第一次浸渍5-7min处理，然后取出，晾干后，在85-88Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，然后再将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第二次浸渍15-17min处理，然后取出，自然晾干，即可。
进一步的，步骤（1）所述弱碱复合液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠3.5-3.7、季戊四醇硬脂酸酯0.23-0.25、乙醇4-6、水35-38。
进一步的，步骤（1）所述的弱碱复合液与纯棉纱混合比例为300mL：120g。
进一步的，步骤（2）所述纳米贝壳粉与纳米硅藻土混合质量比为1:3。
进一步的，步骤（2）所述的复合纳米粒子与改性液混合比例为82g：250mL。
进一步的，步骤（2）所述真空下浸渍中真空度为0.016MPa。
进一步的，步骤（3）所述氖气／氧气低温等离子体处理中气体流量氖气为0.46mL/min、氧气为0.09mL/min，处理时间为44-46s，功率为75Ｗ。
进一步的，步骤（3）所述第一次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为100g：320mL，浸渍温度为78℃。
进一步的，步骤（3）所述第二次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为120g：320mL，浸渍温度为82℃。
有益效果：本发明处理后的纯棉纱线的接触角明显降低，纯棉纱线润湿性能得到显著的改善；本发明通过采用配制的弱碱复合液对纯棉纱在一定压力下进行常温处理，能够有效的使得纱线中纤维与纤维之间形成许多通道，这些通道使纱线具有芯吸效应，液体沿着这些通道在没有外力场的作用下流动，从而能够有效的提高纯棉纱的润湿性能，通过采用配制的改性液与复合纳米粒子复合制得改性纳米粒子液，通过改性纳米粒子液浸渍处理后，然后再协同在85-88Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，能够显著的增强纯棉纱线纤维强力的同时，还有限的降低了纯棉纱线表面的接触角，进一步的提高了纯棉纱线的润湿性能，本发明通过配制改性液，改性液中含有极性基团，利用含有极性基团的改性液对复合纳米粒子进行改性，使复合纳米粒子表面呈极性，从而提高复合纳米粒子和纯棉纱线间的相容性，同时改性液中含有多个共轭双键体系，具有较强的提供电子对的能力，使得改性液对纯棉纱线进行处理时，显著的提高了纯棉纱线表面的反应活性，能够进一步的与复合纳米粒子相结合，并且，能够使得处理后的纯棉纱线在经过一定压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理时，纯棉纱线纤维组织的韧性得到明显的提高，同时纯棉纱线表面的接触角明显的降低，纯棉纱线的润湿性得到提高。
具体实施方式
实施例1
一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，包括以下步骤制成：
（1）常温弱碱处理：将纯棉纱在常温下采用弱碱复合液混合浸渍，浸渍压力为2.35MPa，浸渍时间为50min；
（2）改性纳米粒子液制备：将纳米贝壳粉与纳米硅藻土均匀混合，得到复合纳米粒子，将复合纳米粒子与改性液均匀混合，然后在真空下浸渍研磨处理3小时，得到改性纳米粒子液；所述改性液制备方法为：将柳杉叶、刺杉木粉按5:1质量比例均匀混合到一起，然后添加柳杉叶质量10倍清水，加热至80℃，在2.2MPa压力下，以3500r/min转速搅拌2小时，然后再加热至沸腾，保温10min，再自然冷却至室温后，进行过滤，得到滤液，向滤液中添加其质量0.02%的乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀后，加热至55℃，保温40min，然后自然冷却至室温，即得；
（3）纯棉纱处理：采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，具体为先将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第一次浸渍5min处理，然后取出，晾干后，在85-88Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，然后再将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第二次浸渍15min处理，然后取出，自然晾干，即可。
进一步的，步骤（1）所述弱碱复合液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠3.5、季戊四醇硬脂酸酯0.23、乙醇4、水35。
进一步的，步骤（1）所述的弱碱复合液与纯棉纱混合比例为300mL：120g。
进一步的，步骤（2）所述纳米贝壳粉与纳米硅藻土混合质量比为1:3。
进一步的，步骤（2）所述的复合纳米粒子与改性液混合比例为82g：250mL。
进一步的，步骤（2）所述真空下浸渍中真空度为0.016MPa。
进一步的，步骤（3）所述氖气／氧气低温等离子体处理中气体流量氖气为0.46mL/min、氧气为0.09mL/min，处理时间为44s，功率为75Ｗ。
进一步的，步骤（3）所述第一次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为100g：320mL，浸渍温度为78℃。
进一步的，步骤（3）所述第二次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为120g：320mL，浸渍温度为82℃。
实施例2
一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，包括以下步骤制成：
（1）常温弱碱处理：将纯棉纱在常温下采用弱碱复合液混合浸渍，浸渍压力为2.46MPa，浸渍时间为52min；
（2）改性纳米粒子液制备：将纳米贝壳粉与纳米硅藻土均匀混合，得到复合纳米粒子，将复合纳米粒子与改性液均匀混合，然后在真空下浸渍研磨处理5小时，得到改性纳米粒子液；所述改性液制备方法为：将柳杉叶、刺杉木粉按5: 2质量比例均匀混合到一起，然后添加柳杉叶质量10倍清水，加热至80℃，在2.2MPa压力下，以3500r/min转速搅拌2小时，然后再加热至沸腾，保温10min，再自然冷却至室温后，进行过滤，得到滤液，向滤液中添加其质量0.02%的乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀后，加热至55℃，保温40min，然后自然冷却至室温，即得；
（3）纯棉纱处理：采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，具体为先将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第一次浸渍7min处理，然后取出，晾干后，在88Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，然后再将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第二次浸渍17min处理，然后取出，自然晾干，即可。
进一步的，步骤（1）所述弱碱复合液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠3.7、季戊四醇硬脂酸酯0.25、乙醇6、水38。
进一步的，步骤（1）所述的弱碱复合液与纯棉纱混合比例为300mL：120g。
进一步的，步骤（2）所述纳米贝壳粉与纳米硅藻土混合质量比为1:3。
进一步的，步骤（2）所述的复合纳米粒子与改性液混合比例为82g：250mL。
进一步的，步骤（2）所述真空下浸渍中真空度为0.016MPa。
进一步的，步骤（3）所述氖气／氧气低温等离子体处理中气体流量氖气为0.46mL/min、氧气为0.09mL/min，处理时间为46s，功率为75Ｗ。
进一步的，步骤（3）所述第一次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为100g：320mL，浸渍温度为78℃。
进一步的，步骤（3）所述第二次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为120g：320mL，浸渍温度为82℃。
实施例3
一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，包括以下步骤制成：
（1）常温弱碱处理：将纯棉纱在常温下采用弱碱复合液混合浸渍，浸渍压力为2.38MPa，浸渍时间为51min；
（2）改性纳米粒子液制备：将纳米贝壳粉与纳米硅藻土均匀混合，得到复合纳米粒子，将复合纳米粒子与改性液均匀混合，然后在真空下浸渍研磨处理4小时，得到改性纳米粒子液；所述改性液制备方法为：将柳杉叶、刺杉木粉按5:1.2质量比例均匀混合到一起，然后添加柳杉叶质量10倍清水，加热至80℃，在2.2MPa压力下，以3500r/min转速搅拌2小时，然后再加热至沸腾，保温10min，再自然冷却至室温后，进行过滤，得到滤液，向滤液中添加其质量0.02%的乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀后，加热至55℃，保温40min，然后自然冷却至室温，即得；
（3）纯棉纱处理：采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，具体为先将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第一次浸渍6min处理，然后取出，晾干后，在87Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，然后再将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第二次浸渍16min处理，然后取出，自然晾干，即可。
进一步的，步骤（1）所述弱碱复合液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠3.6、季戊四醇硬脂酸酯0.24、乙醇5、水37。
进一步的，步骤（1）所述的弱碱复合液与纯棉纱混合比例为300mL：120g。
进一步的，步骤（2）所述纳米贝壳粉与纳米硅藻土混合质量比为1:3。
进一步的，步骤（2）所述的复合纳米粒子与改性液混合比例为82g：250mL。
进一步的，步骤（2）所述真空下浸渍中真空度为0.016MPa。
进一步的，步骤（3）所述氖气／氧气低温等离子体处理中气体流量氖气为0.46mL/min、氧气为0.09mL/min，处理时间为45s，功率为75Ｗ。
进一步的，步骤（3）所述第一次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为100g：320mL，浸渍温度为78℃。
进一步的，步骤（3）所述第二次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为120g：320mL，浸渍温度为82℃。
对比例1：与实施例1区别仅在于将弱碱复合液替换为等pH值的氢氧化钠溶液。
对比例2：与实施例1区别仅在于将改性纳米粒子液替换为清水。
对比例3：与实施例1区别仅在于将改性纳米粒子液替换为纳米硅藻土悬浮液，其中纳米硅藻土悬浮液中纳米硅藻土与改性纳米粒子液中改性纳米粒子百分数一致。
对比例4：与实施例1区别仅在于步骤（3）中不经过低温等离子体处理。
对比例5：与实施例1区别仅在于步骤（3）中将氖气／氧气低温等离子体替换为氮气／氧气低温等离子体。
对比例6：与实施例1区别仅在于步骤（3）中先对纯棉纱进行氖气／氧气低温等离子体处理，然后再采用改性纳米粒子浸渍处理。
对照组：未处理的纯棉纱。
纱线接触角测试
采用全自动单一纤维接触角测试仪对实施例对比例相同规格的纯棉纱线的接触角进行测试；
表1
由表1可以看出本发明处理后的纯棉纱线的接触角明显降低，纯棉纱线润湿性能得到显著的改善。
拉伸性能测试结果：
表2
由表2可以看出，本发明制备的本发明处理后的纯棉纱线强力得到明显的提高。

Claims (7)

1.一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤制成：
（1）常温弱碱处理：将纯棉纱在常温下采用弱碱复合液混合浸渍，浸渍压力为2.35-2.46MPa，浸渍时间为50-52min；
（2）改性纳米粒子液制备：将纳米贝壳粉与纳米硅藻土均匀混合，得到复合纳米粒子，将复合纳米粒子与改性液均匀混合，然后在真空下浸渍研磨处理3-5小时，得到改性纳米粒子液；所述改性液制备方法为：将柳杉叶、刺杉木粉按5:1-2质量比例均匀混合到一起，然后添加柳杉叶质量10倍清水，加热至80℃，在2.2MPa压力下，以3500r/min转速搅拌2小时，然后再加热至沸腾，保温10min，再自然冷却至室温后，进行过滤，得到滤液，向滤液中添加其质量0.02%的乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀后，加热至55℃，保温40min，然后自然冷却至室温，即得；
（3）纯棉纱处理：采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，具体为先将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第一次浸渍5-7min处理，然后取出，晾干后，在85-88Pa压力下采用氖气／氧气低温等离子体对纯棉纱进行进行表面处理，然后再将纯棉纱采用改性纳米粒子液进行第二次浸渍15-17min处理，然后取出，自然晾干，即可;步骤（1）所述弱碱复合液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠3.5-3.7、季戊四醇硬脂酸酯0.23-0.25、乙醇4-6、水35-38;步骤（1）所述的弱碱复合液与纯棉纱混合比例为300mL：120g。
2.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（2）所述纳米贝壳粉与纳米硅藻土混合质量比为1:3。
3.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（2）所述的复合纳米粒子与改性液混合比例为82g：250mL。
4.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（2）所述真空下浸渍中真空度为0.016MPa。
5.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述氖气／氧气低温等离子体处理中气体流量氖气为0.46mL/min、氧气为0.09mL/min，处理时间为44-46s，功率为75Ｗ。
6.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述第一次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为100g：320mL，浸渍温度为78℃。
7.如权利要求1所述的一种提高纯棉纱润湿性能的处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述第二次浸渍中纯棉纱与改性纳米粒子液混合比例为120g：320mL，浸渍温度为82℃。
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