本發(fā)明涉及功能性纖維制備領(lǐng)域，具體涉及一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
人體產(chǎn)生的很多汗液、皮脂、以及其他各種分泌物會(huì)附著在穿著的衣物上，同時(shí)穿著的衣物也會(huì)被環(huán)境中的污物所玷污，在病菌的繁殖和傳遞過程中成為一個(gè)重要的媒體。相對(duì)于自然界中的微生物而言，人類的皮膚是一種很好的營養(yǎng)基。一般情況下，人們皮膚上的一些常駐菌起著保護(hù)皮膚免受病菌危害的作用，然而一旦微生物中的菌群失調(diào)，它們中少量病菌就會(huì)大量繁殖，并通過皮膚、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜對(duì)人體造成危害。所以人們需要能抵抗細(xì)菌的紡織品衣物來滿足健康的要求。
現(xiàn)有粘膠纖維制備工藝為：由纖維素原料提取出純凈的α－纖維素(稱為漿粕)，用燒堿、二硫化碳處理，得到橙黃色的纖維素黃原酸鈉，再溶解在稀氫氧化鈉溶液中，成為粘稠的紡絲原液，稱為粘膠，粘膠經(jīng)過濾、熟成(在一定溫度下放置約18～30h，以降低纖維素黃原酸酯的酯化度)、脫泡后，進(jìn)行濕法紡絲，凝固浴由硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅組成，粘膠中的纖維素黃原酸鈉與凝固浴中的硫酸作用而分解，纖維素再生而析出，所得纖維素纖維經(jīng)水洗、脫硫、漂白、干燥后成為粘膠纖維。
殼寡糖是由殼聚糖解聚制成，是甲殼素、殼聚糖產(chǎn)品的升級(jí)產(chǎn)品。殼寡糖是自然界中唯一帶正電荷陽離子堿性氨基低聚糖，是動(dòng)物性纖維素，具有天然抗菌性。
而普通纖維素纖維具有優(yōu)良的紡織性能，但是纖維本身沒有抗菌、防螨性能。殼寡糖纖維素纖維通過接枝技術(shù)將殼寡糖接枝到纖維素纖維上，這種纖維中含有0.5-10％的殼寡糖，保持了普通纖維良好紡織性能，并且具有抗菌、防螨的功能，滿足人們環(huán)保、保健的需求。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510028848.X的專利申請(qǐng)公開了一種殼寡糖修飾棉纖維的制備工藝，這種工藝需要先制備出預(yù)處理棉纖維；再用環(huán)氧氯丙烷與殼寡糖反應(yīng)，制備出羥丙基殼寡糖；接著，先后用羥丙基殼寡糖和雙縮水甘油醚分別對(duì)預(yù)處理棉纖維進(jìn)行醚化修飾，制備出接枝羥丙基殼寡糖棉纖維的醚化物；最后經(jīng)過焙烤處理，制備出殼寡糖修飾的棉纖維產(chǎn)品，該工藝使殼寡糖與棉纖維以共價(jià)鍵連接，保持了棉纖維原有的主要力學(xué)性能，但這樣的制備工藝是利用粘膠纖維成品或者棉纖維進(jìn)行修飾處理，沒能和前端粘膠纖維制備工藝有機(jī)結(jié)合，使得工藝流程長、工藝復(fù)雜，只能小批量生產(chǎn)，而且粘膠纖維制備工藝與接枝過程均有洗滌、烘干操作，這在操作上出現(xiàn)了重復(fù)，浪費(fèi)水以及能源，造成生產(chǎn)成本高的問題；此外，由于先進(jìn)行紡絲得到粘膠纖維成品或者棉纖維，在接枝過程中，部分纖維素不能與殼寡糖充分接觸，實(shí)際接枝率僅為3.28％～3.5％，接枝率效果提高不明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)工藝流程長、工藝復(fù)雜的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-20％的殼寡糖水溶液，用稀鹽酸調(diào)節(jié)殼寡糖水溶液的pH值至3-4，將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，在攪拌條件下滴加偶聯(lián)劑，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持反應(yīng)4-6小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：將步驟(1)制得的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖占粘膠中甲纖質(zhì)量比的5-15％的比例加入粘膠中，充分混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)8-24小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
進(jìn)一步地，步驟(1)中，偶聯(lián)劑的用量為殼寡糖質(zhì)量比的10-50％，滴加偶聯(lián)劑的時(shí)間為30-60min。
更進(jìn)一步地，步驟(1)中所采用的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或環(huán)氧氯丙烷。
再進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明殼寡糖接枝與前端紡絲工藝有機(jī)結(jié)合，即在紡絲前的制膠過程中即進(jìn)行接枝，大大縮短了工藝流程，簡化了工藝，方法簡便、易于規(guī)模化生產(chǎn)；
(2)僅須在紡絲后進(jìn)行洗滌、烘干操作，將能耗以及水耗縮短至原來的一半，大大降低了生產(chǎn)成本；
(3)僅在步驟(3)中產(chǎn)生污水、廢料，故而污水處理以及廢料回收集中、方便；
(4)粘膠與殼寡糖預(yù)處理液相互混溶，使得纖維素與接枝殼寡糖之間的接觸面積大大增加，有效提高接枝率至5％以上；
(5)采用本發(fā)明生產(chǎn)的殼寡糖纖維素纖維具有抑菌、防臭、驅(qū)螨等保健功能；并且存在吸濕透氣好、易染色、手感柔軟、滑爽、懸垂性好、穿著舒適等諸多優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品還可自然降解，符合環(huán)保要求；具有優(yōu)良的可紡性，既可純紡，也可與棉、合成纖維混紡(或交織)，適用于各種保健紡織品的加工，廣泛運(yùn)用于內(nèi)衣褲、運(yùn)動(dòng)員服裝、嬰兒服裝、各種鞋襪、各種時(shí)裝、賓館飯店或家用床單、被褥、毛巾、浴巾、醫(yī)用無紡布、紗布、醫(yī)護(hù)工作服和其他相關(guān)生活用品。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入7Kg的殼寡糖，充分溶解后用稀鹽酸將殼寡糖水溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-4，然后將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，維持體系溫度60-80℃在攪拌條件下于30～60min內(nèi)在體系中滴加2Lγ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持體系溫度90-110℃反應(yīng)4小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進(jìn)入熟成中間桶之前，用注射系統(tǒng)將步驟(1)配制的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖預(yù)處理液與粘膠中甲纖重量8％的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)8小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
本實(shí)施例在粘膠接枝處理過程中，由于粘膠與殼寡糖預(yù)處理液均為液相，兩者能夠相互混溶，進(jìn)而使得纖維素與接枝殼寡糖之間的接觸面積大大增加，能有效提高接枝率至5％以上。
本實(shí)施例在紡絲前的制膠過程中即進(jìn)行接枝，省去了現(xiàn)有技術(shù)接枝后的洗滌、烘干操作，從而大大縮短了工藝流程，簡化了工藝，方法簡便、易于規(guī)?；a(chǎn)。
實(shí)施例2
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入7Kg的殼寡糖，充分溶解后用稀鹽酸將殼寡糖水溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-4，然后將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，維持體系溫度60-80℃在攪拌條件下于30～60min內(nèi)在體系中滴加2L環(huán)氧氯丙烷，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持體系溫度90-110℃反應(yīng)4小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進(jìn)入熟成中間桶之前，用注射系統(tǒng)將步驟(1)配制的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖預(yù)處理液與粘膠中甲纖重量8％的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)12小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
實(shí)施例3
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入7Kg的殼寡糖，充分溶解后用稀鹽酸將殼寡糖水溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-4，然后將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，維持體系溫度60-80℃在攪拌條件下于30～60min內(nèi)在體系中滴加2Lγ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持體系溫度90-110℃反應(yīng)4小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進(jìn)入熟成中間桶之前，用注射系統(tǒng)將步驟(1)配制的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖預(yù)處理液與粘膠中甲纖重量8％的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)16小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
實(shí)施例4
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入7Kg的殼寡糖，充分溶解后用稀鹽酸將殼寡糖水溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-4，然后將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，維持體系溫度60-80℃在攪拌條件下于30～60min內(nèi)在體系中滴加2Lγ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持體系溫度90-110℃反應(yīng)6小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進(jìn)入熟成中間桶之前，用注射系統(tǒng)將步驟(1)配制的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖預(yù)處理液與粘膠中甲纖重量8％的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)20小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
實(shí)施例5
一種殼寡糖纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備殼寡糖預(yù)處理液：向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入7Kg的殼寡糖，充分溶解后用稀鹽酸將殼寡糖水溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-4，然后將殼寡糖水溶液加熱至60-80℃，維持體系溫度60-80℃在攪拌條件下于30～60min內(nèi)在體系中滴加2Lγ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至90-110℃，維持體系溫度90-110℃反應(yīng)6小時(shí)后用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值至9-11即得到殼寡糖預(yù)處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進(jìn)入熟成中間桶之前，用注射系統(tǒng)將步驟(1)配制的殼寡糖預(yù)處理液按照殼寡糖預(yù)處理液與粘膠中甲纖重量8％的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)24小時(shí)得到殼寡糖預(yù)接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的殼寡糖預(yù)接枝粘膠直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得到殼寡糖纖維素纖維。
實(shí)施例6
本發(fā)明提供的制備方法制得的殼寡糖纖維素纖維的對(duì)比測(cè)試試驗(yàn)：
(1)將即將進(jìn)入熟成中間桶的同一批粘膠分為A、B、C、D、E、F六組；
(2)A、B、C、D、E五組分別采用實(shí)施例1-5所述的方法進(jìn)行粘膠接枝處理；F組的粘膠直接進(jìn)入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，維持反應(yīng)8小時(shí)得到熟成后的粘膠；
(3)將六組熟成后的粘膠分別直接進(jìn)行紡絲、洗滌、烘干即得六組纖維素纖維，對(duì)六組纖維素纖維進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)測(cè)試，多次測(cè)試取均值后具體參數(shù)對(duì)比情況如表1：
表1殼寡糖纖維素纖維的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
通過上表可知，實(shí)驗(yàn)組六組纖維素纖維的纖度、干斷裂強(qiáng)度以及濕斷裂強(qiáng)度相差不大，幾乎一致，但是A、B、C、D、E五組表現(xiàn)了出優(yōu)異的抗菌性能，且硅烷偶聯(lián)劑或環(huán)氧氯丙烷的使用對(duì)殼寡糖含量的影響較小，接枝處理的時(shí)間在8小時(shí)以后對(duì)殼寡糖含量有影響但很小，為保證經(jīng)濟(jì)效益，8小時(shí)的接枝時(shí)間較為適宜。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本申請(qǐng)保護(hù)范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。