CN112301455A - 一种仿麻纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种仿麻纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.制备纤维素溶液；S2.将步骤S1制备老化纤维素纤维；S3.制备纤维素微球；S4.制备表面乙酰化的纤维素微球；S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；S6.将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，制备出聚酯纤维。本发明提供一种仿麻纤维，利用聚酯和纤维素微球的结合，控制纺丝的直径，以及纤维素为微球的直接，得到一种具有仿麻竹节效果的涤纶纤维。
Description
技术领域
本发明涉及功能纤维领域，具体涉及一种仿麻纤维的制备方法。
背景技术
涤纶仿麻织物因其独特的风格特征而得到消费者的青睐。麻织物以其粗犷且自然的外观，以及抗菌吸湿排汗等性能为大众所喜爱。但纯麻纤维刚度大，有刺痒感，成衣易皱，因此，各类仿麻纤维应运而生。仿麻产品可分为外观仿麻与性能仿麻，仿麻工艺可从原料、纺纱工艺、组织、后整理四方面入手。外观方面, 从组织、纺纱工艺、后整理几个方面皆能达成到一定效果, 如绉组织、竹节纱、褶皱处理等；性能方面，则可通过设计捻度、成纱组分、纱线线密度等方面实现。其中，组分的设计对成纱性能影响最大，结合不同纤维的性能，可使成纱拥有更好的仿麻效果。
在原料仿麻，以往通过，涤纶网络丝仿麻织物，是由涤纶半预取向的不规则牵伸丝通过合股网络制成，该织物在手感和视觉上达到了天然麻织物的效果，因其特殊的外观风格得到市场的认可，适用于制作窗帘、沙发布等。但由于涤纶网络丝松散的纱线结构与非均匀态的超分子结构，织物受到摩擦作用后，纤维易断裂，滑出织物表面并相互缠结成球，导致织物的起毛起球性能与耐磨性较差。织物的摩擦性能直接影响到织物的外观和使用寿命，因此，本发明致力于开发一种仿麻涤纶长丝。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种仿麻纤维，利用聚酯和纤维素微球的结合，控制纺丝的直径，以及纤维素为微球的直接，得到一种具有仿麻竹节效果的涤纶纤维。
技术方案：一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，制备出聚酯纤维。
优选的，所述步骤S1中氢氧化钠，尿素和水的质量比为7-12:5-10:75-85。
优选的，所述步骤S2中纤维素老化的时间为10-20h。
优选的，所述步骤S3中搅拌时间为2-4h。
优选的，所述步骤S4中乙酸酐占无水吡啶的比为15-25vt%，搅拌反应的温度为60-80℃，时间为3-6h，搅拌的速度为400-800r/min。
优选的，所述步骤S5中纤维素微球与聚酯切片的质量比为2-5：95-98。
优选的，所述步骤S6中纺丝机各区参数分别为：一区温度为185-195℃，二区温度为250-258℃，三区温度为260-270℃，机头温度为265-270℃，纺丝速度为600-800m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5-2倍。
优选的，所述步骤S6中聚酯纤维单根纤维的粗细为15-25D。
有益效果：本发明的仿麻纤维具有以下优点：
1、一般在涤纶仿麻纤维的织造上，通过后整理牵伸通过合股网络制成，该织物在手感和视觉上达到了天然麻织物的效，本发明中将纤维素纤维制备成纤维素微球，将纤维素微球加入至聚酯中，混合后进行纺丝，得到一种含有纤维素微球的聚酯纤维，纤维素微球的加入赋予了聚酯纤维具备麻类织物吸湿的效果；
2、在制备过程中，严格控制各类工艺参数，能够保证纺丝过程中能够顺利喷丝，并通过后牵伸工艺使得纤维具备麻纤维的外观；
3、在纤维素纤维碱化过程中限定NaOH用量，NaOH使纤维素产生剧烈的膨化，氢键遭到破坏，纤维素分了链断裂，反应活性明显提高，使棉纤维降低至合适聚合度；
4、纤维素微球与乙酸酐在无水吡啶溶剂中进行乙酰化反应，成功地在纤维素微球的表面引入了乙酰基团，而且在其乙酰化修饰之后不会破坏纤维素微球的形态，但是可以增加纤维素微球和聚酯的相容性；
5、由于纺丝较粗，纺丝的速度比较慢，控制在600-800，超过一定的纺织速度，断头率增加；6、本发明制备的仿麻纤维具有麻织物很多优良风格的同时，又呈现涤纶纤维本身的抗皱保形、高强耐磨且价格相对较低的优势，使穿着时清汗离体、挺括凉爽、易洗快干、舒适潇洒，服装保形性及外观性均优，体现出自然而别致的风格。
具体实施方式
实施例1
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为7:10:75，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为10h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为2h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，乙酸酐占无水吡啶的比为15vt%，搅拌反应的温度为60℃，时间为3h，搅拌的速度为800r/min，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为2：98，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为185℃，二区温度为250-℃，三区温度为260℃，机头温度为265℃，纺丝速度为600m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5倍，制备出聚酯纤维。
实施例2
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为12:5:85，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为20h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为4h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，乙酸酐占无水吡啶的比为25vt%，搅拌反应的温度为80℃，时间为6h，搅拌的速度为400r/min，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为5：95，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为195℃，二区温度为258℃，三区温度为270℃，机头温度为270℃，纺丝速度为800m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为2倍，制备出聚酯纤维。
实施例3
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为9:6:78，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为12h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为3h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，乙酸酐占无水吡啶的比为18vt%，搅拌反应的温度为75℃，时间为4h，搅拌的速度为500r/min，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为3：97，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为190℃，二区温度为252℃，三区温度为262℃，机头温度为266℃，纺丝速度为650m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5倍，制备出聚酯纤维。
实施例4
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为10:9:82，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为16h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为4h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，乙酸酐占无水吡啶的比为22vt%，搅拌反应的温度为65℃，时间为5h，搅拌的速度为700r/min，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为4：96，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为195℃，二区温度为256℃，三区温度为268℃，机头温度为268℃，纺丝速度为750m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为2倍，制备出聚酯纤维。
对比例1
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为9:6:78，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为12h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为3h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为5：95，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为190℃，二区温度为252℃，三区温度为262℃，机头温度为266℃，纺丝速度为650m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5倍，制备出聚酯纤维。
对比例2
一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，氢氧化钠，尿素和水的质量比为9:6:78，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，纤维素老化的时间为12h，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，搅拌时间为3h，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，乙酸酐占无水吡啶的比为18vt%，搅拌反应的温度为75℃，时间为4h，搅拌的速度为500r/min，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，纤维素微球与聚酯切片的质量比为3：97，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，纺丝机各区参数分别为：一区温度为190℃，二区温度为252℃，三区温度为262℃，机头温度为266℃，纺丝速度为1000m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5倍，制备出聚酯纤维。
表1为本发明纺制纤维的线密度偏差和力学性能
| 线密度偏差率/% | 断裂强度/(cN·dtex<sup>-1</sup>) | 断裂伸长率/% | |
| 实施例1 | ﹢1.2 | 3.89 | 21 |
| 实施例2 | ﹢0.9 | 3.76 | 22 |
| 实施例3 | ﹣1.0 | 3.94 | 23 |
| 实施例4 | ﹢1.8 | 3.87 | 20 |
| 对比例1 | ﹣3.4 | 3.09 | 21 |
| 对比例2 | ﹣4.0 | 2.12 | 16 |
根据国标对本发明纺制的纱线进行性能的测试，从实施例和对比例的数据中可以看出，不对纤维素微球进行乙酰化处理以及过高的纺丝速度，会导致线密度偏差变大，在实验过程中发现，过高的纺丝速度，纤维的断头率很高。
将实施例和对比例中的纤维加捻成纱线，并试织成面料，面料采用平纹组织，6块试织面料的经纬密相同，便于后续对面料性能的表征。
表2为本发明纺制面料的吸湿快干性能
| 毛效/cm·15min<sup>-1</sup> | 快干性/(min) | 透湿率/g·（m<sup>2</sup>·d） | |
| 实施例1 | 12.6 | 29 | 4322 |
| 实施例2 | 13.0 | 27 | 4286 |
| 实施例3 | 12.7 | 25 | 4276 |
| 实施例4 | 12.3 | 28 | 4269 |
| 对比例1 | 13.0 | 28 | 4310 |
| 对比例2 | 12.7 | 23 | 4299 |
表3为本发明纺制面料的服用性能
| 悬垂系数/% | 刺痒感 | |
| 实施例1 | 40.8 | 1.3 |
| 实施例2 | 42.2 | 1.6 |
| 实施例3 | 41.7 | 1.5 |
| 实施例4 | 41.5 | 1.5 |
| 对比例1 | 40.8 | 2.0 |
| 对比例2 | 37.5 | 2.8 |
从上表2,3可知，本发明开发的仿麻纤维具有一定的吸湿性，且织物消除了刺痒感，但是由于对比例2中纤维断头率高，相同的制备工艺下 ，得到的织物起毛明显，增加了刺痒感。
Claims (8)
1.一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将短切棉纤维溶解于氢氧化钠/尿素的水溶液中，获得纤维素溶液；
S2. 将步骤S1获得纤维素溶液过滤得到纤维素纤维，将纤维素纤维进行老化，得到老化后的纤维素纤维；
S3. 将步骤S2中制备得到纤维素纤维加入至液体石蜡和Span-80的混合溶液中，搅拌一段时间后，加入盐酸溶液，至混合溶液的pH为7，静置后，分离下层物质得到纤维素微球；
S4. 通过标准筛筛分得到粒径范围是40um以下的纤维素微球，将纤维素微球加入至无水吡啶的溶液中进行超声分散，然后在含有纤维素微球的无水吡啶中加入含有乙酸酐的无水吡啶溶液，一边滴加一边搅拌反应，搅拌结束后终止乙酰化反应，得到表面乙酰化的纤维素微球；
S5.将聚酯切片磨成粉末，再将表面乙酰化的纤维素微球按照一定的质量的比添加到聚酯粉末中，混和均匀后，加到螺杆挤出机中挤出、切粒，制得改性再生聚酯母粒；
S6. 将步骤S5制备的改性再生聚酯母粒熔融成纺丝液中，通过熔体纺丝机进行纺丝，制备出聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中氢氧化钠，尿素和水的质量比为7-12:5-10:75-85。
3.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中纤维素老化的时间为10-20h。
4.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中搅拌时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中乙酸酐占无水吡啶的比为15-25vt%，搅拌反应的温度为60-80℃，时间为3-6h，搅拌的速度为400-800r/min。
6.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中纤维素微球与聚酯切片的质量比为2-5：95-98。
7.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中纺丝机各区参数分别为：一区温度为185-195℃，二区温度为250-258℃，三区温度为260-270℃，机头温度为265-270℃，纺丝速度为600-800m/min，热盘温度为80℃，热板温度为160℃，拉伸倍数为1.5-2倍。
8.根据权利要求1所述的一种仿麻纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中聚酯纤维单根纤维的粗细为15-25D。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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