本發(fā)明涉及一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球，具體涉及一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球及其制備方法與應(yīng)用，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

天然纖維在紡織材料領(lǐng)域扮演了非常重要的角色，鑒于其獨(dú)特的性能，其作為高品質(zhì)紡織材料已經(jīng)在現(xiàn)代紡織工業(yè)廣泛應(yīng)用。然而，由于紡紗技術(shù)的局限和特定要求，并非所有的纖維都可用于紡紗，特別是紗的混紡。苧麻纖維的強(qiáng)度高，柔軟性差，它與其它天然纖維混紡時(shí)，難度較大。然而，在諸多天然纖維中，苧麻纖維具有其它纖維無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其具有優(yōu)異的透氣性，因此，苧麻纖維是理想的夏季高級(jí)服裝面料。

為了使其它天然纖維具有苧麻纖維優(yōu)異的透氣性，本申請(qǐng)擬將苧麻纖維制成具有反應(yīng)活性的微球，通過(guò)苧麻纖維微球與其它天然纖維織物(如：棉織物)進(jìn)行接枝改性，使其它天然纖維織物具有苧麻纖維的優(yōu)異透氣性。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已有一些專(zhuān)利涉及相關(guān)天然纖維的乳液和粉末的制備，例如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺篶n94115873.x，申請(qǐng)日：1994.09.16)提出了一種用化學(xué)處理、粉碎、過(guò)濾、低溫干燥等方法處理棉和麻纖維，制備平均尺度在2.5-10nm范圍的纖維素粉。該方法制備的纖維素粉不具有化學(xué)反應(yīng)活性，不能與其他天然纖維進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，其使用范圍受到很大的局限性。又如，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺?00410045621.8，申請(qǐng)日：2004.05.07)提出以堿性催化水解的方法處理羊毛，制備其蛋白乳液，對(duì)其進(jìn)一步進(jìn)行分散而得到納米蛋白質(zhì)乳液或干粉。該蛋白質(zhì)乳液或干粉可用于處理織物，處理后的織物在各項(xiàng)性能如保暖系數(shù)及紅外熱保護(hù)上表現(xiàn)優(yōu)異，但是，處理織物的方法是將織物浸泡在蛋白質(zhì)乳液中形成蛋白質(zhì)涂層；這種處理方法不是化學(xué)方法，在后期的水洗中，蛋白質(zhì)涂層容易脫落，從而喪失原有的性能。

有鑒于此，本發(fā)明提出一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，提供一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明所述的苧麻纖維微球具有反應(yīng)活性，可以與棉、羊毛和尼龍等天然纖維或合成纖維以化學(xué)鍵的方式相結(jié)合，從而顯著改善其他纖維的透氣性能；該具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球的制備方法簡(jiǎn)單且綠色環(huán)保，主要原料苧麻價(jià)格低廉，可再生。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球，所述具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球具有二氯均三嗪基團(tuán)。

一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球的制備方法，包括以下步驟：

(1)三醋酸苧麻纖維的制備：將苧麻纖維在冰醋酸中溶脹2-4h，然后將其溶于乙酸酐和乙酸的混合溶液中，向體系中滴加硫酸，在55℃下反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后，用無(wú)水醋酸鎂中和體系中的硫酸至ph為7-8，然后將上述反應(yīng)物倒入蒸餾水中沉淀出三醋酸苧麻纖維，最后將所得三醋酸苧麻纖維多次離心沖洗至中性，再真空干燥；

(2)苧麻纖維乳液的制備：將步驟(1)所得的干燥三醋酸纖維溶于二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入司盤(pán)80，攪拌混合均勻，將上述混合液加入到十二烷基磺酸鈉的水溶液中，得到水包油乳液；

(3)苧麻纖維微球的制備：控制條件緩慢蒸發(fā)步驟(2)所得的水包油乳液中的二氯甲烷，蒸發(fā)6h，將蒸發(fā)剩余物進(jìn)行離心分離得到苧麻纖維微球，用蒸餾水沖洗所得苧麻纖維微球以除去其中的十二烷基磺酸鈉，然后再用乙醇多次清洗以除去司盤(pán)80，最后真空干燥，得到純凈的苧麻纖維微球；

(4)苧麻纖維微球的接枝反應(yīng)：將三聚氰氯和碳酸鉀溶解在四氫呋喃中得到混合溶液，然后將上述混合溶液滴加到溶解了步驟(3)所得的苧麻纖維微球的四氫呋喃中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌，最后過(guò)濾、洗滌、干燥，得到具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球。

進(jìn)一步的，步驟(1)中乙酸酐和乙酸的體積比為1:1，硫酸的用量為乙酸酐和乙酸總體積的1.0％。

進(jìn)一步的，步驟(2)中三醋酸苧麻纖維、司盤(pán)80的重量比為0.3：0.375，二氯甲烷、十二烷基磺酸鈉水溶液的體積比為1：5；十二烷基磺酸鈉水溶液中十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75％。

進(jìn)一步的，步驟(3)中用蒸餾水沖洗苧麻纖維微球以除去十二烷基磺酸鈉的具體方法為：用70℃以上熱蒸餾水沖洗苧麻纖維微球，然后在離心機(jī)上以12000r/min離心分離10min，重復(fù)沖洗8-10次；步驟(3)中用乙醇沖洗苧麻纖維微球以除去司盤(pán)80的具體方法為：用60-70℃的乙醇沖洗，在離心機(jī)上以12000r/min離心分離10min，重復(fù)沖洗5次。

進(jìn)一步的，步驟(4)中按重量比計(jì)算，三聚氰氯：步驟(3)所得的苧麻纖維微球：碳酸鉀＝0.74：2：1。

一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球的應(yīng)用，用所述具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球處理紡織物，以改善紡織物的透氣性。

進(jìn)一步的，所述紡織物包括棉織物、羊毛織物和尼龍織物。

進(jìn)一步的，處理紡織物的方法為：將棉織物和具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球放于水中，先加入氯化鈉，常溫反應(yīng)20min，然后加入碳酸鈉，升溫至60℃，反應(yīng)1h，最后水洗、烘干。

進(jìn)一步的，按重量比計(jì)算，棉織物：具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球：氯化鈉：碳酸鈉＝2：0.3：4：1。

本發(fā)明的有益效果如下：(1)本發(fā)明所述的苧麻纖維微球的制備方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以明顯提高苧麻纖維的產(chǎn)品附加值；主要原料苧麻價(jià)格低廉，且可再生。

(2)本發(fā)明所制備的苧麻纖維微球具有二氯均三嗪基團(tuán)，此基團(tuán)是活性染料的特征基團(tuán)，很容易和各種天然纖維或者合成纖維(如棉織物、羊毛織物和尼龍織物等)反應(yīng)，使苧麻纖維與其它纖維以化學(xué)鍵的方式相結(jié)合，從而使其它纖維具有苧麻纖維透氣性強(qiáng)的性能；由于此結(jié)合是以化學(xué)鍵的方式，經(jīng)過(guò)多次水洗后，其透氣性也不會(huì)削弱，因此相對(duì)于以往改善透氣性的方法，本發(fā)明中提高纖維透氣性的思路在改性機(jī)理上具有顯著的突破。

(3)本發(fā)明所制備的具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球適用于改善各種合成纖維和天然纖維的透氣性，其中，將其與棉織物進(jìn)行了接枝改性，棉織物的透氣性有明顯的提高，透氣性的評(píng)估測(cè)試指標(biāo)值為原來(lái)的260％以上；此外，該具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球與其它織物的應(yīng)用工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)施性強(qiáng)，較適合廣泛推廣和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述的苧麻纖維微球的sem圖一；

圖2是本發(fā)明所述的苧麻纖維微球的sem圖二；

圖3是本發(fā)明所述的苧麻纖維微球與原始苧麻纖維的紅外譜圖；

圖4是本發(fā)明所述的苧麻纖維微球與原始苧麻纖維的xrd譜圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球，所述具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球具有二氯均三嗪基團(tuán)。

一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球的制備方法，包括以下步驟：

(1)三醋酸苧麻纖維的制備：室溫下取5.0g苧麻纖維在50ml冰醋酸中溶脹2h，然后在含有50ml乙酸酐和50ml乙酸混合溶液的反應(yīng)器中溶解，向體系中滴加硫酸1.0ml，在55℃反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束，向體系中加入無(wú)水醋酸鎂中和體系中的硫酸至ph為7-8，最后將以上混合溶液倒入蒸餾水中，即可沉淀出三醋酸苧麻纖維，將所得三醋酸苧麻纖維多次離心沖洗至中性，置于真空干燥箱中干燥備用。

(2)苧麻纖維乳液的制備：取0.3g步驟(1)中所制備的干燥三醋酸纖維置于圓底燒瓶中，并加入20ml二氯甲烷，將整個(gè)體系放置在恒溫電磁攪拌器上，于25℃下持續(xù)攪拌至完全溶解，完全溶解后溶液呈澄清透明狀。將上述澄清透明的溶液加入至盛有0.375g司盤(pán)80的圓底燒瓶中，攪拌15min，使其混合均勻。將以上混合液加入100ml配置好的十二烷基磺酸鈉水溶液中，得到水包油乳液。所述十二烷基磺酸鈉水溶液中十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75％。

(3)苧麻纖維微球的制備：在加熱條件下，控制溫度為35-40℃，邊攪拌邊緩慢蒸發(fā)步驟(2)所得水包油乳液中的二氯甲烷，蒸發(fā)時(shí)間為6h，將蒸發(fā)剩余物進(jìn)行離心分離得到苧麻纖維微球，用蒸餾水沖洗所得苧麻纖維微球以除去其中的十二烷基磺酸鈉，然后再用乙醇多次清洗以除去司盤(pán)80，最后真空干燥，得到純凈的苧麻纖維微球。

其中，除去十二烷基磺酸鈉和司盤(pán)80的步驟無(wú)先后，既可以先除去十二烷基磺酸鈉再除去司盤(pán)80，也可以先除去司盤(pán)80再除去十二烷基磺酸鈉。

其中，用蒸餾水沖洗苧麻纖維微球以除去十二烷基磺酸鈉的具體方法為：用70℃以上熱蒸餾水沖洗苧麻纖維微球，然后在離心機(jī)上以12000r/min離心分離10min，重復(fù)沖洗8-10次。用乙醇沖洗苧麻纖維微球以除去司盤(pán)80的具體方法為：用60-70℃的乙醇沖洗苧麻纖維微球，在離心機(jī)上以12000r/min離心分離10min，重復(fù)沖洗5次。

將步驟(3)所得的苧麻纖維微球進(jìn)行了sem、紅外光譜和xrd譜圖表征，其結(jié)果分別如圖1-4所示。如圖1-2所示，步驟(3)所得的苧麻纖維微球呈形狀不規(guī)則的球狀體，其大部分微球的粒徑分布范圍約為：1～20μm。

如圖3所示，步驟(3)所得的苧麻纖維微球在1750cm^-1處有明顯的吸收峰，這是c＝o基團(tuán)的紅外特征吸收峰，說(shuō)明了苧麻纖維的羥基被乙酸酐的乙?；〈?。

如圖4所示，步驟(3)所得的苧麻纖維微球的xrd圖的吸收強(qiáng)度明顯降低，沒(méi)有尖銳的特征峰，說(shuō)明苧麻纖維微球在合成中結(jié)晶度下降，纖維素的結(jié)構(gòu)從晶型到非晶型的轉(zhuǎn)變。

(4)苧麻纖維微球的接枝反應(yīng)：在冰浴條件下，將2.0g步驟(3)中所得的苧麻纖維微球置于裝有10ml四氫呋喃的三頸燒瓶中，將0.74g三聚氰氯和1.0g碳酸鉀溶解在100ml四氫呋喃中得到混合溶液，然后將上述混合溶液滴加到裝有苧麻纖維微球的三頸燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，最后過(guò)濾、洗滌、干燥，得到具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球。

在該步驟中的反應(yīng)方程式為：

一種具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球的應(yīng)用，用所述具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球處理紡織物，如棉織物、羊毛織物和尼龍織物等，以改善紡織物的透氣性。

處理方法為：稱(chēng)取棉織物2g和具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球0.3g，將以上棉織物和反應(yīng)活性的苧麻纖維微球置于100ml的水中反應(yīng)，先加入4g氯化鈉，常溫反應(yīng)20min；然后加入1g碳酸鈉，升溫至60℃，反應(yīng)1h，最后水洗、烘干。

紡織物透氣性測(cè)試：

采用yg461a型織物中低壓透氣量?jī)x測(cè)定經(jīng)具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球處理后的棉織物，在規(guī)定的壓差下(定壓值為13mmh2o)，測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)試樣的空氣流量，推算織物的透氣性。

測(cè)試樣品的選?。簩⒚蘅椢锓旁跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓下，調(diào)濕24h后進(jìn)行試驗(yàn)，棉織物應(yīng)在距布邊1/10幅寬內(nèi)，按左上、左下、中、右上、右下的順序五個(gè)點(diǎn)各剪取試樣1塊，試樣直徑為13cm，試樣上不得有影響試驗(yàn)結(jié)果的疵點(diǎn)，每種布樣均測(cè)試5次，取5次測(cè)試的平均值。

測(cè)試結(jié)果如下：未改性棉織物的透氣量：180.2(l/m²·s)，改性后棉織物的透氣量：484.5(l/m²·s)。

結(jié)果表明：棉織物經(jīng)過(guò)與具有反應(yīng)活性的苧麻纖維微球發(fā)生化學(xué)改性后，其透氣性顯著增強(qiáng)，變?yōu)樵瓉?lái)的268.9％。也就是說(shuō)先將苧麻纖維制成具有反應(yīng)活性的苧麻微球，再將該具有反應(yīng)活性的苧麻微球與其它天然纖維或者合成纖維織物(如：棉織物、羊毛織物和尼龍織物等)進(jìn)行接枝改性，從而使其它天然纖維或者合成纖維織物具有苧麻纖維的優(yōu)異透氣性。

上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述例子，相關(guān)技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所作出的變化、改型、添加或減少、替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。