技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于染整
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種棉纖維的精練方法。
背景技術(shù)：
：天然棉纖維除了纖維素為主要成分外，還含有6%~10%的天然雜質(zhì)。在染色過(guò)程中，這些雜質(zhì)影響了棉纖維的吸濕性，導(dǎo)致染色上染率低且染色不均勻，因此，在染色之前，還要進(jìn)行去除天然雜質(zhì)為主要目的的精練。棉纖維中的天然雜質(zhì)主要是棉纖維的伴生物和棉籽殼。棉纖維的伴生物主要有果膠、含氮物質(zhì)、蠟質(zhì)、灰分、色素等。其中，果膠的主要成分是果膠酸的衍生物；含氮物質(zhì)主要是以蛋白質(zhì)的形式存在于纖維的最內(nèi)胞腔中；蠟質(zhì)主要包括脂肪族高級(jí)一元醇、游離的脂肪酸、高級(jí)一元醇的酯及固體和液體的碳?xì)浠衔?；灰分是由各種無(wú)機(jī)鹽組成的，其中包括硅酸、碳酸、鹽酸、硫酸和磷酸的鉀、鈉、鈣、鎂和錳鹽，氧化鎂和氧化鋁；色素由黃柏素或棉色素組成，具有酸性染料的性質(zhì)。棉籽殼的化學(xué)組成是木質(zhì)素、單寧、纖維素、半纖維素及其他多糖類，除此之外，還含有少量的蛋白質(zhì)、油脂和礦物質(zhì)，但以木質(zhì)素為主要成分。根據(jù)棉纖維中天然雜質(zhì)的組成，當(dāng)前使用比較廣泛的方法是堿精練。果膠在適當(dāng)溫度的強(qiáng)堿溶液中，酯鍵水解變成羧酸鈉鹽，分子鏈斷裂，在水中溶解度提高，能被徹底去除。含氮物質(zhì)一部分在熱水中溶解去除，一部分在堿液當(dāng)中長(zhǎng)時(shí)間煮沸，肽鍵水解，蛋白質(zhì)降解為氨基酸小分子，變?yōu)殁c鹽溶于水而去除。無(wú)機(jī)鹽類水溶部分能在精練液中除掉，不溶部分只有經(jīng)過(guò)酸洗溶解，再水洗除去。蠟質(zhì)中的脂肪酸類物質(zhì)在堿液中皂化，脂肪酸生成鈉鹽，轉(zhuǎn)化成乳化劑，能使不易皂化的蠟質(zhì)乳化去除。棉籽殼的主要成分木質(zhì)素在堿煮過(guò)程中分子結(jié)構(gòu)分解，另外，在高溫堿液長(zhǎng)時(shí)間作用下，棉籽殼發(fā)生溶脹，變得松軟，由于部分成分已被溶去，殘存部分經(jīng)水洗和搓擦，棉籽殼便從纖維上脫落下來(lái)。傳統(tǒng)堿精練加工過(guò)程通常使用大量的堿和表面活性劑進(jìn)行高溫處理，使棉的伴生物分解、乳化而去除，精練后棉纖維變得比較潔凈，吸水性獲得顯著提高。但在精練過(guò)程中不僅會(huì)消耗大量的水和能源，而且產(chǎn)生的堿性廢水使化學(xué)需氧量/生化需氧量（COD/BOD值）變高。近些年新開(kāi)發(fā)的酶精練技術(shù)備受關(guān)注，酶精練利用酶的專一性、高效性和溫和反應(yīng)條件來(lái)代替高溫強(qiáng)堿的精練處理。生物酶精練多采用單獨(dú)用果膠酶或果膠酶與纖維素酶等混合酶的工藝。與堿精練相比較，酶精練用水少（約為堿精練的一半），處理液中的污染物少（其廢水中的COD、BOD值比堿精練少50～75%）；但精練效果如織物吸水性略差一些，特別是對(duì)棉籽殼的去除效果很差?？梢?jiàn)，目前用于棉纖維精練的技術(shù)都是在水浴中進(jìn)行，廢水對(duì)環(huán)境的污染仍然不能得到控制?！笆濉币詠?lái)隨著人們對(duì)環(huán)境污染的日益重視，國(guó)家相關(guān)部門對(duì)廢水排放有了更高的要求。因此，開(kāi)發(fā)出減少?gòu)U水排放的棉纖維精練技術(shù)尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)棉纖維精練過(guò)程中堿用量大，產(chǎn)生廢水COD/BOD高且難處理的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種棉纖維的精練方法，精練過(guò)程中只需少量水和堿，節(jié)能環(huán)保，減少了廢水排放。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種棉纖維的精練方法，該方法包括如下步驟：（1）棉纖維的預(yù)處理：將棉纖維浸在0.125~0.75mol/L的強(qiáng)堿溶液中充分潤(rùn)濕，控制棉纖維的帶液率為100~300%，備用；（2）棉纖維的精練：將步驟（1）所得的棉纖維置于十甲基環(huán)五硅氧烷（D5）中浸漬，控制棉纖維與D5的質(zhì)量比為m棉：mD5=1:30~50,浸漬溫度為40~90℃，保溫20~70min；（3）將步驟（2）所得棉纖維水洗，烘干即可。本發(fā)明所述的棉纖維的精練方法是以十甲基環(huán)五硅氧烷（D5）為非水介質(zhì)的棉纖維精練方法。自美國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)D5（十甲基環(huán)五硅氧烷）可作為干洗劑后，D5越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于清洗等方面。鑒于D5的獨(dú)特性質(zhì)，同樣也具有取代水作為一種全新的用于棉纖維精練介質(zhì)的潛力。D5可以溶解棉纖維中的蠟狀物質(zhì)，從而對(duì)棉纖維具有一定的精練效果，但僅用D5作為精練介質(zhì)存在著一些不足。首先，D5不能溶脹棉纖維，對(duì)棉纖維內(nèi)部雜質(zhì)去除不徹底，大大降低了棉纖維后期染色的性能；其次，棉纖維中的果膠等雜質(zhì)，D5不能對(duì)其去除。為解決這些問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了將棉纖維在一定濃度的堿液中浸軋，使其帶有一定量的堿液，然后將其放入D5介質(zhì)中進(jìn)行精練的方法。在棉纖維的D5介質(zhì)精練過(guò)程中，堿液與D5起到協(xié)同作用，D5對(duì)棉纖維表面的油蠟物質(zhì)有去除效果，堿液可以與棉纖維中的果膠等雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)去除。作為優(yōu)選，烘干是在烘箱中105-110℃下完成。作為優(yōu)選，步驟（1）中棉纖維的帶液率為150~250%。作為優(yōu)選，步驟（2）中m棉：mD5=1:30~40。作為優(yōu)選，所述強(qiáng)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：(1)由于堿液與D5完全不互溶，即使是纖維表面的堿液也具有強(qiáng)烈的親纖維而憎D5的趨勢(shì)，因此纖維能穩(wěn)定地?cái)y帶堿液，在少量水存在的條件下形成超低浴比精練環(huán)境，節(jié)省了大量的水資源，大大減少了廢水排放。在棉纖維的D5精練過(guò)程中，堿液會(huì)慢慢滲透到纖維內(nèi)部，從而達(dá)到良好的精練效果。（2）D5作為一種干洗劑，可以溶解棉纖維中的蠟狀物質(zhì)。在D5體系的精練過(guò)程中，D5與堿液可以起到協(xié)同作用，從而可以達(dá)到良好的精練效果。（3）D5是一種無(wú)色、無(wú)嗅、易揮發(fā)的無(wú)毒油性液體環(huán)狀硅氧烷，安全環(huán)保，且可以回收。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。實(shí)施例1：一種棉纖維的精練方法，包括如下步驟：（1）棉纖維的預(yù)處理：稱取棉纖維10g，將其浸入到0.125mol/L的氫氧化鈉溶液中，充分潤(rùn)濕，控制帶液率為200%，備用。（2）將步驟（1）所得的棉纖維置入D5中，控制棉纖維與D5的質(zhì)量比為m棉：mD5=1:30，控制溫度為90℃，保溫20min。（3）將步驟（2）所得棉纖維水洗，并于烘箱中105℃下烘干至恒重，取出放入干燥器中平衡30min。實(shí)施例2：一種棉纖維的精練方法，包括如下步驟：（1）棉纖維的預(yù)處理：稱取棉纖維10g，將其浸入到0.5mol//L的氫氧化鉀溶液中，充分潤(rùn)濕，控制帶液率為300%，備用。（2）將步驟（1）所得的棉纖維置入D5中，控制棉纖維與D5的質(zhì)量比為m棉：mD5=1:40，控制溫度為70℃，保溫40min。（3）將步驟（2）所得棉纖維水洗，并于烘箱中110℃下烘干至恒重，取出放入干燥器中平衡30min。實(shí)施例3：一種棉纖維的精練方法，包括如下步驟：（1）棉纖維的預(yù)處理：稱取棉纖維10g，將其浸入到0.75g/L的氫氧化鈉溶液中，充分潤(rùn)濕，控制帶液率為100%，備用。（2）將步驟（1）所得的棉纖維置入D5中，控制棉纖維與D5的質(zhì)量比為m棉：mD5=1:50，控制溫度為40℃，保溫70min。（3）將步驟（2）所得棉纖維水洗，并于烘箱中105℃下烘干至恒重，取出放入干燥器中平衡30min。對(duì)照例1：采用傳統(tǒng)水浴堿精練方法，控制棉纖維精練時(shí)間、溫度及堿液濃度與實(shí)施例1相同。精練方法是先將棉纖維用水潤(rùn)濕，充分潤(rùn)濕后，將棉纖維放入0.125mol/L的氫氧化鈉溶液中，浴比（m棉纖維:m堿液）為1:30。其他條件同實(shí)施例1。對(duì)照例2：與對(duì)照例1的不同之處在于，控制棉纖維精練時(shí)間、溫度及堿液濃度與實(shí)施例2相同。精練時(shí)間為40min；精練溫度為70℃；精練堿液為0.5mol/L的氫氧化鉀溶液;浴比（m棉纖維:m堿液）為1:40。其他條件同對(duì)照例1。對(duì)照例3：與對(duì)照例1的不同之處在于，控制棉纖維精練時(shí)間、溫度及堿液濃度與實(shí)施例3相同。精練時(shí)間為70min；精練溫度為40℃；精練堿液濃度為0.75mol/L;浴比（m棉纖維:m堿液）為1:50。其他條件同對(duì)照例1。表1棉纖維的D5精練與常規(guī)水浴精練的效果比較斷裂強(qiáng)力(cN)白度（%）染色K/S值實(shí)施例1（D5精練）4.345.713.2實(shí)施例2（D5精練）4.252.515.3實(shí)施例3（D5精練）4.337.914.4對(duì)照例1（水浴精練）4.244.513.3對(duì)照例2（水浴精練）4.149.814.9對(duì)照例3（水浴精練）4.136.413.8未精練樣4.523.62.6注：1）染色K/S值測(cè)試：準(zhǔn)確稱取染色后的棉纖維0.2g，用刷子捋順，應(yīng)用SF600X測(cè)色配色儀（美國(guó)DataColor公司），以超微小孔徑測(cè)試其最大吸收波長(zhǎng)處的K/S值，以CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65和10°視角標(biāo)準(zhǔn)觀察者進(jìn)行顏色計(jì)算，不同位置測(cè)試3次，取平均值。所用染料為6%（o.w.f）靛藍(lán)染料，按常規(guī)水浴方法染色。2）白度測(cè)試：應(yīng)用SF600X測(cè)色配色儀（美國(guó)DataColor公司）測(cè)試CIE白度，樣品準(zhǔn)備同上。3）纖維強(qiáng)力測(cè)試：采用YG001型單纖維強(qiáng)力測(cè)試儀并參照GB/T14337進(jìn)行測(cè)試，取50次強(qiáng)力數(shù)據(jù)平均值作為該試樣強(qiáng)力值。由表1結(jié)果可知，棉纖維在D5中精練可以獲得與傳統(tǒng)水浴精練幾乎相同的染色性能；與傳統(tǒng)水浴堿精練相比，在D5中精練白度更高，原因是D5可以對(duì)棉纖維中的油性雜質(zhì)有較好的去除效果；因?yàn)樗A精練中含堿量較大對(duì)纖維損傷較大，所以纖維斷裂強(qiáng)力損失較大。以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所做出地簡(jiǎn)單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3