一種生物質纖維素/高聚物復合纖維及面料的制作方法

本實用新型涉及纖維材料制造領域，具體涉及一種生物質纖維素/高聚物復合纖維及面料。

背景技術：

資源和環境問題是人類在21世紀面臨的最主要的挑戰。隨著世界人口迅速增長，石油資源日漸枯竭。2015年，全國化纖的產量為5000萬噸，這些無法降解的聚合物，一方面消耗著日益緊缺的石油資源，一方面成為污染源，破壞生態環境。“十三五”期間，中國化纖產量的年均增速目標將由“十二五”期間的9.2％調整為3.6％。開發利用新型生物質纖維，逐漸取代以石油為原料生產的化纖，是時代對我們的要求。

生物資源是可再生性資源，地球上每年光合作用的產物高達1.5×10¹¹～2.0×10¹¹t，其中90％以上為木質纖維素類物質，是地球上最豐富、最廉價的可再生資源。中國擁有著極其豐富的農副產品和野生植物資源，其中農業植物生物質資源每年就能達到大約11000萬噸。目前這部分資源尚未得到充分的開發利用，主要用于燃料，畜牧飼料與積肥，不僅利用率低，還對土壤、水體以及大氣造成一定的污染。

除棉麻等少數生物質纖維被用于紡制紗線，絕大多數的生物質纖維由于纖維直徑的離散性大，單根纖維的長度短無法滿足紡紗對材料的要求。尋找生物質纖維素纖維紡絲的新方法，突破短纖維無法紡紗的瓶頸，能大大減少對生物質纖維這類綠色純天然資源的浪費，緩解環境污染。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型的發明目的在于提供一種生物質纖維素/高聚物復合纖維，用于提供一種材料，提高生物質纖維資源的利用率，緩解對原材料的浪費問題；一定程度上解決高聚物紡制的化纖不易降解造成環境污染的缺陷；提供一種新的復合纖維可用于紡織服裝領域，為紡織品的多樣性提供新型原料。

為實現上述發明目的，本實用新型提供以下的技術方案：一種生物質纖維素/高聚物復合纖維，包括復合紗線，所述復合紗線包括高聚物基體，所述高聚物基體嵌設有若干生物質纖維，部分所述生物質纖維分布在所述高聚物基體的內部，其他部分所述生物質纖維的部分纖維體分布在所述高聚物基體的內部，其他部分所述生物質纖維的其他纖維體突起于所述高聚物基體的表面形成微細凸痕。

上述技術方案中，所述生物質纖維是一個完整的厚壁細胞形成的單根完整的纖維。

上述技術方案中，所述生物質纖維為棕櫚纖維或竹漿纖維。

上述技術方案中，所述高聚物基體的材料為聚丙烯PP或聚酯PET。

上述技術方案中，所述生物質纖維均勻的分散在高聚物基體中，所述高聚物基體的橫截面上的生物質纖維隨機分布。

上述技術方案中，所述生物質纖維保有其完整的中空結構。

本實用新型還提供另外一個技術方案，一種生物質纖維素/高聚物復合面料，為由如上所述的復合纖維形成的機織結構或者針織結構。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：本實用新型公開的生物質纖維素/高聚物復合纖維，混合以及紡絲的過程對纖維破壞小，對于有空腔的生物質纖維能保有其中空結構，不破壞其完整結構，制備出的生物質纖維素/高聚物復合纖維，兼具纖維素纖維良好的熱濕舒適性能、生物降解性能和高聚物良好的機械性能。可以通過機織或者針織的方式加工處理制備新型生物質纖維素/高聚物復合面料，兼具纖維素纖維良好的熱濕舒適性能以及高聚物良好的機械性能。嵌入的生物質材料能在自然環境中快速降解，使高聚物快速轉變為粉末狀態，加速高聚物的降解，保護環境，是一種新型的綠色環保功能性材料。

附圖說明

圖1為本實用新型公開的生物質纖維素/高聚物復合纖維的結構示意圖；

圖2為本實用新型公開的生物質纖維素/高聚物復合纖維的橫截面結構示意圖。

其中，1、高聚物基體；2、生物質纖維素。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

參見圖1和圖2，如其中的圖例所示，一種生物質纖維素/高聚物復合纖維，包括復合紗，該復合紗包括高聚物基體1，高聚物基體1嵌有若干生物質纖維2，部分生物質纖維分布在高聚物基體1的內部，其他部分生物質纖維的其他纖維體突起于高聚物基體1的表面形成微細凸痕。

生物質纖維2是一個完整的厚壁細胞，也就是單根完整的纖維。

生物質纖維2在制備前，均勻的分散在高聚物基體1中，高聚物基體1的橫截面上的生物質纖維2隨機分布。

對于有中空結構的生物質纖維，生物質纖維保有其完整的中空結構。

實施例一

一種棕櫚/聚丙烯(PP)復合纖維，橫截面上棕櫚生物質纖維隨機分布，并能保有其中空結構，縱向外觀上復合紗線有微細凸痕，不光滑，制備過程如下：

第一步，將棕櫚纖維在流水下洗凈，除去表面粘附的未脫落的薄壁細胞，自然晾干；

第二步，將棕櫚纖維切斷成短纖維，酸預處理，鹽酸濃度為0.33g/L，浴比1:50，溫度75℃，時間3h，后續堿處理，將質量分數為2.4％的氫氧化鈉以及質量分數為3.1％的雙氧水溶解在水中，按浴比1:30投入棕櫚纖維，在70℃的條件下處理5h左右，直至纖維變成白色漂浮在溶液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾，反復洗滌直至中性；

第三步，將纖維含量為20g/L的纖維漿漿放入-80℃環境中冷凍5h，在真空環境下干燥24h，得到單根棕櫚纖維絨。

第四步，將200g棕櫚纖維絨與300g聚丙烯在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為150℃。

第五步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。

采用以上方法制成的棕櫚/pp復合纖維，棕櫚纖維絨均勻的分散在聚丙烯 基質中，有一定的吸濕性能，纖維絨仍然保有較好的保暖性能。

通過機織或針織的方式加工處理制備新型生物質纖維素/高聚物復合面料。

實施例二

一種棕櫚/聚酯(PET)復合纖維的制備方法：

第一步，將棕櫚纖維在流水下洗凈，除去表面粘附的未脫落的薄壁細胞，自然晾干；

第二步，將棕櫚纖維切斷成短纖維，酸預處理采用乙酸濃度為120mL/L、H2O2濃度為120mL/L、浴比為1:125、反應溫度為60℃、反應時間為3h。而后堿處理，將質量分數為2.4％的氫氧化鈉以及質量分數為3.1％的雙氧水溶解在水中，按浴比1:30投入棕櫚纖維，在70℃的條件下處理5h左右，直至纖維變成白色漂浮在溶液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾，反復洗滌直至中性，采用60℃烘燥，制得棕櫚纖維中空原纖；

第三步，將纖維含量為30g/L的纖維漿漿放入-80℃環境中冷凍5h，在真空環境下干燥24h，得到單根棕櫚纖維絨。

第三步，將200g棕櫚原纖與300g聚酯切片在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為220℃。

第四步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。

采用以上方法制成的棕櫚/PET復合纖維，棕櫚單根纖維均勻的分布在PET中，生物質纖維仍保有其天然纖維的外觀形貌以及中空結構。有一定的吸濕性，公定回潮率為6.2％，有一定的吸聲性能。

通過機織或針織的方式加工處理制備新型生物質纖維素/高聚物復合面料。

實施例三

一種竹漿/聚丙烯(PP)復合纖維的制備方法：

第一步，將竹材在流水下洗凈，除去表面粘附的灰塵等雜質，自然晾干；

第二步，將竹材切斷成長度小于1cm、厚度小于0.3mm的小片，酸預處理，鹽酸濃度為0.33g/L，浴比1:50，溫度85℃，時間1h。后續堿處理，將質量分數為2.4％的氫氧化鈉以及質量分數為3.1％的雙氧水溶解在水中，按浴比1:30投入竹材，在70℃的條件下處理10h左右，直至纖維變成白色漂浮在溶 液上；將制得的原纖用150目的濾網過濾；

第三步，將纖維含量為30g/L的纖維漿漿放入-10℃環境中冷凍15h，在真空環境下干燥36h，得到單根竹纖維纖維絨。

第四步，將200g棕櫚原纖與300g聚丙烯切片在雙滾混料機中均勻混合，混合溫度為160℃。

第五步，將500g混合材料放入紡絲機中紡制紗線，速度3000m/min，牽伸倍數2倍。

采用以上方法制成的竹漿/pp復合纖維具有較好的舒適性能和吸濕性能，有一定的抑菌性能，竹漿纖維在聚丙烯中均勻分布。

綜上所述，本發明提供了一種生物質纖維素/高聚物復合纖維材料，得到嵌段式生物質纖維/高聚物復合纖維材料。制備出的生物質纖維素/高聚物復合纖維，兼具纖維素纖維良好的吸濕性能、舒適性能以及高聚物良好的機械性能。嵌入的生物質材料能在自然環境中快速降解，使高聚物快速轉變為粉末狀態，加速高聚物的降解，保護環境。將生物質纖維與高聚物有效的結合，紡制出一種新型的紗線，對生物質纖維的利用開拓了一條嶄新的道路。

通過機織或針織的方式加工處理制備新型生物質纖維素/高聚物復合面料。

以上為對本實用新型實施例的描述，通過對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。