本發(fā)明涉及纖維材料制造領域，具體涉及一種生物質纖維素/高聚物復合纖維的制備方法。
背景技術：
資源和環(huán)境問題是人類在21世紀面臨的最主要的挑戰(zhàn)。隨著世界人口迅速增長，全球對纖維的需求日益增加，聯(lián)合國預測2050年全球紡織纖維使用量將達到2.53億噸。目前，年產量巨大的合成纖維是以石油為原料制備得到的，能源的過度消耗使石油資源日漸枯竭。聯(lián)合國預測,到2050年全球的石油資源將全面枯竭。2015年，全國化纖的產量為5000萬噸。這些無法降解的聚合物，一方面消耗著日益緊缺的石油資源，一方面成為污染源，破壞生態(tài)環(huán)境。“十三五”期間，中國化纖產量的年均增速目標將由“十二五”期間的9.2％調整為3.6％。開發(fā)利用新型生物質纖維，逐漸取代以石油為原料生產的化纖，是時代對我們的要求。
生物資源是可再生性資源，地球上每年光合作用的產物高達1.5×1011-2.0×1011t，其中90％以上為木質纖維素類物質，是地球上最豐富、最廉價的可再生資源。中國擁有著極其豐富的農副產品和野生植物資源，其中農業(yè)植物生物質資源每年就能達到大約11000萬噸。目前，這部分資源尚未得到充分的開發(fā)利用，主要用于燃料，畜牧飼料與堆肥，不僅利用率低，還對土壤、水體以及大氣造成一定的污染。
除棉、麻等少數生物質纖維被用于紡制紗線外，絕大多數的生物質纖維由于纖維直徑的離散性大，單根纖維的長度短無法滿足紡紗對材料的要求。人類從未停止過對于新型纖維素纖維的探索，對桑皮纖維、蓮絲纖維、絲瓜纖維、柳絮纖維以及木棉纖維等都進行了一定的研究。然而幾乎所有的研究結果均表明，這些新型纖維的單纖維長度甚至不足1cm，與傳統(tǒng)紡紗對于纖維長度的最低需求都有較大的差距。尋找生物質纖維素纖維紡絲的新方法，突破短纖維無法紡紗的瓶頸，能大大減少對生物質纖維這類綠色純天然資源的浪費，緩解環(huán)境污染，滿足人們對于纖維素纖維日益增長的需求。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種生物質纖維素/高聚物復合纖維的制備方法，用于提供一種方法，解決現有技術中可利用的棕櫚生物質纖維較少，造成原材料浪費的問題；一定程度上解決高聚物紡制的化纖不易降解造成環(huán)境污染的缺陷；提供一種新的紗線紡制的模式，為紡織品的多樣性提供新型原料。
為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下的技術方案：一種生物質纖維素/高聚物復合纖維的制備方法，包括以下步驟：
(1)使用酸處理、堿處理、酸堿聯(lián)合處理以及生物酶處理生物質纖維原料，得到單根生物質纖維；
(2)單根生物質纖維和聚合物在105-135℃環(huán)境中烘燥至恒重；
(3)將干燥的生物質纖維與聚合物混合均勻；
(4)將混有單根生物質纖維的聚合物投入熔融紡絲機中，在220-℃260℃的溫度下紡絲。
優(yōu)選的，步驟(1)中，采用高速離心機或超高速離心機或攪拌機處理脫膠后的纖維，使所述纖維分散成單根生物質纖維。
優(yōu)選的，步驟(3)中，所述生物質纖維的比重小于10％時，所述生物質纖維與所述聚合物通過螺桿擠出混合，所述生物質纖維的比重大于10％時，所述生物質纖維與所述聚合物通過雙滾混料的方式進行混合。
優(yōu)選的，步驟(3)中，所述生物質纖維的比重為5％-60％。
優(yōu)選的，步驟(4)中，所述復合纖維材料的紡制速度為1000-3000m/min。
優(yōu)選的，步驟(4)中，所述復合纖維材料的牽伸倍數為2-5倍。
優(yōu)選的，步驟(4)中，所述單根生物質纖維和所述聚合物投入造粒機中，制備成母粒，再將所述母粒投入熔融紡絲機中。
由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現有技術相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明公開的生物質纖維素/高聚物復合纖維的制備方法，混合以及紡絲的過程對纖維破壞小，對于有空腔的生物質纖維能保有其中空結構，不破壞其完整結構，制備出的生物質纖維素/高聚物復合纖維，兼具纖維素纖維良好的熱濕舒適性能、生物降解性能和高聚物良好的機械性能。可以通過機織或者針織的方式加工處理 制備新型生物質纖維素/高聚物復合面料，兼具纖維素纖維良好的熱濕舒適性能以及高聚物良好的機械性能。嵌入的生物質材料能在自然環(huán)境中快速降解，使高聚物快速轉變?yōu)榉勰顟B(tài)，加速高聚物的降解，保護環(huán)境，是一種新型的綠色環(huán)保功能性材料。
具體實施方式
下面通過實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例一
一種棕櫚/聚丙烯(PP)復合纖維的制備方法：
以生物質纖維中的一種棕櫚纖維為原料制備生物質纖維素/高聚物復合纖維。
第一步，將棕櫚纖維在流水下洗凈，除去表面粘附的未脫落的薄壁細胞，自然晾干；
第二步，將棕櫚纖維切斷成短纖維，將質量分數為2.4％的氫氧化鈉以及質量分數為3.1％的雙氧水溶解在水中，按浴比1:30投入棕櫚纖維，在70℃的條件下處理5h左右，直至纖維變成白色漂浮在溶液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾，反復洗滌直至中性，采用60℃烘燥，制得棕櫚纖維中空原纖；
第三步，將200g棕櫚原纖與300g聚丙烯在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為150℃；
第四步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。
采用以上方法制成的棕櫚/PP復合纖維材料，有一定的吸濕性，公定回潮率為6％。
實施例二
一種棕櫚/聚酯(PET)復合纖維的制備方法：
第一步，將棕櫚纖維在流水下洗凈，除去表面粘附的未脫落的薄壁細胞，自然晾干；
第二步，將棕櫚纖維切斷成短纖維，乙酸濃度為120mL/L、H2O2濃度為120mL/L、浴比為1:125、反應溫度為90℃、反應時間為6h，直至纖維變成白色 漂浮在溶液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾，反復洗滌直至中性，采用60℃烘燥，制得棕櫚纖維中空原纖；
第三步，將200g棕櫚原纖與300g聚酯切片在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為220℃；
第四步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。
采用以上方法制成的棕櫚/PET復合纖維，棕櫚單根纖維均勻的分布在PET中，生物質纖維仍保有其天然纖維的外觀形貌以及中空結構。有一定的吸濕性，公定回潮率為6.2％，有一定的吸聲性能。
實施例三
一種竹漿/PP復合纖維的制備方法：
第一步，將竹材在流水下洗凈，除去表面粘附的灰塵等雜質，自然晾干；
第二步，將竹材切斷成長度小于1cm、厚度小于0.3mm的小片，將質量分數為2.4％的氫氧化鈉以及質量分數為3.1％的雙氧水溶解在水中，按浴比1:30投入竹材，在70℃的條件下處理10h左右，直至纖維變成白色漂浮在溶液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾，反復洗滌直至中性，采用60℃烘燥，制得竹漿纖維；
第三步，將200g棕櫚原纖與300g聚丙烯切片在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為160℃；
第四步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。
采用以上方法制成的竹漿/PP復合纖維具有較好的舒適性能和吸濕性能，有一定的抑菌性能，竹漿纖維在聚丙烯中均勻分布。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種生物質纖維素/高聚物復合纖維的制備方法，得到嵌段式生物質纖維/高聚物復合纖維材料。制備出的生物質纖維素/高聚物復合纖維，兼具纖維素纖維良好的吸濕性能、舒適性能以及高聚物良好的機械性能。嵌入的生物質材料能在自然環(huán)境中快速降解，使高聚物快速轉變?yōu)榉勰顟B(tài)，加速高聚物的降解，保護環(huán)境。將生物質纖維與高聚物有效的結合，紡制出一種新型的紗線，對生物質纖維的利用開拓了一條嶄新的道路。
以上為對本發(fā)明實施例的描述，通過對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。