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一种耐磨纤维的制备方法

阅读:59发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种耐磨纤维的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种耐磨 棉 纤维 的制备方法,属于纺织材料制备技术领域。本 申请 首先以稻壳为原料,并对稻壳进行超声清洗,去除稻壳表面浮尘等杂质,再将清洗浮尘后的稻壳用 硝酸 溶液蒸煮,随后 热解 得到具有稻壳遗态结构的 二 氧 化 硅 颗粒,接着本发明以普通棉麻纤维为原料,将棉麻纤维和多聚 磷酸 钠、硝酸镍以及 碱 液混合,进行高温碱煮,得到预处理棉麻纤维,最后,本发明将自制稻壳基 二氧化硅 和 水 混合后制成浸渍液,将预处理后的棉麻纤维和浸渍液共混后进行高温反应,得到耐磨棉纤维,本发明制得的耐磨棉纤维具有极佳的抗磨性能,应用前景广阔。,下面是一种耐磨纤维的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种耐磨纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)稻壳基的制备;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
(3)耐磨棉纤维的制备。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)稻壳基二氧化硅的制备:
将稻壳和去离子混合后倒入超声清洗仪中,超声清洗1~3遍,清洗完成后放入烘箱,烘干,得到预处理稻壳;
将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,加热2~3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温热处理10~20min,再加热升温,保温热解9~10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入氢氧化钠溶液和多聚磷酸钠溶液以及硝酸镍,搅拌混合得到混合液
将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理2~3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,干燥1~2h后得到预处理棉麻纤维;
(3)耐磨棉纤维的制备;
将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10~15min,得到混合液,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,搅拌反应1~2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)稻壳基二氧化硅的制备:
将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以200~300W的功率超声清洗1~3遍,清洗完成后放入烘箱,在105~110℃下烘干,得到预处理稻壳;
将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在100~105℃下加热2~3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温热处理10~20min,再加热升温,保温热解9~10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量8~10倍的质量分数为
10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量1~2倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理2~3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在70~80℃下干燥1~2h后得到预处理棉麻纤维;
(3)耐磨棉纤维的制备;
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10~15min,得到混合液,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温搅拌反应1~2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
4.根据权利要求2或3中所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:稻壳基二氧化硅的制备步骤中,先加热升温热处理的温度为300~350℃,再加热升温保温热解的温度为500~600℃。
5.根据权利要求2或3中所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:所述预处理棉麻纤维的制备步骤中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理的温度为160~180℃。
6.根据权利要求2或3中所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:耐磨棉纤维的制备步骤中,将预处理棉麻纤维完全浸入混合液中的浴比1:8~1:15。
7.根据权利要求2或3中所述的一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:耐磨棉纤维的制备步骤中,加热升温搅拌反应的温度为120~150℃。

说明书全文

一种耐磨纤维的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种耐磨棉纤维的制备方法,属于纺织材料制备技术领域。

背景技术

[0002] 自二十世纪五十年代起,随着现代化的推进出现了化纤等合成纤维,仿真丝、仿毛、仿麻等高性能纤维越来越受到人们的青睐;天丝、香蕉纤维、大豆纤维等一些绿色环保纤维的诞生,棉纺产品的应用和发展也曾遭受巨大的冲击。但随着人们生活平的提高和环境保护意识的增强,棉纺产品以其穿着舒适性、可透气性和可生物降解和再生性等优良特性而受到人们的追捧,这也促进了棉纺品的再次发展。
[0003] 天然棉纤维自身具有吸湿性、柔软性、舒适性、保暖性、环保性等优秀的服用性能,使棉纺织品经久不衰,在众多产品中独占鳌头,将持续在纺织纤维材料方面发挥其不可替代的作用。然而,棉纤维的缺点如抗皱性差、不耐用、容易发霉、应用简单等也不可小觑,为了最大化的使棉纤维潜在的功能发挥出来,棉纤维的改性是人们近些年来研究的重大方向,并取得了一定的进展。
[0004] 棉纤维是用来制作服装的材料,棉纤维种类繁多,用来制作服装的棉纤维大多具有穿着 舒适、吸汗透气等特点。随着人们对健康和运动的重视程度越来越高,日常的衣物磨损也逐 渐加剧;特别是一些热爱健身、户外运动的消费者,他们对于衣物棉纤维的耐磨性的要求越来 越高。
[0005] 但是,目前的耐磨棉织物包括经纱纬纱交织而成的基布,这种结构的面料透气性差, 不具有弹性,易损坏。尤其是裤子的面料,不仅耐磨性不理想,较易出现磨损的情况,导致耐 用性不理想,而且还容易出现褶皱,影响使用。
[0006] 现有的衣物棉纤维存在着耐磨性不理想、 耐用性不理想和较易褶皱的问题。
[0007] 因此,发明一种耐磨的新型棉纤维对纺织材料制备技术领域具有积极的意义。

发明内容

[0008] 本发明主要解决的技术问题,针对目前现有的衣物棉纤维存在着耐磨性不理想、 耐用性不理想的问题,提供了一种耐磨棉纤维的制备方法。
[0009] 为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)稻壳基的制备;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
(3)耐磨棉纤维的制备。
[0010] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)稻壳基二氧化硅的制备:
将稻壳和去离子水混合后倒入超声清洗仪中,超声清洗1~3遍,清洗完成后放入烘箱,烘干,得到预处理稻壳;
将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,加热2~3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温热处理10~20min,再加热升温,保温热解9~10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入氢氧化钠溶液和多聚磷酸钠溶液以及硝酸镍,搅拌混合得到混合液
将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理2~3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,干燥1~2h后得到预处理棉麻纤维;
(3)耐磨棉纤维的制备;
将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10~15min,得到混合液,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,搅拌反应1~2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0011] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)稻壳基二氧化硅的制备:
将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以200~300W的功率超声清洗1~3遍,清洗完成后放入烘箱,在105~110℃下烘干,得到预处理稻壳;
将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在100~105℃下加热2~3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温热处理10~20min,再加热升温,保温热解9~10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅;
(2)预处理棉麻纤维的制备;
称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量8~10倍的质量分数为
10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量1~2倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理2~3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在70~80℃下干燥1~2h后得到预处理棉麻纤维;
(3)耐磨棉纤维的制备;
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10~15min,得到混合液,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温搅拌反应1~2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0012] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:稻壳基二氧化硅的制备步骤中,先加热升温热处理的温度为300~350℃,再加热升温保温热解的温度为500~600℃。
[0013] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:所述预处理棉麻纤维的制备步骤中,密封反应釜后加热升温,保温蒸煮处理的温度为160~180℃。
[0014] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:耐磨棉纤维的制备步骤中,将预处理棉麻纤维完全浸入混合液中的浴比1:8~1:15。
[0015] 一种耐磨棉纤维的制备方法,其特征在于:耐磨棉纤维的制备步骤中,加热升温搅拌反应的温度为120~150℃。
[0016] 本发明的有益技术效果是:本申请首先以稻壳为原料,并对稻壳进行超声清洗,去除稻壳表面浮尘等杂质,再将清洗浮尘后的稻壳用硝酸溶液蒸煮,以除去稻壳中的一些杂质离子,提高二氧化硅颗粒的纯度,而且稻壳的酸处理破坏了稻壳的组织结构,使其孔隙结构变大,在相同的时间里,酸煮后的稻壳可以热解的更加充分,随后热解得到具有稻壳遗态结构的二氧化硅颗粒,本发明在特定温度和时间下热解得到的稻壳基二氧化硅由于具有稻壳的遗态结构,因此其表面粗糙度高,吸附活性强,并且表面富含活性硅羟基,接着本发明以普通棉麻纤维为原料,将棉麻纤维和多聚磷酸钠、硝酸镍以及液混合,进行高温碱煮,在碱煮的过程中,多聚磷酸钠溶液能够整合棉麻纤维素周围溶液的金属镍离子,并能与棉麻纤维素中羟基结合,填补棉麻纤维粗糙部位的间隙,改善棉麻纤维毛糙感,减少短绒的产生,并且经过金属离子填充后的棉麻纤维机械强度提高,耐磨性得到显著提高,最后,本发明将自制稻壳基二氧化硅和水混合后制成浸渍液,将预处理后的棉麻纤维和浸渍液共混后进行高温反应,通过高温使得稻壳基二氧化硅表面的硅羟基和预处理棉麻纤维表面的羟基实现脱水缩合或者产生其他化学结合,使得稻壳基二氧化硅附着在纤维表面,首先,棉麻纤维表面附着的二氧化硅本身机械强度高,可以初步提高棉麻纤维的耐磨性,其次二氧化硅可以作为柔软粒子,当棉麻纤维和其他界面发生相对运动时,纤维表面的稻壳基二氧化硅发生挤压、变性和滑滚等微观运动,降低纤维间的摩擦系数,防止纤维内能损耗,再一次提高了纤维的耐磨性,具有广阔的应用前景。

具体实施方式

[0017] 预处理稻壳的制备:将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以200~300W的功率超声清洗1~3遍,清洗完成后放入烘箱,在105~110℃下烘干,得到预处理稻壳;
稻壳基二氧化硅的制备:
(1)将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在100~105℃下加热2~3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
(2)将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温至300~350℃热处理10~20min,再加热升温至500~600℃,保温热解9~10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅,备用;
预处理棉麻纤维的制备:
(1)称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量8~10倍的质量分数为10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量1~2倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
(2)将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温至160~180℃,保温蒸煮处理2~3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在70~80℃下干燥1~2h后得到预处理棉麻纤维;
耐磨棉纤维的制备:
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10~15min,得到混合液,随后按浴比
1:8~1:15,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温至120~150℃,搅拌反应1~2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0018] 实例1预处理稻壳的制备:
将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以200W的功率超声清洗1遍,清洗完成后放入烘箱,在105℃下烘干,得到预处理稻壳;
稻壳基二氧化硅的制备:
(1)将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在100℃下加热2h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
(2)将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温至300℃热处理10min,再加热升温至500℃,保温热解9h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅,备用;
预处理棉麻纤维的制备:
(1)称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量8倍的质量分数为
10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量1倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
(2)将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温至160℃,保温蒸煮处理
2h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在70℃下干燥1h后得到预处理棉麻纤维;
耐磨棉纤维的制备:
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合10min,得到混合液,随后按浴比1:8,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温至120℃,搅拌反应1h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0019] 实例2预处理稻壳的制备:
将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以250W的功率超声清洗2遍,清洗完成后放入烘箱,在108℃下烘干,得到预处理稻壳;
稻壳基二氧化硅的制备:
(1)将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在103℃下加热3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
(2)将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温至330℃热处理15min,再加热升温至550℃,保温热解9h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅,备用;
预处理棉麻纤维的制备:
(1)称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量9倍的质量分数为
10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量2倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
(2)将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温至170℃,保温蒸煮处理
3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在75℃下干燥2h后得到预处理棉麻纤维;
耐磨棉纤维的制备:
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合13min,得到混合液,随后按浴比1:10,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温至140℃,搅拌反应2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0020] 实例3预处理稻壳的制备:
将稻壳和去离子水按质量比为1:8混合后倒入超声清洗仪中,以300W的功率超声清洗3遍,清洗完成后放入烘箱,在110℃下烘干,得到预处理稻壳;
稻壳基二氧化硅的制备:
(1)将上述预处理稻壳和质量分数为10%的硝酸溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯,再将烧杯放入恒温油浴锅中,在105℃下加热3h,加热过程中用玻璃棒持续搅拌,搅拌结束后过滤分离得到滤渣;
(2)将上述得到滤渣放入热解炉中,在氮气保护下先加热升温至350℃热处理20min,再加热升温至600℃,保温热解10h,热解结束后出料,得到稻壳基二氧化硅,备用;
预处理棉麻纤维的制备:
(1)称取棉麻纤维放入反应釜中,再向反应釜中加入棉麻纤维质量10倍的质量分数为
10%氢氧化钠溶液和棉麻纤维质量2倍的质量分数为5%的多聚磷酸钠溶液以及棉麻纤维质量5%的硝酸镍,搅拌混合得到混合液;
(2)将上述混合液移入高温反应釜中,密封反应釜后加热升温至180℃,保温蒸煮处理
3h,保温蒸煮处理结束后,过滤分离得到蒸煮滤渣,将蒸煮滤渣放入烘箱,在80℃下干燥2h后得到预处理棉麻纤维;
耐磨棉纤维的制备:
按质量比1:15,将稻壳基二氧化硅与水搅拌混合15min,得到混合液,随后按浴比1:15,将上述预处理棉麻纤维完全浸入混合液中,加热升温至150℃,搅拌反应2h后出料,自然晾干后即得耐磨棉纤维。
[0021] 对比例1:制备方法和本发明的实例1的制备方法基本一致,唯一不同的是不用本发明制备的稻壳基二氧化硅制成混合液对预处理棉麻纤维进行浸渍反应,其他步骤相同;对比例2:制备方法和本发明的实例1的制备方法基本一致,唯一不同的是用普通的棉麻纤维代替本发明制得的预处理棉麻纤维,其他制备步骤都和实施例1中的步骤一样;
分别对本发明制得的耐磨棉纤维和对比例中制得的预处理棉麻纤维进行性能检测,检测结果如表1所示:
检测方法:
耐磨性测试:
参照GB/T 21196.2—2007《丁代尔法织物耐磨性的测定第2部分:试样破损的测定》以及GB/T 21196.4—2007《马丁代尔法织物耐磨性的测定第4部分:外观变化的评定》在标准三级大气压下,采用YG401型平磨仪,其中,加压重锤250g,240粒/cm2砂纸,转数300。采用TG328A分析天平称取磨前与磨后的质量和厚度差,计算质量和厚度损失率。
[0022] 表1 性能检测结果:检测项目 实例1 实例2 实例3 对比例1 对比例2
耐磨测试前质量(g) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
耐磨测试后质量(g) 0.91 0.93 0.94 0.85 0.83
磨损质量损失率(%) 9% 7% 6% 15% 17%
由上表中检测数据可以看出,本发明的对比例1中由于没有用本发明制备的稻壳基二氧化硅制成混合液对预处理棉麻纤维进行浸渍反应,所以磨损质量损失率变大,对比例2中由于用普通的棉麻纤维代替本发明制得的预处理棉麻纤维,所以最后的磨损质量损失也变大了,从而能够看出,本发明制得的稻壳基二氧化硅和预处理棉麻纤维的使用,的确提高了本发明棉麻纤维的抗磨性能,具有广阔的应用前景。
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