CN116905158A - 基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，属于混纺面料加工技术领域，用于解决现有技术中的茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺面料的保温性能与力学性能有待进一步提高的技术问题，基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，包括以下步骤：将茶叶纤维、30wt％硝酸和双氧水加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55‑60℃，保温处理30‑50min，后处理得到预处理纤维；将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下。本发明的茶叶碳纤维和再生聚酯纤维混纺面料质地柔软，不仅具有良好的保温隔热性能，而且还提高了其力学性能。

Description

基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺
技术领域
本发明涉及混纺面料加工技术领域，具体涉及基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺。
背景技术
保温面料是一种具有优异保温性能的纺织面料，能够有效地阻挡热量传递，使身体保持温暖，并提供舒适的穿着体验，保温面料通常采用特殊的纤维材料和纺织工艺，以增加面料的保温性能，主要用于制作保暖服装、床上用品和户外装备等产品，而茶叶碳纤维是一种由茶叶渣经过特殊处理制成的新型纤维材料，具有轻质、高强度和优异的抗菌性等优点；
现有技术中的茶叶渣在生产过程中，由于从茶叶渣中提取茶叶碳纤维的难度大，工艺复杂，并且提炼出的茶叶碳纤维的强度差，织造性能与混纺织造的布料的保暖性能有待进一步的改善，并且随着社会经济的不断发展，环境污染、废弃资源的回收利用发展渐受重视，再生聚酯纤维是一种通过对塑料瓶、塑料片、纺织下脚料、废旧聚酯纤维服饰等聚酯型材料进行回收制备出的再生聚酯材料，现有的再生聚酯纤维的柔软性、保温性能与抗撕裂性能较差，混纺纤维面料中的茶叶碳纤维与聚酯纤维通过纺丝机纺丝物理交联在一起，茶叶碳纤维与聚酯纤维的交联程度差，混纺纤维布料的力学性能有待进一步提高；
针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，用于解决现有技术中茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺面料的保温性能与力学性能有待进一步提高的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，包括以下步骤：
S1、将茶叶纤维、30wt％硝酸和双氧水加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55-60℃，保温处理30-50min，后处理得到预处理纤维；
S2、将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下，超声分散30-50min，后处理得到改性茶叶纤维；
S3、将废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥，制备成废旧聚酯粉；
S4、将废旧聚酯粉、苯酚、乙二醇和催化剂加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至165-175℃，保温反应6-8h，后处理得到对苯二甲酸乙二醇酯；
对苯二甲酸乙二醇酯的合成反应原理为：
S5、将对苯二甲酸乙二醇酯、1,13-十三烷二醇、戊二酸酐、5-氨基间苯二甲酸和催化剂加入到催化反应釜中搅拌，催化反应釜温度升高至250-260℃，催化反应釜抽中空之釜内压力降低至80-100Pa，保温保压反应2-3h，后处理得到改性聚酯；
改性聚酯的合成反应原理为：
S6、将改性聚酯加入到熔融纺丝机中，制备纺丝纤维后，对纺丝纤维进行改性处理，得到改性聚酯纤维；
S7、将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱线后，对纱线进行后处理，得到复合纺丝纱线；
S8、将复合纱线通过织机进行织造，形成织物面料。
进一步的，所述茶叶纤维由以下步骤制备而成：
A1、将茶叶渣转移到温度为360-400℃的烤箱中，保温烘烤30-50min，降低至室温，碾碎，过20目筛网，得到粒径相对均一的茶叶粉；
A2、将茶叶粉、0.2M氢氧化钠和甲醇加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至体系回流，保温回流处理1-2h，后处理得到茶粉一；
A3、将茶粉一、纯化水和冰醋酸加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至70-80℃，向三口烧瓶中分批次的加入次氯酸钠，加入完毕，保温处理2-3h，后处理得到茶粉二；
A4、将茶粉二与0.5M氢氧化钾加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55-65℃，保温处理4-6h，后处理的得到茶叶纤维。
进一步的，步骤A2中茶叶粉、0.2M氢氧化钠、甲醇的用量比为2g:5mL:15mL，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼依次用甲醇和纯化水洗涤后转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉一。
进一步的，步骤A3中茶粉一、纯化水、冰醋酸和次氯酸钠的用量比为1g:15mL:6mL:3g，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉二。
进一步的，步骤A4中茶粉二、0.5M氢氧化钾的用量比为1g:10mL，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶叶纤维。
进一步的，步骤S1中茶叶纤维、30wt％硝酸和双氧水的用量比为1g:5mL:3mL，所述后处理操作包括，反应完成之后，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理纤维。
进一步的，步骤S2中浸渍液的制备方法为：将纳米纤维素与纯化水按用量比1g:4mL加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至55-65℃，超声分散30-50min，得到浸渍液。
进一步的，步骤S2的后处理操作包括：反应完成之后，抽滤，滤饼用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为75-85℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性茶叶纤维。
进一步的，步骤4中废旧聚酯粉、苯酚、乙二醇和催化剂的用量比为10g:10mL:30mL:0.8g，所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至55-65℃，抽滤，取一干净烧杯，向烧杯中加入纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到烧杯中，由大量固体析出，搅拌10-15min，抽滤，滤饼依次用纯化水和无水乙醇洗涤后转移到温度为65-75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到对苯二甲酸乙二醇酯。
进一步的，步骤S5中对苯二甲酸乙二醇酯、1,13-十三烷二醇、戊二酸酐、5-氨基间苯二甲酸和催化剂的用量比为10g:19g:1.5g:16g:1g，催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丁酯中的任一种，所述后处理操作包括：反应完成之后，催化反应釜温度升高至270-280℃，减压蒸馏至无液体流出，趁热将反应体系从催化反应釜中放出，降温至室温，粉碎，依次的使用纯化水、无水乙醇进行浸泡洗涤后，转移到温度为70-80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯。
进一步的，步骤S6中熔融纺丝机采用辊筒冷却的方式冷却，熔融纺丝机的熔融温度为260-280℃，纺丝模孔大小为0.2-0.3mm，拉伸力为0.8-1.4cN/dtex，拉伸速度为400-460m/min。
进一步的，步骤S6中改性处理操作包括：将纺丝纤维完全浸渍到装有8wt％氢氧化钠溶液的烧瓶，烧杯温度升高至75-85℃，保温处理1-2h，烧杯温度降低中室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性，将滤饼转移到温度为80-90℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯纤维。
进一步的，步骤S7中后处理操作包括：将纱线与10wt％1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液按用量比1g:30mL加入到烧杯中，烧杯温度升高至50-60℃，超声处理10-20min，烧杯温度降低至室温，抽滤，将纺丝纱线放置在60-80℃的鼓风干燥箱中，鼓风干燥至恒重，得到复合纱线。
本发明具备下述有益效果：
1、本发明的混纺保温面料在加工过程中，通过对废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥制备成废旧聚酯粉后，对废旧聚酯粉在乙二醇环境中进行醇解，回收制备出对苯二甲酸乙二醇酯单体，对苯二甲酸乙二醇酯、1,13-十三烷二醇、戊二酸酐、5-氨基间苯二甲酸和催化剂在催化反应釜中酯化缩聚，生成具有1,13-十三烷的长直链链段的改性聚酯，增加改性聚酯纤维的柔软性和弯曲性，使其更具有弹性和舒适性，长直链烷烃的引入还可以增加聚氨酯纤维的韧性，改善织物的抗撕裂性能，并且长直链烷烃改变了改性聚酯纤维的表面性质，提高其吸湿性和透气性能；改性聚酯纤维成型后经过8wt％氢氧化钠溶液进行热处理，能够将改性聚酯纤维表面残留的一些未完全结晶或部分结晶的聚合物以及其他加工助剂和处理剂去除，消除熔融纺丝过程中，存在纤维内部的拉伸应力，提高改性聚酯纤维的柔软性，使其更加适用于织物纺织。
2、本发明的混纺保温面料在加工过程中，通过烤箱对茶叶纤维进行高温烘烤碳化，能够促进茶叶渣中的脂肪与蛋白质等有机物碳化，方便将其与茶叶纤维分离，有机物碳化后在茶叶渣中形成大量的孔隙，有利于在后续处理过程中将茶叶中的纤维素等成分与茶叶纤维分离，并提高茶叶纤维中的碳含量，调整茶叶纤维的微观结构，纤维之间的连接更紧密，形成更加稳定的结构，进而改善茶叶纤维的力学性能，经过碳化加工之后，更适合进行纺织、压制、成型等工艺，增加了茶叶纤维的综合利用价值；茶叶渣在高温烘烤碳化后，经过碱洗、酸洗将茶叶粉中的纤维素、色素等杂质与茶叶纤维分离，进而提高茶叶纤维的纯度；茶叶纤维经过双氧水与硝酸处理，在其表面上生成大量的羟基、羧基等含氧官能团，得到预处理纤维，预处理纤维在与纳米纤维素溶液进行浸渍改性时，预处理纤维表面上的含氧基团能够与纳米纤维素形成氢键或化学键，使得纳米纤维素包覆在茶叶纤维的外部，进而进一步的改善改性茶叶纤维的力学性能、保温性能和调湿性能。
3、本发明的混纺保温面料在加工过程中，通过改性茶叶纤维与改性聚酯纤维混纺制成复合纱线后，通过1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液对其进行处理，改性茶叶纤维与改性聚酯纤维上的活性官能团与1,4-二异氰酸丁酯上的异氰酸酯基反应，在改性茶叶纤维与改性聚酯纤维之间形成化学键交联，从而提高复合纱线的力学性能，茶叶纤维本身具有良好的保温性能、调湿性能和排汗透气性能，经过碳化和一系列后处理后与改性，提高了其力学性能、保温性能和调湿性能，改性聚氨酯纤维为具有多孔松散形态的复合纤维，导热系数低，通过其与改性纤维进行混纺，从而制备出高强度保温面料。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，包括以下步骤：
S1、制备茶叶纤维
将茶叶渣转移到温度为360℃的烤箱中，保温烘烤30min，降低至室温，碾碎，过20目筛网，得到粒径相对均一的茶叶粉；
称取：茶叶粉200g、0.2M氢氧化钠500mL和甲醇1500mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至体系回流，保温回流处理1h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼依次用甲醇和纯化水洗涤后转移到温度为75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉一；
称取：茶粉一100g、纯化水1500mL和冰醋酸60mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至70℃，向三口烧瓶中分三个批次加入次氯酸钠30g，加入完毕，保温处理2h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉二；
称取：茶粉二100g与0.5M氢氧化钾1000mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55℃，保温处理4h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶叶纤维。
S2、茶叶纤维改性
称取：茶叶纤维50g、30wt％硝酸250mL和双氧水150mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55℃，保温处理30min，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理纤维；
将纳米纤维素与纯化水按用量比1g:4mL加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至55℃，超声分散30min，得到浸渍液；
将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下，超声分散30min，抽滤，滤饼用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为75℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性茶叶纤维。
S3、制备改性聚酯
将废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥，制备成废旧聚酯粉；
称取：废旧聚酯粉200g、苯酚200mL、乙二醇600mL和氢氧化钾16g加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至165℃，保温反应6h，三口烧瓶温度降低至55℃，抽滤，取一干净烧杯，向烧杯中加入600mL纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到烧杯中，由大量固体析出，搅拌10min，抽滤，滤饼依次用纯化水和无水乙醇洗涤后转移到温度为65℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到对苯二甲酸乙二醇酯；
称取：对苯二甲酸乙二醇酯200g、1,13-十三烷二醇380g、戊二酸酐30g、5-氨基间苯二甲酸320g和钛酸四丁酯20g加入到催化反应釜中搅拌，催化反应釜温度升高至250℃，催化反应釜抽中空之釜内压力降低至80Pa，保温保压反应2h，催化反应釜温度升高至270℃，减压蒸馏至无液体流出，趁热将反应体系从催化反应釜中放出，降温至室温，粉碎，依次的使用纯化水、无水乙醇进行浸泡洗涤后，转移到温度为70-80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯。
S4、制备改性聚酯纤维
将改性聚酯加入到熔融纺丝机中，熔融纺丝机采用辊筒冷却的方式冷却，熔融纺丝机的熔融温度为260℃，纺丝模孔大小为0.2mm，拉伸力为0.8cN/dtex，拉伸速度为400m/min，制备纺丝纤维后，将纺丝纤维完全浸渍到装有8wt％氢氧化钠溶液的烧瓶，烧杯温度升高至75℃，保温处理1h，烧杯温度降低中室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性，将滤饼转移到温度为80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯纤维。
S5、制备混纺面料
将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱；
将纱线与10wt％1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液按用量比1g:30mL加入到烧杯中，烧杯温度升高至50℃，超声处理10min，烧杯温度降低至室温，抽滤，将纺丝纱线放置在60℃的鼓风干燥箱中，鼓风干燥至恒重，得到复合纱线；
将复合纱线通过织机进行织造，形成织物面料。
实施例2
本实施例提供的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，包括以下步骤：
S1、制备茶叶纤维
将茶叶渣转移到温度为380℃的烤箱中，保温烘烤40min，降低至室温，碾碎，过20目筛网，得到粒径相对均一的茶叶粉；
称取：茶叶粉200g、0.2M氢氧化钠500mL和甲醇1500mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至体系回流，保温回流处理1.5h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼依次用甲醇和纯化水洗涤后转移到温度为80℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉一；
称取：茶粉一100g、纯化水1500mL和冰醋酸60mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至75℃，向三口烧瓶中分三个批次加入次氯酸钠30g，加入完毕，保温处理2.5h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为80℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉二；
称取：茶粉二100g与0.5M氢氧化钾1000mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至60℃，保温处理5h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为80℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶叶纤维。
S2、茶叶纤维改性
称取：茶叶纤维50g、30wt％硝酸250mL和双氧水150mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至58℃，保温处理40min，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为80℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理纤维；
将纳米纤维素与纯化水按用量比1g:4mL加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至60℃，超声分散40min，得到浸渍液；
将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下，超声分散40min，抽滤，滤饼用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性茶叶纤维。
S3、制备改性聚酯
将废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥，制备成废旧聚酯粉；
称取：废旧聚酯粉200g、苯酚200mL、乙二醇600mL和氢氧化钠16g加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至170℃，保温反应7h，三口烧瓶温度降低至60℃，抽滤，取一干净烧杯，向烧杯中加入600mL纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到烧杯中，由大量固体析出，搅拌13min，抽滤，滤饼依次用纯化水和无水乙醇洗涤后转移到温度为70℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到对苯二甲酸乙二醇酯；
称取：对苯二甲酸乙二醇酯200g、1,13-十三烷二醇380g、戊二酸酐30g、5-氨基间苯二甲酸320g和钛酸异丁酯20g加入到催化反应釜中搅拌，催化反应釜温度升高至255℃，催化反应釜抽中空之釜内压力降低至90Pa，保温保压反应2.5h，催化反应釜温度升高至275℃，减压蒸馏至无液体流出，趁热将反应体系从催化反应釜中放出，降温至室温，粉碎，依次的使用纯化水、无水乙醇进行浸泡洗涤后，转移到温度为75℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯。
S4、制备改性聚酯纤维
将改性聚酯加入到熔融纺丝机中，熔融纺丝机采用辊筒冷却的方式冷却，熔融纺丝机的熔融温度为270℃，纺丝模孔大小为0.25mm，拉伸力为1.1cN/dtex，拉伸速度为430m/min，制备纺丝纤维后，将纺丝纤维完全浸渍到装有8wt％氢氧化钠溶液的烧瓶，烧杯温度升高至80℃，保温处理1.5h，烧杯温度降低中室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性，将滤饼转移到温度为85℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯纤维。
S5、制备混纺面料
将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱；
将纱线与10wt％1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液按用量比1g:30mL加入到烧杯中，烧杯温度升高至55℃，超声处理15min，烧杯温度降低至室温，抽滤，将纺丝纱线放置在70℃的鼓风干燥箱中，鼓风干燥至恒重，得到复合纱线；
将复合纱线通过织机进行织造，形成织物面料。
实施例3
本实施例提供的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，包括以下步骤：
S1、制备茶叶纤维
将茶叶渣转移到温度为400℃的烤箱中，保温烘烤50min，降低至室温，碾碎，过20目筛网，得到粒径相对均一的茶叶粉；
称取：茶叶粉200g、0.2M氢氧化钠500mL和甲醇1500mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至体系回流，保温回流处理2h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼依次用甲醇和纯化水洗涤后转移到温度为85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉一；
称取：茶粉一100g、纯化水1500mL和冰醋酸60mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至80℃，向三口烧瓶中分三个批次加入次氯酸钠30g，加入完毕，保温处理3h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶粉二；
称取：茶粉二100g与0.5M氢氧化钾1000mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至65℃，保温处理6h，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到茶叶纤维。
S2、茶叶纤维改性
称取：茶叶纤维50g、30wt％硝酸250mL和双氧水150mL加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至60℃，保温处理50min，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理纤维；
将纳米纤维素与纯化水按用量比1g:4mL加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至65℃，超声分散50min，得到浸渍液；
将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下，超声分散50min，抽滤，滤饼用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为85℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性茶叶纤维。
S3、制备改性聚酯
将废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥，制备成废旧聚酯粉；
称取：废旧聚酯粉200g、苯酚200mL、乙二醇600mL和氢氧化锂16g加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至175℃，保温反应8h，三口烧瓶温度降低至65℃，抽滤，取一干净烧杯，向烧杯中加入600mL纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到烧杯中，由大量固体析出，搅拌15min，抽滤，滤饼依次用纯化水和无水乙醇洗涤后转移到温度为75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到对苯二甲酸乙二醇酯；
称取：对苯二甲酸乙二醇酯200g、1,13-十三烷二醇380g、戊二酸酐30g、5-氨基间苯二甲酸320g和钛酸四丁酯20g加入到催化反应釜中搅拌，催化反应釜温度升高至260℃，催化反应釜抽中空之釜内压力降低至100Pa，保温保压反应3h，催化反应釜温度升高至280℃，减压蒸馏至无液体流出，趁热将反应体系从催化反应釜中放出，降温至室温，粉碎，依次的使用纯化水、无水乙醇进行浸泡洗涤后，转移到温度为80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯。
S4、制备改性聚酯纤维
将改性聚酯加入到熔融纺丝机中，熔融纺丝机采用辊筒冷却的方式冷却，熔融纺丝机的熔融温度为280℃，纺丝模孔大小为0.3mm，拉伸力为1.4cN/dtex，拉伸速度为460m/min，制备纺丝纤维后，将纺丝纤维完全浸渍到装有8wt％氢氧化钠溶液的烧瓶，烧杯温度升高至85℃，保温处理2h，烧杯温度降低中室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性，将滤饼转移到温度为90℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯纤维。
S5、制备混纺面料
将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱；
将纱线与10wt％1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液按用量比1g:30mL加入到烧杯中，烧杯温度升高至60℃，超声处理20min，烧杯温度降低至室温，抽滤，将纺丝纱线放置在80℃的鼓风干燥箱中，鼓风干燥至恒重，得到复合纱线；
将复合纱线通过织机进行织造，形成织物面料。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，取消步骤S2，步骤S5中的改性茶叶纤维由步骤S1制备的茶叶纤维等量替代。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，步骤S3制备改性聚酯时，1,13-十三烷二醇由等摩尔量的乙二醇替代。
实施例3
本对比例与实施例3的区别在于，步骤S5操作为：将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱，得到复合纱线。
性能测试：
对实施例1-3和对比例1-3制备出的织物面料的保温性能与力学性能进行测试，其中，织物面料的保温性能参照标准GB/T 11048-2018《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定(蒸发热板法)》测定试样的热阻，力学性能参照标准GB/T 3917.2-2009《纺织品织物撕破性能第2部分：裤形试样(单缝)撕破强力的测定》测定试样的撕破强力和参照标准GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》测定试样的断裂强力与断裂伸长率，具体测试结果见下表：
数据分析：
对实施例1-3的数据进行综合分析，本发明制备的织物面料其热阻达到了0.24-0.25m2·K·W-1，撕破强力达到了458.3N，断裂强力达到了658.8N，断裂伸长率达到了18.4％，说明本发明制备的织物面料质地柔软，具有良好的保温隔热性能，并且力学性能优异；
对比例1与实施例1-3的数据进行比较分析，对比例1的各项检测数据均低于实施例1-3的检测数据，说明通过对茶叶纤维进行改性处理，能够提高茶叶纤维的力学性能与保温隔热性能；
对比例2与实施例1-3的数据进行比较分析，对比例2各项检测数据均低于实施例1-3的检测数据，说明在改性聚酯中加入长烷烃直链能够有效的提高改性聚酯纤维的柔软性和力学性能，并且长烷烃直链的引入，并且通过向改性聚酯中引入长烷烃直链，还能够提高改性聚酯纤维的保温隔热性能；
对比例3与实施例1-3的数据进行比较分析，对比例3的热阻与实施例1-3相差不大，但是其撕破强力、断裂强力与断裂伸长率均下降，说明通过对纺丝机纺丝成的纱线进行后处理加工，能够有效的提高纱线中改性茶叶纤维与改性聚酯纤维之间的交联度，进而提高纺纱面料的力学性能。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将茶叶纤维、30wt％硝酸和双氧水加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55-60℃，保温处理30-50min，后处理得到预处理纤维；
S2、将预处理纤维与浸渍液加入到烧杯中，使得改性茶叶纤维完全浸没在浸渍液液面以下，超声分散30-50min，后处理得到改性茶叶纤维；
S3、将废旧聚酯材料进行破碎、清洗和干燥，制备成废旧聚酯粉；
S4、将废旧聚酯粉、苯酚、乙二醇和催化剂加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至165-175℃，保温反应6-8h，后处理得到对苯二甲酸乙二醇酯；
S5、将对苯二甲酸乙二醇酯、1,13-十三烷二醇、戊二酸酐、5-氨基间苯二甲酸和催化剂加入到催化反应釜中搅拌，催化反应釜温度升高至250-260℃，催化反应釜抽中空之釜内压力降低至80-100Pa，保温保压反应2-3h，后处理得到改性聚酯；
S6、将改性聚酯加入到熔融纺丝机中，制备纺丝纤维后，对纺丝纤维进行改性处理，得到改性聚酯纤维；
S7、将改性聚酯纤维与改性茶叶纤维按用量比7g:3g加入到纺丝机中纺丝成纱线后，对纱线进行后处理，得到复合纺丝纱线；
S8、将复合纱线通过织机进行织造，形成织物面料。
2.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，所述茶叶纤维由以下步骤制备而成：
A1、将茶叶渣转移到温度为360-400℃的烤箱中，保温烘烤30-50min，降低至室温，碾碎，过20目筛网，得到粒径相对均一的茶叶粉；
A2、将茶叶粉、0.2M氢氧化钠和甲醇加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至体系回流，保温回流处理1-2h，后处理得到茶粉一；
A3、将茶粉一、纯化水和冰醋酸加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至70-80℃，向三口烧瓶中分批次的加入次氯酸钠，加入完毕，保温处理2-3h，后处理得到茶粉二；
A4、将茶粉二与0.5M氢氧化钾加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至55-65℃，保温处理4-6h，后处理的得到茶叶纤维。
3.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤S1中茶叶纤维、30wt％硝酸和双氧水的用量比为1g:5mL:3mL，所述后处理操作包括，反应完成之后，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理纤维。
4.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤S2中浸渍液的制备方法为：将纳米纤维素与纯化水按用量比1g:4mL加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至55-65℃，超声分散30-50min，得到浸渍液。
5.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤4中废旧聚酯粉、苯酚、乙二醇和催化剂的用量比为10g:10mL:30mL:0.8g，所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至55-65℃，抽滤，取一干净烧杯，向烧杯中加入纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到烧杯中，由大量固体析出，搅拌10-15min，抽滤，滤饼依次用纯化水和无水乙醇洗涤后转移到温度为65-75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到对苯二甲酸乙二醇酯。
6.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤S5中对苯二甲酸乙二醇酯、1,13-十三烷二醇、戊二酸酐、5-氨基间苯二甲酸和催化剂的用量比为10g:19mL:1.5g:16g:1g，催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丁酯中的任一种，所述后处理操作包括：反应完成之后，催化反应釜温度升高至270-280℃，减压蒸馏至无液体流出，趁热将反应体系从催化反应釜中放出，降温至室温，粉碎，依次的使用纯化水、无水乙醇进行浸泡洗涤后，转移到温度为70-80℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯。
7.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤S6中改性处理操作包括：将纺丝纤维完全浸渍到装有8wt％氢氧化钠溶液的烧瓶，烧杯温度升高至75-85℃，保温处理1-2h，烧杯温度降低中室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性，将滤饼转移到温度为80-90℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性聚酯纤维。
8.根据权利要求1所述的基于茶叶碳纤维和再生聚酯纤维的混纺保温面料加工工艺，其特征在于，步骤S7中后处理操作包括：将纱线与10wt％1,4-二异氰酸丁酯甲苯溶液按用量比1g:30mL加入到烧杯中，烧杯温度升高至50-60℃，超声处理10-20min，烧杯温度降低至室温，抽滤，将纺丝纱线放置在60-80℃的鼓风干燥箱中，鼓风干燥至恒重，得到复合纱线。
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