CN1253613C - 一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理方法 - Google Patents

一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理方法，处理工艺为在交联处理液中浸渍，干燥，交联。其交联处理液是由交联改性剂、膨润剂、润湿剂、催化剂和水组成，交联改性剂为二环氧丙基聚氧乙烯醚或单环氧丙基聚氧乙烯醚或其组合物。经本方法处理的苎麻纤维织成的织物或常规苎麻织物用本方法进行处理后，具有柔软，吸湿性好，回弹性高、刺痒感小的优点。

Description

一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理方法
技术领域
本发明涉及一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法。
背景技术
我国是世界上麻类资源最丰富的国家之一，而苎麻是我国特有的麻类资源，被称为“中国草”、“纤维之王”。我国的苎麻产量大约占世界总产量的近90％，纺织加工能力亦居世界之首。目前，苎麻纺织品已广泛应用于服装鞋帽、家用装饰、医用包装等多个领域。
苎麻纤维作为一种优良的纺织原料之一，具有凉爽、透气、易于吸湿散湿的有点。但由于其纤维结构紧密，结晶度和取向度高，外表平直无卷曲，伸长和勾强低，导致在加工过程中可纺性差、织物不耐磨、易起皱起毛以及穿着刺痒的缺点。为此，若干年来，科技人员坚持不懈地开展了麻纤维的改性研究，目的就是为了使苎麻纤维天然优良的保持与物理性能的改善兼而得之，有利于苎麻纺织品的升档和高附加值的提高和开发。
这些改性方法主要集中在化学改性和生物改性两方面。酶应用于麻纤维的改性，其实质是纤维素的水解。但苎麻纤维经酶处理后，强力和伸长有所损失(尉霞等.酶处理对苎麻织物性能的影响.西北纺织工学院学报.1998：6.pp.150)。
碱法改性是一个古老的方法，使苎麻纤维在烧碱溶液中溶胀而引起纤维微结构和物理性能发生一系列变化。但碱法改性所需设备专业、手工操作程度高致使产品质量不稳定，污染厉害。在碱法改性的基础上先后又人提出改进方法，如水浴再生法，练改合一法，碱-尿素法等(向策宣等.苎麻纤维碱-尿素改性的研究.纺织学报.1986：6)；碱-二甲基亚砜法(CN 87100433B)。
苎麻纤维的磺化改性，其实质上是纤维素的酯化反应，由碱纤维素与二硫化碳作用生成纤维素磺酸酯。该法改性苎麻纤维，无论是勾强、断裂强度，还是弹性、卷曲度等都有较明显的提高，但因其工艺流程长，工作环境差污染大，成本也较碱法高而存在很多实际问题(王德骥编.苎麻纤维素化学与工艺学.科学出版社.2001)。
乙酰化改性是在苎麻纤维素碱处理、溶胀而又保持分离的时候引入乙酰基化学基团(张允丙.轻度乙酰化苎麻纤维的结构与性能.苎麻纺织科技.1985：1)。
乙二胺(EDA)作为一种强溶胀剂，当苎麻纤维在水合乙二胺中膨胀时，可降低苎麻纤维的结晶度和取向度(梁锋等.苎麻纤维在己二胺/脲/水混合液中溶胀时微细结构与形态结构的变化.纺织学报.1986：3；Ishikawa，Atsuko Kuga，Shigenori Okano，Takeshi.Determination of parameters in mechanical model for cellulose IIIfibre.Polymer.1998，39(10).pp.1875-1878)。
也有采用壳多糖衍生物与叔胺化合物在苎麻织物上反应生成季铵化物与纤维素大分子交联，从而改善染色及弹性回复性能(江亦李等，织物上季铵化对苎麻织物改性的新方法研究，纺织学报，15，(5)；H.S.S.Sharma，T.W.Fraser，D.McCall，N.Shields，and G.Lyons，FineStructure of Chemically Modified Flax Fibre.J.Text.Inst.1995：86 No.4pp.539)。
烷基化改性是在强碱液中加入烷化剂(如异丙醇、丙烯酸、丙稀腈)可大大增进纤维膨化能力麻类织物通过与乙烯基类单体接枝共聚可以提高染色性、皱折回复性、耐磨性、防污性等(张大元等.苎麻纤维烷基变性的理论与研究.苎麻纺织科技.1980：2；朱谱新等.用乙烯基单体对苎麻纤维进行接枝共聚的反应规律.纺织科学研究。1999：4；Ghanshyam S Chauhan and A S Singha & B S Kaith.Modification ofnatural polymers：Part I-Ceric ion initiated graft copolymerization ofmethyl methacrylate onto Cannabis fibre.Indian Journal of Fibre &Textile Research.1999：Vol.24，December，pp.269-275；Joly，C.，Gauthier，R.，Chabert，B.，Physical chemistry of the interface inpolypropylene/cellulosic-fiber composites.Compos.Sci.Technol.，1996：56(7)，pp.761-765；肖超渤等.铬酸引发丙稀腈与苎麻纤维接枝共聚反应.应用化学.1998：2)，这种接枝方法有非接枝水溶性聚合物去除困难，消耗大的缺点。
液氨法是用液氨使苎麻纤维溶胀并生成氨纤维素复合物，从而使纤维素大分子的取向度下降，而使纤维软化。这需专用压力设备并有氨污染。
上述大都数改性方法都处在理论研究阶段，而需要浓碱处理，另外用破坏结晶的方法虽可使纤维柔软，减少刺痒感，但在改善纤维弹性，减少织物折皱方面还是不够。
为此开始有采用交联的方法对苎麻进行改性，如申请号89102430的专利(已失效)，用甲基化的2D树脂为交联剂，这种树脂含有少量有害甲醛；公开号1065106(授权公告号1032022)的中国专利，主要采用乙二醛为交联剂，该专利还保护了其它几个小分子的交联剂。这些交联方法改性还必须在浓碱处理的基础上进行，设备投资多，环境污染大。
发明内容
本发明的目的是提供一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法。
鉴于目前麻类改性的现状，本发明采用全新概验的苎麻改性技术，有如下特点：1、苎麻在普通脱胶后，不必经浓碱改性处理，直接进行柔软、弹性处理。对苎麻生产厂来说，工艺流程变动不大，设备增加少，无环境污染(可达到环保零排放)的优点。2、本发明的工艺所用药品安全无毒，绝无任何醛基，无论在生产过程中还是在服用时都符合环境要求。3、用本发明技术处理的苎麻纤维在改进柔软性的同时纤维的回弹性和吸湿性也得到提高，使麻有羊毛的手感。4、用本发明的技术改性的苎麻纤维的纱线可纺性也得到提高。5、用本发明的技术还可直接处理苎麻织物，除可提高织物的柔软性，吸湿性外，更有抗折皱的效果。
本发明除了对苎麻有效以外，也适用于其它麻类纤维的柔软和弹性改性。
本发明的主要工艺可如下表示：
常规脱胶苎麻→改性处理液中浸轧→干燥→交联
本发明的特征是苎麻在常规脱胶后，不必进行浓碱处理，麻纤维直接在交联处理液中浸渍，处理温度为20-80℃，时间为0.5-10分钟，然后脱去多余的处理液，其带液量为纤维重量的10-100％。在50-100℃的温度下干燥，然后在120-160℃交联处理，时间为3至8分钟。
本发明所述的交联处理液是由交联剂、膨润剂、润湿剂、催化剂和水组成，其重量百分含量分别如下：交联剂2-30％，膨润剂0-5％、润湿剂0.05-2％、催化剂0-25％，其余为水；
本发明所述的交联剂是二环氧丙基聚氧乙烯醚或单环氧丙基聚氧乙烯醚，其中聚氧乙烯链节数为1-10；交联剂可为单一的其中一个，或是几个按一定比例组合而成，换言之，是上述一种交联剂或一种以上的混合交联剂。
本发明所述的膨润剂是脲素、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或分子式为HOCpH2pOCmH2m+1的二元醇单醚，其中p为1-3，m为1-4，
本发明所述的润湿剂是分子式为R(OCH2CH2)nOH的多种非离子表面活性剂，其中R为C8-18的烷基苯基、烷基和酰烷基，n为10-30，
本发明所述催化剂为三氟化硼、氯化锌、氯化镁、氯化锑、氯化铁、氯化锡或硝酸锌。
本发明中所用的上述原料均为市售产品。
将上述原料按次序溶解混合后即成为本发明工艺用的麻类柔软改性处理剂。本发明的麻类柔软改性工艺所用的试剂方便易得，工艺简单，用本工艺改性符合环境要求。得到的苎麻纤维既有柔软性又有高的回弹性和优良的吸湿性，使麻有羊毛的手感。本发明的技术更大的优点在于还可直接处理苎麻织物，使织物的柔软性、吸湿性、抗折皱性都提高。本发明除了对苎麻有效以外，也适用于其它麻类纤维的柔软和弹性改性。
具体实施方式
通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。苎麻纤维不同条件下的改性工艺实施例和结果如下：
1、配方：
  交联剂   膨润剂   润湿剂   催化剂
实施例1   WER-2225％   脲素2％   OP-101％   三氟化硼1.5％
实施例2   WER-2244％   二甲基亚砜1％   AEO-90.7％   氯化镁2％
实施例3   WER-1228％   乙二醇单丁醚2％   MOA-81.2％   硝酸锌1％
实施例4   WER-2234％WER3331％ - JFC0.5％ 氯化锡1.8％
WER系列树脂为二环氧丙基聚氧乙烯醚或单环氧丙基聚氧乙烯醚的商品名。OP-10，JFC，AEO-9，MOA-8为市售产品。
2、工艺条件：
  干燥温度/℃   交联温度/℃   交联时间/分
  实施例1   50   130 3
  实施例2   70   120   8
  实施例3   45   125   6
  实施例4   80   140   4
3、纤维性能：
  强度(cN/dtex) 伸长(％)   回潮率(％)
脱胶麻 4.00 4.0 6.25
  实施例1 5.73 6.7 7.77
实施例2 4.41 7.3 7.48
实施例3 3.94 6.2 8.25
实施例4 5.65 5.7 7.44
苎麻织物改性实施例：
以36支全漂布(湖南洞庭苎麻纺织印染厂)为实施对象
1、配方：
  交联剂   膨润剂   润湿剂   催化剂
实施例5   WER-2225％   脲素2％   OP-101％   硝酸锌1％
2、工艺条件：
  干燥温度/℃   交联温度/℃   交联时间/分
  实施例5   80   130   3
3、织物性能：
  未改性   实施例5
  厚度(mm)   0.27   0.28
  悬垂度(％)*   62.7   53.3
  硬挺度(cm)**   正6.02反6.00   正5.39反5.39
  褶皱回复角(度)***   T56.4W54   T37.5W47.2
*织物悬垂度仪，投影法测；**LFY-22B自动硬挺度测试仪；
***YG541B褶皱回复仪。

Claims (4)

1、一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法，其特征是苎麻在常规脱胶后或是苎麻织物在交联处理液中浸渍，干燥，然后在120-140℃交联3至8分钟；
所述的交联处理液是由交联剂、膨润剂、润湿剂、催化剂和水组成，其重量百分含量分别如下：交联剂4-8％、膨润剂0-2％、润湿剂0.05-2％、催化剂1.5-2％，其余为水；
所述的交联剂是二环氧丙基聚氧乙烯醚或单环氧丙基聚氧乙烯醚的一种或一种以上的混合交联剂，所述的交联剂是wer-222、WER-224、WER-223或wer-333商品；
所述的膨润剂是脲素、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或乙二醇单乙醚；
所述的润湿剂是分子式为R(OCH2CH2)nOH的多种非离子表面活性剂，n为10-30，所述的非离子表面活性剂是OP-10、AEO-9、MOA-8或JFC的商品；
所述催化剂为三氟化硼、氯化镁、氯化锡或硝酸锌。
2、如权利要求1所述的一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法，其特征是所述的苎麻在常规脱胶后或是苎麻织物在交联处理液中浸渍温度为20-80℃，时间为0.5-10分钟。
3、如权利要求1所述的一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法，其特征是所述的在交联处理液中浸渍后其带液量为纤维重量的10-100％。
4、如权利要求1所述的一种苎麻纤维及其织物的柔软改性处理的方法，其特征是所述的苎麻是经常规脱胶的。
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