技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及紡織纖維加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高吸濕羧基棉纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
：：棉纖維作為四大天然纖維之一，由于其柔軟、保暖、舒適等獨(dú)特優(yōu)良的性質(zhì)，一直備受人們的青睞。棉纖維的結(jié)構(gòu)一般包括大分子結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)，棉纖維的性質(zhì)基本上都有這些結(jié)構(gòu)所決定的。棉纖維的主要組成物質(zhì)是纖維素，其余為纖維素伴生物。棉纖維素及其伴生物的含量取決于棉纖維的成熟程度。正常成熟的棉纖維其纖維素含量占棉纖維總重量的94％左右，伴生物含量很少。由于棉纖維的組成結(jié)構(gòu)及物理、化學(xué)等性能使棉纖維具有可紡性好，天然轉(zhuǎn)曲多使棉纖維具有一定的抱全力，有利于紡紗工藝。棉纖維有較好的吸濕性，在濕度狀態(tài)下，棉纖維的強(qiáng)度會增加10％，但濕度過低時(shí)，強(qiáng)度較差。因此，說明對棉纖維吸濕性的適當(dāng)提高會顯著增強(qiáng)棉纖維的強(qiáng)度，以便于后續(xù)紡織面料加工工藝的高質(zhì)進(jìn)行，包括開松、除雜、梳理、伸直、牽伸、加捻和卷繞。想要增強(qiáng)棉纖維的吸濕性，需要通過化學(xué)改性法在棉纖維大分子結(jié)構(gòu)中引入親水性基團(tuán)，包括羥基、羧基、酰胺基、氨基等，以生成纖維素衍生物，其中氧化是非常重要的一種方法。對棉纖維進(jìn)行選擇性氧化，可使纖維素單元葡萄糖殘基上的不同位置羥基發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生新的活性基團(tuán)，以增強(qiáng)棉纖維的吸濕性。目前，利用引入羧基來增強(qiáng)棉纖維的改性處理通常在高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿介質(zhì)中進(jìn)行，所選用的氧化劑不僅對纖維素本身的破壞性大，而且所產(chǎn)生的廢水對環(huán)境污染小強(qiáng)，需要經(jīng)過多重處理后才能排放。并且在氧化過程中存在纖維素分子量減小、氧化不均勻的問題，無法保證所制羧基棉纖維的使用性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種反應(yīng)條件溫和、廢水污染性小且操作簡便的高吸濕羧基棉纖維的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高吸濕羧基棉纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)棉纖維預(yù)處理：將棉纖維浸泡在預(yù)處理液中，8-12h后抽濾，并用蒸餾水將濾渣洗滌至無預(yù)處理液殘留；(2)選擇性氧化：將經(jīng)預(yù)處理后的棉纖維分散于蒸餾水中，再加入4-乙酰氨基-tempo和溴化鈉，充分混合后靜置10-15min，并在攪拌下滴加50％次氯酸鈉溶液，利用0.1mol/l氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系ph值在9.5-10，待反應(yīng)至ph值不變化時(shí)加入乙醇終止反應(yīng)，繼續(xù)攪拌5-10min，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無cl-存在為止，即得羧基棉纖維；(3)超聲波處理：將所制羧基棉纖維分散于蒸餾水中配成懸浮液，并加入超聲助劑，充分混合，再利用工作頻率20khz、輸出功率600w的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)處理3-5min，即得羧基棉纖維水溶液；(4)干燥：將上述所得羧基棉纖維水溶液高速離心，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無超聲助劑殘留，低溫烘干，即得高吸濕羧基棉纖維。所述4-乙酰氨基-tempo用量為0.1-0.2mmol每克棉纖維干重，溴化鈉用量為1-2mmol每克棉纖維干重，次氯酸鈉用量為1-2mmol每克棉纖維干重。所述預(yù)處理液由如下重量份數(shù)的原料制成：月桂醇硫酸酯鈉3-5份、n-羥甲基丙烯酰胺1-2份、聚天門冬氨酸0.5-1份、納米鈦白粉0.1-0.3份、抗壞血酸磷酸酯鎂0.05-0.1份、甘草酸二鉀0.05-0.1份、水100-150份，其制備方法為：向水中加入n-羥甲基丙烯酰胺、聚天門冬氨酸和納米鈦白粉，升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，并以5℃/min的降溫速度降溫至35-40℃，然后加入月桂醇硫酸酯鈉、抗壞血酸磷酸酯鎂和甘草酸二鉀，攪拌溶解完全后靜置10min，再轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中密封靜置8h，再次升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，自然冷卻至室溫，即得預(yù)處理液。所述超聲助劑由如下重量份數(shù)的原料制成：泊洛沙姆2-3份、聚二甲基二烯丙基氯化銨1-2份、羥乙基纖維素0.5-1份、多聚谷氨酸0.5-1份、小蘇打粉0.1-0.3份、二茂鐵0.01-0.02份，其制備方法為：向泊洛沙姆中加入聚二甲基二烯丙基氯化銨和二茂鐵，升溫至115-120℃保溫研磨15min，待自然冷卻至室溫后加入羥乙基纖維素、多聚谷氨酸和小蘇打粉，室溫研磨10min，然后攪拌下向所得混合物中加入55-60℃熱水，待混合物完全溶解后靜置30min，最后將所得混合溶液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得超聲助劑。本發(fā)明的有益效果是：(1)通過預(yù)處理液的使用，使棉纖維內(nèi)部孔徑增大，并增強(qiáng)棉纖維的表面活性；(2)通過4-乙酰氨基-tempo-naclo-nabr氧化體系的選擇性氧化將棉纖維素分子結(jié)構(gòu)中c6位的醇羥基氧化為羧基，從而在棉纖維分子中引入羧基，以賦予棉纖維高吸濕能力；(3)通過對所制羧基棉纖維的超聲波處理，并在超聲助劑的協(xié)助下，促進(jìn)纖維形態(tài)的改變，使所制羧基棉纖維被完全細(xì)化成均勻性強(qiáng)的超細(xì)纖維，從而進(jìn)一步增強(qiáng)吸濕能力；(4)所制羧基棉纖維的羧基含量達(dá)到0.45mmol/g，從而增強(qiáng)吸濕性能，經(jīng)試驗(yàn)測得其回潮率達(dá)到11.2％，從而利于將所制羧基棉纖維加工成對吸濕性要求較高的紡織品，提高紡織品的使用性能。具體實(shí)施方式：為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1(1)棉纖維預(yù)處理：將10g棉纖維浸泡在預(yù)處理液中，8h后抽濾，并用蒸餾水將濾渣洗滌至無預(yù)處理液殘留；(2)選擇性氧化：將經(jīng)預(yù)處理后的棉纖維分散于蒸餾水中，再加入1mmol4-乙酰氨基-tempo和10mmol溴化鈉，充分混合后靜置10min，并在攪拌下滴加50％次氯酸鈉溶液(10mmol次氯酸鈉固體)，利用0.1mol/l氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系ph值在9.5-10，待反應(yīng)至ph值不變化時(shí)加入乙醇終止反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10min，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無cl-存在為止，即得羧基棉纖維；(3)超聲波處理：將所制羧基棉纖維分散于蒸餾水中配成懸浮液，并加入超聲助劑，充分混合，再利用工作頻率20khz、輸出功率600w的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)處理5min，即得羧基棉纖維水溶液；(4)干燥：將上述所得羧基棉纖維水溶液高速離心，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無超聲助劑殘留，低溫烘干，即得高吸濕羧基棉纖維。預(yù)處理液的制備：向100g水中加入1gn-羥甲基丙烯酰胺、0.5g聚天門冬氨酸和0.1g納米鈦白粉，升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，并以5℃/min的降溫速度降溫至35-40℃，然后加入3g月桂醇硫酸酯鈉、0.05g抗壞血酸磷酸酯鎂和0.05g甘草酸二鉀，攪拌溶解完全后靜置10min，再轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中密封靜置8h，再次升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，自然冷卻至室溫，即得預(yù)處理液。超聲助劑的制備：向3g泊洛沙姆中加入2g聚二甲基二烯丙基氯化銨和0.01g二茂鐵，升溫至115-120℃保溫研磨15min，待自然冷卻至室溫后加入0.5g羥乙基纖維素、0.5g多聚谷氨酸和0.1g小蘇打粉，室溫研磨10min，然后攪拌下向所得混合物中加入55-60℃熱水，待混合物完全溶解后靜置30min，最后將所得混合溶液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得超聲助劑。實(shí)施例2(1)棉纖維預(yù)處理：將10g棉纖維浸泡在預(yù)處理液中，8h后抽濾，并用蒸餾水將濾渣洗滌至無預(yù)處理液殘留；(2)選擇性氧化：將經(jīng)預(yù)處理后的棉纖維分散于蒸餾水中，再加入1mmol4-乙酰氨基-tempo和10mmol溴化鈉，充分混合后靜置10min，并在攪拌下滴加50％次氯酸鈉溶液(15mmol次氯酸鈉固體)，利用0.1mol/l氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系ph值在9.5-10，待反應(yīng)至ph值不變化時(shí)加入乙醇終止反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10min，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無cl-存在為止，即得羧基棉纖維；(3)超聲波處理：將所制羧基棉纖維分散于蒸餾水中配成懸浮液，并加入超聲助劑，充分混合，再利用工作頻率20khz、輸出功率600w的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)處理5min，即得羧基棉纖維水溶液；(4)干燥：將上述所得羧基棉纖維水溶液高速離心，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無超聲助劑殘留，低溫烘干，即得高吸濕羧基棉纖維。預(yù)處理液的制備：向150g水中加入2gn-羥甲基丙烯酰胺、1g聚天門冬氨酸和0.1g納米鈦白粉，升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，并以5℃/min的降溫速度降溫至35-40℃，然后加入5g月桂醇硫酸酯鈉、0.1g抗壞血酸磷酸酯鎂和0.05g甘草酸二鉀，攪拌溶解完全后靜置10min，再轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中密封靜置8h，再次升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，自然冷卻至室溫，即得預(yù)處理液。超聲助劑的制備：向2g泊洛沙姆中加入1g聚二甲基二烯丙基氯化銨和0.01g二茂鐵，升溫至115-120℃保溫研磨15min，待自然冷卻至室溫后加入0.5g羥乙基纖維素、0.5g多聚谷氨酸和0.1g小蘇打粉，室溫研磨10min，然后攪拌下向所得混合物中加入55-60℃熱水，待混合物完全溶解后靜置30min，最后將所得混合溶液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得超聲助劑。對照例1(1)選擇性氧化：將10g棉纖維分散于蒸餾水中，再加入1mmol4-乙酰氨基-tempo和10mmol溴化鈉，充分混合后靜置10min，并在攪拌下滴加50％次氯酸鈉溶液(15mmol次氯酸鈉固體)，利用0.1mol/l氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系ph值在9.5-10，待反應(yīng)至ph值不變化時(shí)加入乙醇終止反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10min，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無cl-存在為止，即得羧基棉纖維；(2)超聲波處理：將所制羧基棉纖維分散于蒸餾水中配成懸浮液，并加入超聲助劑，充分混合，再利用工作頻率20khz、輸出功率600w的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)處理5min，即得羧基棉纖維水溶液；(3)干燥：將上述所得羧基棉纖維水溶液高速離心，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無超聲助劑殘留，低溫烘干，即得高吸濕羧基棉纖維。超聲助劑的制備：向2g泊洛沙姆中加入1g聚二甲基二烯丙基氯化銨和0.01g二茂鐵，升溫至115-120℃保溫研磨15min，待自然冷卻至室溫后加入0.5g羥乙基纖維素、0.5g多聚谷氨酸和0.1g小蘇打粉，室溫研磨10min，然后攪拌下向所得混合物中加入55-60℃熱水，待混合物完全溶解后靜置30min，最后將所得混合溶液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得超聲助劑。對照例2(1)棉纖維預(yù)處理：將10g棉纖維浸泡在預(yù)處理液中，8h后抽濾，并用蒸餾水將濾渣洗滌至無預(yù)處理液殘留；(2)選擇性氧化：將經(jīng)預(yù)處理后的棉纖維分散于蒸餾水中，再加入1mmol4-乙酰氨基-tempo和10mmol溴化鈉，充分混合后靜置10min，并在攪拌下滴加50％次氯酸鈉溶液(15mmol次氯酸鈉固體)，利用0.1mol/l氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系ph值在9.5-10，待反應(yīng)至ph值不變化時(shí)加入乙醇終止反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10min，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無cl-存在為止，即得羧基棉纖維；(3)超聲波處理：將所制羧基棉纖維分散于蒸餾水中配成懸浮液，再利用工作頻率20khz、輸出功率600w的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)處理5min，即得羧基棉纖維水溶液；(4)干燥：將上述所得羧基棉纖維水溶液高速離心，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至無超聲助劑殘留，低溫烘干，即得高吸濕羧基棉纖維。預(yù)處理液的制備：向150g水中加入2gn-羥甲基丙烯酰胺、1g聚天門冬氨酸和0.1g納米鈦白粉，升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，并以5℃/min的降溫速度降溫至35-40℃，然后加入5g月桂醇硫酸酯鈉、0.1g抗壞血酸磷酸酯鎂和0.05g甘草酸二鉀，攪拌溶解完全后靜置10min，再轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中密封靜置8h，再次升溫至回流狀態(tài)保溫?cái)嚢?0min，自然冷卻至室溫，即得預(yù)處理液。實(shí)施例3分別測定實(shí)施例1、實(shí)施例2、對照例1、對照例2所制羧基棉纖維的使用性能，并設(shè)置未經(jīng)氧化改性的棉纖維作為對照例3，結(jié)果如表1所示。表1本發(fā)明所制羧基棉纖維的性能項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2對照例1對照例2對照例3羧基含量(mmol/g)0.430.450.380.44-標(biāo)準(zhǔn)回潮率(％)11.111.210.69.88.5濕干斷裂強(qiáng)度比(％)191195178153126標(biāo)準(zhǔn)回潮率測定條件：溫度20±2℃，相對濕度65±2％。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁12