[发明专利]一种用等离子体处理提高木棉纤维吸水性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维表面改性方法，尤其是涉及一种用等离子体处理提高木棉纤维吸水性的方法。

背景技术

木棉纤维是目前唯一未在服饰领域上得到大量开发与应用的天然非棉纤维，原因一是其长度短、强度低、抱合性差和缺乏弹性而难以单独纺纱；二是木棉纤维的染色上存在上染率低，可用染料品种少等染色上的缺陷。

木棉纤维具有中空结构，其中空度达90％，是所有纤维(包括天然及合成纤维)中最高的，因此，木棉纤维具有保温、隔热、浮力强等特点。在崇尚天然、环保面料的今天，对木棉纤维在服饰领域上的开发利用显得相当重要。经有关学者专家研究，木棉纤维的纺纱技术得到了解决，但木棉纤维染色性能差的缺陷除本课题组相关人员，国内外研究甚少，未见有报道。

导致木棉纤维染色性能差的原因之一是：木棉纤维虽然与棉、麻等同属纤维素纤维，棉、麻等纤维素纤维有极好的亲水性，而木棉纤维却是疏水性纤维，木棉纤维的疏水表面使得染液不能很好地润湿纤维，染料也难以通过染液上染并渗透到纤维内部，从而导致了木棉纤维存在上染率不高并且深色效应差的染色缺陷。

木棉纤维疏水的原因：

1、与其组成和结构有关。木棉纤维的纤维素含量低于棉纤维，且含有木质素与半纤维素，木棉纤维与棉纤维、苎麻纤维、的主要化学成分比较见下表：

表1木棉纤维与棉纤维、苎麻纤维、亚麻纤维以及剑麻纤维的化学成分比较

由表可知木棉纤维与天然棉纤维、麻类纤维等纤维素纤维化学组成相似，但比例却存在着明显的差异。主要表现在以下几点：

(1)棉纤维的纤维素含量大于90％，麻类纤维的纤维素含量在70％以上而木棉纤维中的纤维素含量仅为棉纤维的一半左右。

(2)上述五种纤维中木棉纤维的半纤维素含量最高，在20％以上，麻类纤维的半纤维素含量在15％左右，而棉纤维的半纤维素含量只有6％左右。

(3)上述五种纤维中木棉纤维的木质素含量最高，在20％左右，其它四种纤维素纤维的木质素含量较低，其中天然棉纤维中几乎不含木质素。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，富含羟基，可与水以氢键结合，从而赋予棉、麻等纤维素纤维良好的亲水性。木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子，它与纤维素、半纤维素共同组成植物骨架的主要成分。木棉纤维的木质素主要由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素成，分子结构为：

木质素中含有甲氧基，降低了纤维和水分子的结合能力。

2、与其表面形态有关。木棉纤维表面光滑，纵向外观呈圆柱形，因此水不易润湿纤维。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可极大提高木棉纤维的吸水性能，从而改善木棉纤维的染色性能的用等离子体处理提高木棉纤维吸水性的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用等离子体处理提高木棉纤维吸水性的方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将木棉纤维依次进行煮练处理、水洗、H₂O₂漂白处理、水洗并烘干；

(2)精梳：将经过前处理的木棉纤维置于AS181A梳棉试验机上精梳1-2道；

(3)等离子体处理：将精梳后的木棉纤维排列整齐并铺成一层，然后控制等离子体的电压为9.5-14kV，对木棉纤维处理10-60s。

作为优选的实施方式，等离子体对木棉纤维进行处理时，控制等离子极板之间的间距为1-7mm。

作为更加优选的实施方式，所述的等离子极板之间的间距优选3-4mm。

作为优选的实施方式，步骤(3)中等离子体的电压优选12.0-13.5kV，对木棉纤维处理30-40s。

作为优选的实施方式，步骤(1)中所述的煮练处理采用浓度为10g/L的NaOH溶液，控制温度为90℃将木棉纤维煮练1～2次。

作为优选的实施方式，步骤(1)中所述的水洗采用50℃的温水对木棉纤维清洗两次，然后用冷水再进行充分水洗。

作为优选的实施方式，步骤(1)中所述的H₂O₂漂白处理采用浓度为6g/L的H₂O₂，调节pH值为10.5-11，控制温度为90℃对木棉纤维漂白1-2次。

采用本发明工艺，具有以下优点：