一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球人口劇增，世界各國都將控制耕地的利用，棉花、麻、養(yǎng)蠶的桑樹的種植都將受到限制，傳統(tǒng)棉紡織原料受到多重制約。相關(guān)資料顯示，2010年國內(nèi)再生棉紗使用的邊角料等原料量共計(jì)能達(dá)到300萬噸左右。按50%的是棉型再生紗來估算，按每畝棉花產(chǎn)量200公斤計(jì)算，相當(dāng)于約700余萬畝棉田的產(chǎn)量。再生紗既實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，節(jié)約了有限的資源，又解決了邊角料處理難題，為環(huán)境治理作出了貢獻(xiàn)。但是由于原料經(jīng)過開松后，纖維長度縮短、強(qiáng)力下降、耐光性差、容易霉變，這就限制了再生棉紗的利用。
[0003]聚丙烯纖維是以丙烯聚合得到的等規(guī)聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維，在我國的商品名為丙綸。聚丙烯纖維質(zhì)輕、強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕、具有電絕緣性和保暖性，回潮率低，同時(shí)價(jià)格低廉，耐化學(xué)性質(zhì)好，在裝飾織物領(lǐng)域具有廣泛的運(yùn)用，但是由于聚丙烯纖維的耐熱、耐老化性差，限制了其在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]碳納米管具有良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到50?200GPa，是鋼的100倍，密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個(gè)數(shù)量級；它的彈性模量可達(dá)lTPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。對于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa?碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料，可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗及其制備方法。本發(fā)明將碳納米管以納米二氧化鈦一同制成處理劑，將再生棉纖維浸漬其中，能夠提高棉纖維的強(qiáng)度、彈性、抗曬性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，由下列重量份的原料制備制成:廢舊棉織品40-43、棉紗邊角料15-17、聚丙烯39-44、納米氧化鋅3_5、液體石蠟12-14、納米二氧化鈦9-10、羧甲基纖維素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、碳納米管3-5、預(yù)膠化淀粉3_4、水性環(huán)氧樹脂5-7、水適量；
本發(fā)明所述一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，由以下具體步驟制成:
(I)將聚膠化淀粉放入攪拌釜中，加入30倍量的水，加熱至45°C，攪拌至完全溶解，然后加入一半量的納米二氧化鈦、碳納米管，攪拌均勻后水性環(huán)氧樹脂，以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌90分鐘形成處理漿料； (2)將廢舊棉織品、棉紗邊角料混合以后使用機(jī)器打碎至纖維長度為2-3毫米，將打碎的混合纖維浸入處理漿料中40-50分鐘，然后在80-90°C溫度下烘干，再將烘干后的纖維經(jīng)過梳棉、精梳工藝制成再生混合纖維棉條；
(3)將聚丙烯加熱至完全熔融，然后與液體石蠟、納米氧化鋅混合，攪拌均勻后通過熔融紡絲工藝制得混合聚丙烯短纖維，然后將其浸漬在加熱至45°C的乙醇中45分鐘后取出，在90-100 °C下烘干；
(4)將羧甲基纖維素加入30倍量的水中，加熱至40-50°C，攪拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸漬漿料，然后將步驟(3)處理后的混合聚丙烯短纖維繼續(xù)浸漬在二次浸漬漿料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纖維；
(5)將步驟(2)得到的再生混合纖維棉條與步驟(4)得到的改性混合聚丙烯短纖維進(jìn)行并條、粗砂、細(xì)紗工藝即得本發(fā)明。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先通過將廢舊棉織品、棉紗邊角料打碎，然后放入特制的處理劑中浸漬，該處理劑內(nèi)含碳納米管、納米二氧化鈦等成分，能夠提高纖維的強(qiáng)度、彈性以及防曬性；第二步是將聚丙烯與液體石蠟、納米氧化鋅等熔融紡絲后用熱乙醇第一次浸漬溶去液體石蠟，可以形成多孔表面的聚丙烯纖維，再用納米二氧化鈦分散液再一次浸漬，將納米二氧化鈦、甘油硬脂酸酯均勻地分散在聚丙烯纖維表面，進(jìn)一步提高抗紫外線性能以及抗靜電性，彌補(bǔ)了聚丙烯纖維的缺點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明將用碳納米管與納米二氧化鈦處理后的再生棉纖維與抗靜電改性的聚丙烯纖維混合紡紗，制成的產(chǎn)品具有良好的強(qiáng)度、彈性、防曬性，經(jīng)久耐用，產(chǎn)品質(zhì)量高，且工藝便于控制，成本低，值得大面積推廣。
具體實(shí)施方案
[0009]下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:廢舊棉織品40、棉紗邊角料15、聚丙烯39、納米氧化鋅3、液體石蠟12、納米二氧化鈦9、羧甲基纖維素1.5、甘油硬脂酸酯1、碳納米管3、預(yù)膠化淀粉3、水性環(huán)氧樹脂5、水適量；
本發(fā)明所述一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，由以下具體步驟制成:
(1)將聚膠化淀粉放入攪拌釜中，加入30倍量的水，加熱至45°C，攪拌至完全溶解，然后加入一半量的納米二氧化鈦、碳納米管，攪拌均勻后水性環(huán)氧樹脂，以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌90分鐘形成處理漿料；
(2)將廢舊棉織品、棉紗邊角料混合以后使用機(jī)器打碎至纖維長度為2-3毫米，將打碎的混合纖維浸入處理漿料中40分鐘，然后在80-90°C溫度下烘干，再將烘干后的纖維經(jīng)過梳棉、精梳工藝制成再生混合纖維棉條；
(3)將聚丙烯加熱至完全熔融，然后與液體石蠟、納米氧化鋅混合，攪拌均勻后通過熔融紡絲工藝制得混合聚丙烯短纖維，然后將其浸漬在加熱至45°C的乙醇中45分鐘后取出在90-100 °C下烘干；
(4)將羧甲基纖維素加入30倍量的水中，加熱至40-50°C，攪拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸漬漿料，然后將步驟(3)處理后的混合聚丙烯短纖維繼續(xù)浸漬在二次浸漬漿料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纖維； (5)將步驟(2)得到的再生混合纖維棉條與步驟(4)得到的改性混合聚丙烯短纖維進(jìn)行并條、粗砂、細(xì)紗工藝即得本發(fā)明。
[0011]經(jīng)檢測，本發(fā)明產(chǎn)品的與純棉紗對比，線密度減少9.5%，斷裂強(qiáng)度增加8.55%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:廢舊棉織品40-43、棉紗邊角料15-17、聚丙稀39-44、納米氧化梓3-5、液體石錯(cuò)12-14、納米二氧化鈦9-10、羧甲基纖維素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、碳納米管3-5、預(yù)膠化淀粉3_4、水性環(huán)氧樹脂5_7、水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將聚膠化淀粉放入攪拌釜中，加入30倍量的水，加熱至45°C，攪拌至完全溶解，然后加入一半量的納米二氧化鈦、碳納米管，攪拌均勻后水性環(huán)氧樹脂，以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌90分鐘形成處理漿料； (2)將廢舊棉織品、棉紗邊角料混合以后使用機(jī)器打碎至纖維長度為2-3毫米，將打碎的混合纖維浸入處理漿料中40-50分鐘，然后在80-90°C溫度下烘干，再將烘干后的纖維經(jīng)過梳棉、精梳工藝制成再生混合纖維棉條； (3)將聚丙烯加熱至完全熔融，然后與液體石蠟、納米氧化鋅混合，攪拌均勻后通過熔融紡絲工藝制得混合聚丙烯短纖維，然后將其浸漬在加熱至45°C的乙醇中45分鐘后取出，在90-100 °C下烘干； (4)將羧甲基纖維素加入30倍量的水中，加熱至40-50°C，攪拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸漬漿料，然后將步驟(3)處理后的混合聚丙烯短纖維繼續(xù)浸漬在二次浸漬漿料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纖維； (5)將步驟(2)得到的再生混合纖維棉條與步驟(4)得到的改性混合聚丙烯短纖維進(jìn)行并條、粗砂、細(xì)紗工藝即得本發(fā)明。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用碳納米管改性的混紡再生棉紗，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：廢舊棉織品40-43、棉紗邊角料15-17、聚丙烯39-44、納米氧化鋅3-5、液體石蠟12-14、納米二氧化鈦9-10、羧甲基纖維素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、碳納米管3-5、預(yù)膠化淀粉3-4、水性環(huán)氧樹脂5-7、水適量；本發(fā)明將用碳納米管與納米二氧化鈦處理后的再生棉纖維與抗靜電改性的聚丙烯纖維混合紡紗，制成的產(chǎn)品具有良好的強(qiáng)度、彈性、防曬性，經(jīng)久耐用，產(chǎn)品質(zhì)量高，且工藝便于控制，成本低，值得大面積推廣。
【IPC分類】D06M11/74, D06M15/55, D02G3/04, D06M15/11, D06M15/09, D06M101/20, D06M101/06, D06M11/46, D06M13/224, D06M13/144
【公開號】CN104947262
【申請?zhí)枴緾N201510285539
【發(fā)明人】劉勇
【申請人】安徽省含山縣順天紡織有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月29日