CN109295710A - 一种棉纤维改性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种棉纤维改性的方法，具体为先将棉花浸没于脱羟基剂中并加热，然后再将浸没后的棉花用水洗涤，最后将洗涤后的棉花进行干燥即可。本发明所提供的棉纤维改性的方法，操作简单，使用的试剂量少，成本较低，使用经本发明所提供的方法处理的棉花，相比未经处理的棉花，回潮率降低明显，不易板结，用该棉花制作的棉被更加轻盈舒适，使用改性棉纤维纺织的棉布缩水程度大幅下降，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种棉纤维改性的方法
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种棉纤维改性的方法。
背景技术
棉纤维是锦葵科棉属植物的种籽上被覆的纤维，又称棉花，简称棉。棉纤维的组成结构及物理化学性能使棉纤维最大的优点就是可纺性好，此外，棉纤维的主要成分是纤维素，还有少量的蜡状物质和含氮物与果胶质。棉纤维产品还有较好的吸湿性及一定的耐磨性，回潮率达到6～10％，在湿度状态下，棉纤维的强力会增加8～12％。
然而，棉纤维也存在一些缺点，如当湿度过低时，强力较差，此外，棉纤维的吸湿性强，缩水率较大，约为4～10％。还有，棉纤维耐碱不耐酸，棉布较耐碱，一般稀碱在常温下对棉布不发生作用，而棉布对无机酸极不稳定，即使很稀的硫酸也会使其受到破坏。棉纤维的耐光性和耐热性也一般，在阳光与大气中棉布会缓慢的被氧化，使强度下降，长期高温作用会使棉布损坏。微生物也对棉织物有破坏作用，比如不耐霉菌。棉织物的显著缺点是毛羽较多，易起毛起球，高湿及大出汗时不能导湿，会形成粘帖，吸湿中放热量大，湿后干燥慢，保形性差，抗皱性差，水洗后褶皱严重，阻燃性差，强度较低，耐磨损性较差，使用寿命较短。
棉花作为传统的保暖材料，细度较细，有天然卷曲，截面有中腔，保暖性较好，棉被是使用最多的被子。棉纤维具有较好的吸湿性，在正常的情况下，纤维可向周围的大气中吸收水分，其含水率为8～10％，所以与人的皮肤接触可以使人感到柔软而不僵硬。如果棉制品湿度增大，周围温度较高，纤维中含的水分量会全部蒸发散去，使棉制品保持水的平衡状态，使人感觉舒适。棉纤维是热和电的不良导体，热传导系数极低，又因棉纤维本身具有多孔性，弹性高优点，纤维之间能积存大量空气，空气又是热和电的不良导体，所以，纯棉纤维制品具有良好的保湿性，使用纯棉制品使人感觉到温暖。然而，棉花冬被斤两比较大，棉花中湿度过大时，由于冬天环境气温低，棉纤维中含的水分不易散去，从而易使棉花产生板结，保暖性和舒适度下降。
综上，为了减少棉纤维板结，需要对棉纤维进行改性以适当降低棉纤维的吸水和回潮率。现有的棉纤维改性方法主要有：1、多种纤维复合，即采用棉纤维与麻纤维等多组分纤维混合，优化配比，以改善棉被的板结情况，该方法相对简单便捷，然而有可能使产品成本增加；2、有机硅整理，目前该方法针对棉纤维批量化处理的效果尚无定论；3、使用环氧含氟聚合物对棉纤维改性，该方法成本较高；4、生物酶改性，该方法稳定性比较差，且成本也高；5、纳米改性，即使用氧化铝、二氧化钛、氧化锌、陶瓷粉末等纳米材料，采取浸轧法、植入法或涂层法可对棉纤维进行抗紫外线、抗菌除臭、抗红外线、抗静电、抗电磁波辐射、远红外反射保健等功能整理，该方法为开发功能性、高附加值棉纺织品提供了一个新的方向，然而工艺较复杂。因此，仍需开发一种新的棉纤维改性方法，以棉纤维改性。
发明内容
为解决现有技术中，棉纤维易吸水回潮发生板结的问题，本发明提供了一种棉纤维改性的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
优选地，步骤(1)所述的脱羟基剂为酸酐。
优选地，所述的酸酐为有机酸酐。
优选地，所述的有机酸酐包括乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐。
优选地，步骤(1)所述脱羟基剂的浓度为50～100g/L。
优选地，步骤(1)所述的浸没时间为6～12h。
优选地，步骤(1)所述加热的温度为80～160℃。
进一步优选地，步骤(1)之后，进行步骤(2)之前，可以先把经过浸没的棉花滤干后再洗涤，可以减少清洗的用水量，提高洗涤效率。
优选地，步骤(2)所述洗涤的介质为水。
优选地，步骤(3)所述干燥的温度为50～80℃。
优选地，步骤(3)所述干燥的时间为4～10h。
本发明的有益效果
1、本发明所提供的棉纤维改性的方法，操作简单，使用的试剂量少，成本低；
2、使用经本发明所提供的方法处理的棉花，相比未经处理的棉花，回潮率降低10.27～15.31％，不易板结，用该棉花制作的棉被更加轻盈舒适；
3、采用本发明提供的方法对棉纤维改性后，使用改性棉纤维纺织的棉布，缩水程度大幅下降，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为50g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为80℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
实施例2
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为75g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为120℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
实施例3
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为100g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为160℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
实施例4
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为丙酸酐，浓度为50g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为80℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
实施例5
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为丙酸酐，浓度为75g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为120℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
实施例6
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为丙酸酐，浓度为100g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为160℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
对比例1
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为浓度为40g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为60℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
对比例2
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为70g/L，浸没时间为2h，步骤(1)加热的温度为160℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为4h。
对比例3
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为丙酸酐，浓度为50g/L，浸没时间为8h，步骤(1)加热的温度为60℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为2h。
对比例4
一种棉纤维改性的方法，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
步骤(1)所述的脱羟基剂为乙酸酐，浓度为50g/L，浸没时间为2h，步骤(1)加热的温度为80℃，步骤(3)干燥的温度为60℃，干燥的时间为6h。
检测例
本检测例测试了实施例1～6和对比例1～4所处理的棉花的未封闭羟基值、回潮率和板结情况，使用未经处理的棉花作为对照例，结果如表1所示。
回潮率的测试方法为：称取一定量的样品试样，置于一定温度下的烘箱内，使试样中的水分蒸发，直至试样达到恒量，然后从原始质量与烘干质量的差值，和烘干质量的比值计算出纤维的回潮率，具体操作方法参照GB/T9995-1997《纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法》，烘箱温度：105℃，时间：30min。
关于板结情况，将处理后的棉花样品制成棉絮，于一定湿度环境下，置于自制设备上进行连续折叠-铺展试验，以模拟棉被的实际使用情况，折叠-铺展试验500次以后，观察棉絮是否出现板结。
表1未封闭羟基值、回潮率和板结试验测试结果
棉布产品尺寸稳定性差、易缩水一直是制约棉布产品发展的因素之一，采用本发明提供的方法对棉纤维改性后，使用改性棉纤维纺织的棉布，与未经改性的棉纤维纺织的棉布相比，缩水程度大幅下降，具有广阔的市场应用前景。

Claims (10)

1.一种棉纤维改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将棉花浸没于脱羟基剂中并加热；
(2)洗涤步骤(1)处理后的棉花；
(3)干燥步骤(2)处理后的棉花。
2.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(1)所述的脱羟基剂为酸酐。
3.根据权利要求2所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，所述的酸酐为有机酸酐。
4.根据权利要求3所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，所述的有机酸酐包括乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐。
5.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(1)所述脱羟基剂的浓度为50～100g/L。
6.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(1)所述的浸没时间为6～12h。
7.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(1)所述加热的温度为80～160℃。
8.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤的介质为水。
9.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥的温度为50～80℃。
10.根据权利要求1所述的棉纤维改性的方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥的时间为4～10h。
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