[0031] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0032] 实施例1
[0033] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维75份、聚酯纤维16份、聚乳酸纤维5份。
[0034] 苎麻纤维经生物酶、苹果酸、壳聚糖处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0035] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶7份、果胶酶2份、木聚糖酶1份。
[0036] 苹果酸的质量浓度为20wt.%,二元醇为乙二醇,引发剂为过硫酸钾。
[0037] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0038] (1)苎麻纤维预处理:
[0039] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在60℃条件下磁力搅拌,浸渍20h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为32℃,酶解3h;捶打分丝,浸入苹果酸溶液中,浸渍30min,滤除苹果酸溶液,向纤维中加入壳聚糖溶液,处理3h,烘干,得到预处理苎麻纤维;
[0040] (2)合成聚酯纤维:将衣康酸溶于去离子水中,磁力搅拌,氮气保护条件下,加入引发剂,加入对苯乙烯磺酸钠,升温至70℃,加入异丙醇溶剂,反应2h,旋蒸去除异丙醇,冷却,得到衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物;
[0041] 取衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物与二元醇混合,搅拌,加入催化剂,氮气保护条件下,温度为120℃,反应4h,真空脱水,得到聚酯;聚酯经喷丝孔喷射形成聚酯纤维,控制喷丝孔的直径为0.15mm,螺杆转速为6000r/min;
[0042] (3)水刺加固,制得复合无纺布;
[0043] 取步骤(1)制得的预处理苎麻纤维、步骤(2)制得的聚酯纤维、聚乳酸纤维,开松、混合梳理,堆叠成纤维网,牵伸、匀整,用高压水流对纤维网进行5道水刺工艺;第一道水刺工艺的水针压强为1.8MPa,第二道水刺工艺的水针压强为4.0MPa,第三道水刺工艺的水针压强为5.0MPa,第四道水刺工艺的水针压强为6.0MPa,第五道水刺工艺的水针压强为5.0MPa;水刺加固后,烘干,卷绕,分切包装,得到复合无纺布。
[0044] 上述步骤中,苯乙烯磺酸钠、二元醇、衣康酸的质量比为1:1.5:1;步骤(2)中催化剂为氧化锡。
[0045] 实施例2
[0046] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维81份、聚酯纤维17份、聚乳酸纤维6份。
[0047] 苎麻纤维经生物酶、苹果酸、壳聚糖处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0048] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶8份、果胶酶2.5份、木聚糖酶1.5份。
[0049] 苹果酸的质量浓度为23wt.%,二元醇为二甘醇,引发剂为过硫酸铵。
[0050] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0051] (1)苎麻纤维预处理:
[0052] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在63℃条件下磁力搅拌,浸渍22h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为35℃,酶解3.5h;捶打分丝,浸入苹果酸溶液中,浸渍33min,滤除苹果酸溶液,向纤维中加入壳聚糖溶液,处理3.5h,烘干,得到预处理苎麻纤维;
[0053] (2)合成聚酯纤维:将衣康酸溶于去离子水中,磁力搅拌,氮气保护条件下,加入引发剂,加入对苯乙烯磺酸钠,升温至77℃,加入异丙醇溶剂,反应2.5h,旋蒸去除异丙醇,冷却,得到衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物;
[0054] 取衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物与二元醇混合,搅拌,加入催化剂,氮气保护条件下,温度为125℃,反应5h,真空脱水,得到聚酯;聚酯经喷丝孔喷射形成聚酯纤维,控制喷丝孔的直径为0.17mm,螺杆转速为7200r/min;
[0055] (3)水刺加固,制得复合无纺布;
[0056] 取步骤(1)制得的预处理苎麻纤维、步骤(2)制得的聚酯纤维、聚乳酸纤维,开松、混合梳理,堆叠成纤维网,牵伸、匀整,用高压水流对纤维网进行5道水刺工艺;第一道水刺工艺的水针压强为2.0MPa,第二道水刺工艺的水针压强为4.3MPa,第三道水刺工艺的水针压强为6.5MPa,第四道水刺工艺的水针压强为7.0MPa,第五道水刺工艺的水针压强为6.5MPa;水刺加固后,烘干,卷绕,分切包装,得到复合无纺布。
[0057] 上述步骤中,苯乙烯磺酸钠、二元醇、衣康酸的质量比为1:1.8:1;步骤(2)中催化剂为氧化锡。
[0058] 实施例3
[0059] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维85份、聚酯纤维20份、聚乳酸纤维7份。
[0060] 苎麻纤维经生物酶、苹果酸、壳聚糖处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0061] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶9份、果胶酶3份、木聚糖酶2份。
[0062] 苹果酸的质量浓度为25wt.%,二元醇为丙二醇,引发剂为过硫酸钾。
[0063] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0064] (1)苎麻纤维预处理:
[0065] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在65℃条件下磁力搅拌,浸渍24h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为36℃,酶解4h;捶打分丝,浸入苹果酸溶液中,浸渍40min,滤除苹果酸溶液,向纤维中加入壳聚糖溶液,处理4h,烘干,得到预处理苎麻纤维;
[0066] (2)合成聚酯纤维:将衣康酸溶于去离子水中,磁力搅拌,氮气保护条件下,加入引发剂,加入对苯乙烯磺酸钠,升温至80℃,加入异丙醇溶剂,反应3h,旋蒸去除异丙醇,冷却,得到衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物;
[0067] 取衣康酸/对苯乙烯磺酸钠共聚物与二元醇混合,搅拌,加入催化剂,氮气保护条件下,温度为130℃,反应6h,真空脱水,得到聚酯;聚酯经喷丝孔喷射形成聚酯纤维,控制喷丝孔的直径为0.18mm,螺杆转速为8000r/min;
[0068] (3)水刺加固,制得复合无纺布;
[0069] 取步骤(1)制得的预处理苎麻纤维、步骤(2)制得的聚酯纤维、聚乳酸纤维,开松、混合梳理,堆叠成纤维网,牵伸、匀整,用高压水流对纤维网进行5道水刺工艺;第一道水刺工艺的水针压强为2.2MPa,第二道水刺工艺的水针压强为5.0MPa,第三道水刺工艺的水针压强为7.0MPa,第四道水刺工艺的水针压强为8.0MPa,第五道水刺工艺的水针压强为7.0MPa;水刺加固后,烘干,卷绕,分切包装,得到复合无纺布。
[0070] 上述步骤中,苯乙烯磺酸钠、二元醇、衣康酸的质量比为1:2:1;步骤(2)中催化剂为氧化锡、氧化锗和三氧化二锑、醋酸锌中的任意一种。
[0071] 对比例1
[0072] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维81份、聚酯纤维17份、聚乳酸纤维6份。
[0073] 苎麻纤维经生物酶、壳聚糖处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0074] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶8份、果胶酶2.5份、木聚糖酶1.5份。
[0075] 苹果酸的质量浓度为23wt.%,二元醇为二甘醇,引发剂为过硫酸铵。
[0076] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0077] (1)苎麻纤维预处理:
[0078] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在63℃条件下磁力搅拌,浸渍22h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为35℃,酶解3.5h;捶打分丝,向纤维中加入壳聚糖溶液,处理3.5h,烘干,得到预处理苎麻纤维;
[0079] 步骤(2)合成聚酯纤维、步骤(3)水刺加固,制得复合无纺布,与实施例2相同。
[0080] 与实施例2相比,对比例1中在处理苎麻纤维过程中,未使用苹果酸对苎麻纤维酸蚀,直接负载壳聚糖溶液;其余内容与实施例2相同。
[0081] 对比例2
[0082] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维81份、聚酯纤维17份、聚乳酸纤维6份。
[0083] 苎麻纤维经生物酶处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0084] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶8份、果胶酶2.5份、木聚糖酶1.5份。
[0085] 苹果酸的质量浓度为23wt.%,二元醇为二甘醇,引发剂为过硫酸铵。
[0086] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0087] (1)苎麻纤维预处理:
[0088] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在63℃条件下磁力搅拌,浸渍22h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为35℃,酶解3.5h;捶打分丝得到预处理苎麻纤维;
[0089] 步骤(2)合成聚酯纤维、步骤(3)水刺加固,制得复合无纺布,与实施例2相同。
[0090] 与实施例2相比,对比例2中在处理苎麻纤维过程中,未使用苹果酸对苎麻纤维酸蚀,未负载壳聚糖溶液;其余内容与实施例2相同。
[0091] 对比例3
[0092] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维81份、聚酯纤维17份、聚乳酸纤维6份。
[0093] 苎麻纤维经生物酶、苹果酸、壳聚糖处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0094] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶8份、果胶酶2.5份、木聚糖酶1.5份。
[0095] 苹果酸的质量浓度为23wt.%,二元醇为二甘醇,引发剂为过硫酸铵。
[0096] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0097] (1)苎麻纤维预处理:与实施例2相同;
[0098] (2)合成聚酯纤维:取衣康酸与二元醇混合,搅拌,加入催化剂,氮气保护条件下,温度为125℃,反应5h,真空脱水,得到聚酯;聚酯经喷丝孔喷射形成聚酯纤维,控制喷丝孔的直径为0.17mm,螺杆转速为7200r/min;
[0099] (3)水刺加固,制得复合无纺布;与实施例2相同。
[0100] 与实施例2相比,对比例3中在合成聚酯纤维过程中,将衣康酸直接与二元醇聚合;其余内容与实施例2相同。
[0101] 对比例4
[0102] 一种高强高吸水性复合无纺布,由混合纤维经水刺加固形成,混合纤维包括以下重量份数的原料,苎麻纤维81份、聚酯纤维17份、聚乳酸纤维6份。
[0103] 苎麻纤维经生物酶处理后得到;聚酯纤维主要由对苯乙烯磺酸钠、二元醇、引发剂、衣康酸反应制得。
[0104] 生物酶包括如下重量份的原料;纤维素酶8份、果胶酶2.5份、木聚糖酶1.5份。
[0105] 苹果酸的质量浓度为23wt.%,二元醇为二甘醇,引发剂为过硫酸铵。
[0106] 复合无纺布的制备方法,包括以下步骤;
[0107] (1)苎麻纤维预处理:
[0108] 取苎麻纤维加入到浓度为5wt.%的NaOH水溶液中,在63℃条件下磁力搅拌,浸渍22h,获得碱浸渍过的苎麻纤维;将纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶配制成生物酶溶液,将碱浸渍过的苎麻纤维浸入生物酶溶液中,保持温度为35℃,酶解3.5h;捶打分丝得到预处理苎麻纤维;
[0109] (2)合成聚酯纤维:取衣康酸与二元醇混合,搅拌,加入催化剂,氮气保护条件下,温度为125℃,反应5h,真空脱水,得到聚酯;聚酯经喷丝孔喷射形成聚酯纤维,控制喷丝孔的直径为0.17mm,螺杆转速为7200r/min;
[0110] (3)水刺加固,制得复合无纺布,与实施例2相同。
[0111] 与实施例2相比,对比例4中苎麻纤维未酸蚀、负载壳聚糖溶液;聚酯纤维合成过程中,采用衣康酸直接与二元醇共聚,其余内容与实施例2相同。
[0112] 试验例
[0113] 取实施例1~3、对比例1~3制备得到的复合无纺布,检测各组无纺布的吸水性能和力学性能;
[0114] 1.吸水性测试方法,以吸水率高低来评价无纺布的吸水性能:
[0115] 吸水率=[M1~M0/MO]×100%;其中,M1为吸水后复合无纺布试样的重量,M0吸水后复合无纺布试样的重量;无纺布试样的尺寸为500mm×300mm;检测结果见表1;
[0116] 2.吸水性测试方法,以吸水率高低来评价无纺布的吸水性能:
[0117] 根据标准《GB/T24218.3‑2010中非织造布断裂强力和断裂伸长率的测定》,测试复合无纺布试样的断裂强度和断裂伸长率,复合无纺布试样尺寸为300mm×50mm,拉伸速率为100mm/min,夹持距离为200mm,实验温度为25℃,环境湿度为60%;检测结果见表1;
[0118] 3.实施例1‑3和对比例1‑4中,复合无纺布的面密度为200g/m2。
[0119] 吸水率% 横向断裂强力/N 纵向断裂强力/N实施例1 77.9 472 821
实施例2 78.5 475 830
实施例3 78.2 470 818
对比例1 75.4 471 811
对比例2 72.8 427 775
对比例3 60.4 396 729
对比例4 52.7 368 624
[0120] 表1
[0121] 由表1数据可知,实施例1‑3为本发明方案制备的复合无纺,其吸水性和力学强度优于对比例1‑4制备的复合无纺布。
[0122] 对比例1‑2在制备复合无纺布过程中,处理苎麻纤维时,未采用苹果酸酸蚀苎麻纤维,壳聚糖的负载表面积相对减少,其与聚酯纤维中的磺酸基团产生的电荷吸附点减少,因此导致其制备的复合无纺布力学强度比实施例2要低,另外,壳聚糖亲水基团较多,可提高无纺布的吸水性,因此对比例1中壳聚糖负载量减少,其吸水性也略有降低。
[0123] 对比例3中在制备复合无纺布过程中,合成聚酯纤维过程中,未引入磺酸基基团,吸水性降低,另外磺酸基团与壳聚糖的电荷作用也消失,故对比例3制备的复合无纺布强度降低。
[0124] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。