CN116289021A - 一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种棉纤维蒸汽闪爆的方法,包括以下步骤:S1:将一定量棉花浸入精练剂和乙醇混合液中处理一段时间;S2:将处理后的棉花放入闪爆物料仓,封好顶盖后充入饱和蒸汽,在达到预设压力后进行保压,保压后瞬间打开物料仓,静置后取出棉花,得到闪爆脱脂蜡的棉纤维。本发明的增益效果是:通过本发明处方法处理的棉纤维,可有效脱去棉纤维表面的蜡脂质,从而提升棉纤维的吸水性和染色性能,且乙醇的加入降低了精练剂的用量,更加绿色环保。闪爆脱脂过程步骤简单,有效提高棉纤维脱蜡效率。
Description
技术领域
本发明属于棉花脱脂加工,特别涉及一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法。
背景技术
棉纤维主要由结晶度、取向度均较高的纤维素组成,其表面含有一层脂蜡质,俗称棉蜡,棉蜡对棉纤维具有保护作用,但同时也降低了棉纤维吸水性。为提高棉纤维的浸润性能,提高其染色性能,需要先去除棉纤维上的棉蜡,传统的棉蜡去除工艺主要采用为煮漂工艺,及需要将棉纤维浸泡在化学药剂中,并保持高温。这种工艺会产生大量还有化学药剂的废水,这些废水的处理会造成棉纤维产品生成成本的提高,并且具有耗时长的缺点。
相较于传统的脱脂方法,专利《一种棉纤维、其闪爆脱脂蜡的方法和应用》(公开号:CN115305578A)采用水和精练剂预处理,蒸汽闪爆脱蜡的方法提高棉纤维吸水性能;专利《一种棉型织物前处理的方法》(公开号:CN103255609A)采用高比例醇类有机溶剂和少量水与退浆剂或精炼剂或漂白剂混合而成的溶液对棉型织物进行前处理以达到节水节能;专利《一种全棉面料染色前处理方法》(公开号:CN106149412A)采用加入氨水处理,然后再用乙醇煮漂,再用冰醋酸浴中和的方法降低了面料染色前处理的成本。虽然专利《一种棉纤维、其闪爆脱脂蜡的方法和应用》利用了蒸汽闪爆的方法,但其前处理剂为水,和本发明完全不同。专利《一种棉型织物前处理的方法》和专利《一种全棉面料染色前处理方法》均使用乙醇为处理剂,但都采用高温煮练方法。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,包括以下步骤:
S1:将一定量棉花浸入精练剂和乙醇混合液中处理一段时间;
S2:将处理后的棉花放入闪爆物料仓,封好顶盖后充入饱和蒸汽,在达到预设压力后进行保压,保压后瞬间打开物料仓,静置后取出棉花,得到闪爆脱脂蜡的棉纤维。
进一步地,所述精练剂的浓度为0.1-5g/L,所述乙醇为质量分数为60-100%的乙醇混合液。
进一步地,所选棉花为马克隆值为3.5-5.5的巴西棉,棉花质量为4.5-5.0g。
进一步地,步骤S1中棉花在浸入精练剂和/或乙醇混合液中处理的时间为55-60s。
进一步地,所述精练剂为烧碱溶液。
进一步地,步骤S2中闪爆物料仓的预设压力值为1.6-2.0mPa。
进一步地,步骤S2中闪爆物料仓达到预设压力值后保压100-120s。
进一步地,所述乙醇级别为分析纯。
本发明的增益效果是:本发明采用蒸汽闪爆脱脂蜡,利用了高压蒸汽对未煮漂棉纤维进行气蒸,根据润湿原理,当液体表面张力小于固体临界表面张力时,液体才能润湿该固体。原棉纤维表面含有很多果胶、蜡质,这些杂质的表面张力相对较小,因此水在上面不容易展开,较难润湿。而乙醇的表面张力比水表面张力小得多,同时高温也降低了水和乙醇的表面张力,增强了其润湿性能,因此利用水蒸汽和乙醇的强润湿性能和强渗透作用,使得棉纤维快速溶胀,达到除去未煮漂棉纤维表面的蜡质等杂质,从而提高棉纤维的浸润性能。采用本发明方法处理后的棉纤维无需再进行高温煮练和漂白等前处理,便可直接染色,染色性能显著改善。
通过本发明处方法处理的棉纤维,可有效脱去棉纤维表面的蜡脂质,从而提升棉纤维的吸水性,且乙醇的加入降低了精练剂的用量,更加绿色环保。闪爆脱脂过程步骤简单,脱脂时间短,节约成本。
附图说明
图1是实施例3未爆棉花与未处理棉处理原棉(左)与气蒸闪爆棉花(右)的润湿性能。
图2是实施例3未处理原棉(a)和(b)与气蒸闪爆棉花(c)和(d)的电镜图。
图3是实施例3气蒸闪花的染色性能。
图4是实施例3气蒸闪爆棉花(a)、传统脱漂棉花(b)与未处理棉花(c)各100组单纤强力测试分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种棉纤维蒸汽闪爆的方法,包括以下步骤:
S1:将精练剂加入碱性水溶液中,搅拌均匀后加入乙醇,形成碱性的精炼剂乙醇/水混合液;
所述精练剂的浓度为0.1-5g/L,乙醇为质量分数为60-90%的乙醇混合液,乙醇级别为分析纯。
步骤S1中棉花在浸入精练剂和/或乙醇混合液中处理的时间为55-60s,精练剂为烧碱溶液。
S2:将棉纤维置于碱性的精练剂乙醇/水混合液中处理一段时间;
棉花为马克隆值为3.5-5.5的巴西棉,棉花质量为4.5-5.0g;
S3:将处理后的棉纤维放入闪爆物料仓,封好顶盖后充入饱和蒸汽,在达到预设压力后进行保压,保压后瞬间打开物料仓,静置后取出棉花,得到闪爆脱脂蜡的棉纤维。
步骤S3中闪爆物料仓的预设压力值为1.6-2.0mPa,闪爆物料仓达到预设压力值后保压100-120s。
实施例1
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入5g/L的精练剂和质量分数为60%乙醇混合溶液中处理60s后,放入闪爆物料仓,封好顶盖并充入压力值为2mPa的饱和蒸汽,在此压力下持续100s后,瞬间打开物料仓,取出棉纤维,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。精练剂具体为具有渗透、乳化、分散作用的阴离子表面活性剂,以下各实施例相同。
实施例2
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入3g/L的精练剂和质量分数为80%乙醇混合溶液中处理60s后,放入闪爆物料仓,封好顶盖并充入压力值为2mPa的饱和蒸汽,在此压力下持续100s后,瞬间打开物料仓,取出棉纤维,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。
实施例3
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入纯乙醇溶液中处理60s后,放入闪爆物料仓,封好顶盖并充入压力值为2mPa的饱和蒸汽,在此压力下持续100s后,瞬间打开物料仓,取出棉纤维,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。
实施例4
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入3g/L的精练剂和质量分数为90%乙醇混合溶液中处理60s后,放入闪爆物料仓,封好顶盖并充入压力值为2.0mPa的饱和蒸汽,在此压力下持续100s后,瞬间打开物料仓,取出棉纤维,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。
实施例5
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入1g/L的精练剂和质量分数为90%乙醇混合溶液中处理60s后,放入闪爆物料仓,封好顶盖并充入压力值为2.0mPa的饱和蒸汽,在此压力下持续100s后,瞬间打开物料仓,取出棉纤维,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。
对比例
称取5.0g马克隆值为4.5的巴西棉浸入5g/L的精练剂和质量分数为70%乙醇混合溶液中处理60s后,不进行闪爆处理,洗净烘干后检测其蜡脂含量及吸水性能。
测试例
测试实施例和对比例中得到的棉花样品的含脂率。将样品置于烘箱中105℃下烘干,冷却至室温后准确称量5g(精确到0.001g),用滤纸筒包裹后放入索氏提取器,滤纸筒的高度应该高于提取器虹吸管顶端1cm左右,滤纸筒内的织物碎片应该低于虹吸管顶端1cm左右。在提取器的烧瓶(m1)中加入210mL提取剂(使用乙醚作为提取剂),置于水浴锅加热使提取液产生虹吸现象,频率为每小时3-4次,加热萃取4小时。将萃取结束后的提取液倒入干净的烧杯中,再过滤至提取器的烧瓶,并对瓶内的提取液进行加热蒸馏后放置105℃烘箱中烘干,待烧瓶冷却至室温后称重(m2)。蜡脂含量计算公式为:(m2-m1)/5。实验解结果如表1所示。
测试实施例和对比例中得到的棉花样品的吸水时间和吸水量。用直径为0.4mm的铜丝做成高8.0cm,直径5.0cm的圆形铜丝网,网孔宽1.5-2.0cm,净重2.7±0.3g。称取筐子净重(m1),精确至0.01g。从同批次产品不同位置取约5.00g棉花样品放入筐子中,称取此时筐子重量(m2).将筐子从水面上方10mm处放入盛有20℃的蒸馏水中,水深约10cm,直径为11-12cm的烧杯中,用秒表记录筐子沉入水面的终止时间,计算每次测量结果的平均值即为吸水时间。在吸水时间实验以后,将筐子从水中取出,悬挂30s,然后将其转移到精确沉重干净的烧杯(m3)中,用天平精确称取此时烧杯的重量(m4),每克棉花样品的吸水量等于(m4-m2-m3)/(m2-m1),计算三次取平均值。实验结果如表2所示。
表1各测试条件下棉纤维的蜡脂含量
表2各测试条件下棉纤维的吸水时间和吸水量
图1是实施例3未处理原棉(左)与气蒸闪爆棉花(右)的润湿性能。从图可看出,滴落上相当的水滴,气蒸闪爆棉花可以完全吸收,而未处理原棉基本不吸收。
图2是实施例3未处理原棉与气蒸闪爆棉花的电镜图。从图中可以看出,未处理原棉纤维表面光滑,而气蒸闪爆棉纤维表面粗糙且有明显的沟壑和少量的裂纹,进一步验证纤维表面棉蜡已去除和强力略微下降原因。
图3是实施例3气蒸闪爆棉花与未处理棉花的染色性能。从图中可看出,棉花闪爆处理后染色性能得到明显的提升。
图4是实施例3气蒸闪爆棉花(a)、传统脱漂棉花(b)与未处理棉花(c)各100组单纤强力测试分析图。从图中可以看出,棉花闪爆处理后强力相较未处理棉花有所降低,但由于化学助剂使用量减少,相较于传统脱漂棉花强力有所提高。
Claims (8)
1.一种棉纤维蒸汽闪爆的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:将精练剂加入碱性水溶液中,搅拌均匀后加入乙醇,形成碱性的精炼剂乙醇/水混合液;
S2:将棉纤维置于碱性的精练剂乙醇/水混合液中处理一段时间;
S3:将处理后的棉纤维放入闪爆物料仓,封好顶盖后充入饱和蒸汽,在达到预设压力后进行保压,保压后瞬间打开物料仓,静置后取出棉花,得到闪爆脱脂蜡的棉纤维。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:所述精练剂的浓度为0.1-5g/L,所述乙醇为质量分数为60-90%的乙醇混合液。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:所选棉花为马克隆值为3.5-5.5的巴西棉,棉花质量为4.5-5.0g。
4.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:步骤S1中棉花在浸入精练剂和/或乙醇混合液中处理的时间为55-60s。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:所述精练剂为烧碱溶液。
6.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:步骤S2中闪爆物料仓的预设压力值为1.6-2.0mPa。
7.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:步骤S2中闪爆物料仓达到预设压力值后保压100-120s。
8.根据权利要求1所述的一种蒸汽闪爆和乙醇相结合脱棉蜡的方法,其特征在于:所述乙醇级别为分析纯。
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