一種基于離子液體的嬰幼兒用新型改性棉纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖 維及其制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 眾所周知，嬰幼兒的服裝種類非常多，因?yàn)閶胗變涸谏L(zhǎng)過(guò)程中體型、生理、心理 等方面在不同時(shí)期的特征變化較大，對(duì)應(yīng)的嬰幼兒服裝的基本形態(tài)、品種、用途、制作工藝、 面料都不同，因而服裝的風(fēng)格與特色千變?nèi)f化，十分豐富。
[0003] 嬰幼兒時(shí)期是人一生中最嬌嫩脆弱的時(shí)期，也是迅速生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，新陳代謝旺 盛，但各器官發(fā)育不完善，功能不成熟，免疫功能低下，防御機(jī)制差。針對(duì)嬰兒睡眠多、發(fā)汗 多、排泄多、皮膚細(xì)嫩敏感的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的嬰幼兒時(shí)期的服裝多以保暖、吸濕透氣、柔軟有彈 性、易清潔功能的材料為主。
[0004] 雖然目前現(xiàn)代紡織技術(shù)的革新使得服裝面料的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了很大的變化，但是嬰幼 兒服裝的選擇目前還是以衛(wèi)生、舒適的天然纖維為主，如棉、麻、絲、毛，尤其是棉纖維是嬰 幼兒服裝面料的主要材料。
[0005] 棉纖維屬于天然短纖維，纖細(xì)柔軟，可紡性好，主要成分是纖維素大分子，分子間 依靠分子引力、氫鍵、化學(xué)鍵等結(jié)合而成，纖維內(nèi)部存在大量空氣，因此棉纖維具有良好的 柔軟性、保暖性、吸濕性和導(dǎo)電性，但是抗皺性較差、耐用性不夠好，而且易發(fā)霉，性能單一， 難以滿足日益增長(zhǎng)的消費(fèi)者需求，因此對(duì)棉纖維進(jìn)行研究改性，提高棉纖維的附加值使其 更加很好的服務(wù)于嬰幼兒，顯的尤為重要。
[0006] 棉纖維的改性技術(shù)很多，如復(fù)合混紡技術(shù)、酸堿處理、氣相處理、化學(xué)反應(yīng)和生物 技術(shù)等，然而由于用于嬰幼兒服裝的特殊性，為了保證棉纖維綠色天然的特性，因此對(duì)于棉 纖維的改性技術(shù)時(shí)需要不使用或者很少使用化學(xué)有毒試劑。
[0007] 中國(guó)專利CN103821007B(公開(kāi)日）公開(kāi)的以離子液體為催化劑協(xié)同催化進(jìn)行織物 無(wú)甲醛免燙的方法，將含無(wú)甲醛免燙整理劑、離子液體和催化劑制成整理浴，將棉織物兩浸 兩乳，烘干烘焙得到免燙的棉織物。中國(guó)專利CN103628310A(公開(kāi)日2014. 3. 12)公開(kāi)的 一種棉織物的增深染色方法，將棉織物浸漬于離子液體中預(yù)處理，冷熱交替清洗干凈后，染 色，得到增深的棉織物。中國(guó)專利CN103710978A(公開(kāi)日2014. 4. 9)公開(kāi)的一種綠色多功 能純棉織物的制備方法，將干凈的羊毛溶于離子液體中得到混合溶液，將棉織物浸漬在混 合溶液中進(jìn)行整理，經(jīng)烘干烘焙、清洗，得到具有抗紫外線功能的棉織物。由上述現(xiàn)有技術(shù) 可知，通過(guò)離子液體作為介質(zhì)，可以對(duì)棉織物進(jìn)行多功能整理，但目前基于離子液體的多功 能棉織物在制備過(guò)程中多少離不開(kāi)有毒的化學(xué)試劑，因此制備的功能性棉產(chǎn)品并不適合于 制備嬰幼兒服裝。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維及其 制備方法，將棉纖維經(jīng)球磨和等離子體預(yù)處理后得到開(kāi)松活化的棉纖維，再將棉纖維溶于 含有纖維素和蠶絲蛋白的離子溶液中，浸乳，充分水解得到嬰幼兒用改性棉纖維。該嬰幼兒 用改性棉纖維通過(guò)改性淀粉在纖維的表面和內(nèi)部接枝了纖維素和蠶絲蛋白，提高了棉纖維 的抗皺耐洗親膚的性能，而且保留了棉纖維原有的優(yōu)良的物理特性，整個(gè)改性過(guò)程無(wú)有毒 化學(xué)物質(zhì)，離子液體可充分回收，綠色無(wú)害，天然環(huán)保。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0010] -種基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維，其特征在于，所述嬰幼兒用改性棉纖 維中含有纖維素和蠶絲蛋白，所述纖維素和蠶絲蛋白分布于棉纖維的表面及內(nèi)部，所述纖 維素和蠶絲蛋白是基于離子液體制備，所述嬰幼兒用改性棉纖維的原料是基于球磨和等離 子體處理的棉纖維。
[0011] 優(yōu)選地，所述纖維素和蠶絲蛋白是以廢棄的棉花和蠶絲為原料制備。
[0012] 本發(fā)明還提供一種基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維的制備方法，其特征在 于：包括以下步驟：
[0013] (1)將棉纖維去除表面的雜質(zhì)，清洗干凈，經(jīng)球磨處理，得到預(yù)開(kāi)松的棉纖維，將預(yù) 開(kāi)松的棉纖維經(jīng)低溫氧等離子體處理，得到表面活性化的棉纖維；
[0014] (2)將打散的棉花置于離子液體溶液中，85-95°C水浴加熱攪拌至完全溶解，然后 加入廢舊的蠶絲，繼續(xù)85-95°C水浴加熱攪拌至完全溶解，再加入改性淀粉，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾 得到纖維素蛋白混合溶液；
[0015] (3)將步驟（1)制備的表面活性化的棉纖維浸漬于步驟（2)制備的纖維素蛋白混 合溶液中，浸漬，取出，水洗烘干得到基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維。
[0016] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（1)中，球磨處理的轉(zhuǎn)速為100-200rpm/min， 時(shí)間為2-5min。
[0017] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（1)中，低溫氧等離子體處理的功率為 100-150W，時(shí)間為 30-50s。
[0018] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，棉花、蠶絲、改性淀粉和離子液體的 重量比為 1:0. 5-0. 8:3-6:15-25。
[0019] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，改性淀粉為環(huán)狀糊精。
[0020] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，纖維素的結(jié)晶度為55-75%，蠶絲蛋 白的分子量為1800_2500Da。
[0021] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（3)中，浸漬的時(shí)間為8-10min，溫度為室溫。
[0022] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（3)中，水洗為冷水洗滌和熱水洗滌各一次。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0024] (1)本發(fā)明制備的基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維是基于球磨處理和低溫氧 等離子體處理的棉纖維，通過(guò)輕微的球磨處理使棉纖維大分子間部分氫鍵斷裂，可以使纖 維的結(jié)構(gòu)松散，有利于改性劑的深入，通過(guò)低溫氧等離子處理將大量的基態(tài)氧和激發(fā)態(tài)氧 原子轟擊棉纖維表面和內(nèi)部的初生胞壁中的分子，是棉纖維表面的伴生物果膠、蠟質(zhì)等脫 落，并在棉纖維的表面留下輕微的凹槽，使得棉纖維表面更容易被氧化、接枝，提高棉纖維 的吸附性能。
[0025] (2)本發(fā)明制備的基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維所用的整理劑是經(jīng)離子液 體溶液的纖維素和蠶絲蛋白，離子液體的溶液能力十分強(qiáng)，能將棉花和蠶絲充分溶液，快速 有效地得到小分子的纖維素和蠶絲蛋白，使纖維素和蠶絲蛋白能更容易地滲透到棉纖維的 表面和內(nèi)部，再通過(guò)改性淀粉的粘結(jié)作用，將纖維素和蠶絲蛋白能更牢固的粘結(jié)于棉纖維 的表面及內(nèi)部，提高改性棉纖維的耐用性能，并賦予改性棉纖維抗皺耐用親膚等性能。
[0026] (3)本發(fā)明制備的基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維中填充了綠色天然的纖維 素和蠶絲蛋白，纖維素與棉纖維的成分一致，蠶絲蛋白也含有許多活性基團(tuán)，兩者都能與棉 纖維間形成氫鍵、分子引力、化學(xué)鍵，而且本發(fā)明中還添加了改性淀粉，改性淀粉既可以作 為粘結(jié)劑固化纖維素、蠶絲蛋白與棉纖維的接枝，本身也可以對(duì)棉纖維進(jìn)行改性處理，最重 要的是，經(jīng)改性處理后的棉纖維保留了原棉纖維原有的物理特性，如吸濕透氣、透軟親膚， 但抗皺性能、耐用性能和親膚性能都有明顯的提升。
[0027] (4)本發(fā)明的制備方法全程未使用有毒的化學(xué)物質(zhì)，使用的離子液體也充分回收 利用，降低了生產(chǎn)成本，而且制備工藝簡(jiǎn)便，效果顯著，具有推廣價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】：
[0028] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明 用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029] 實(shí)施例1:
[0030] (1)將棉纖維去除表面的雜質(zhì)，清洗干凈，以100rpm/min的轉(zhuǎn)速球磨處理2min，得 到預(yù)開(kāi)松的棉纖維，將預(yù)開(kāi)松的棉纖維在100W功率下低溫氧等離子體處理30s，得到表面 活性化的棉纖維。
[0031] (2)按重量份計(jì)，將1份的打散的棉花置于15份的離子液體溶液中，85°C水浴加熱 攪拌至完全溶解，然后加入0. 5份的廢舊的蠶絲，繼續(xù)85°C水浴加熱攪拌至完全溶解，再加 入3份的0 -環(huán)狀糊精改性淀粉，充分?jǐn)嚢瑁^(guò)濾得到纖維素蛋白混合溶液，其中纖維素的 結(jié)晶度為75%，蠶絲蛋白的分子量為12500Da。
[0032] (3)將步驟⑴制備的表面活性化的棉纖維浸漬于步驟⑵制備的纖維素蛋白 混合溶液中，浴比1:30,室溫浸漬8min，取出，經(jīng)冷水洗滌和熱水洗滌各一次，充分水洗后， 80°C烘干，得到基于離子液體的嬰幼兒用改性棉纖維。
[0033] 實(shí)施例2 :
[0034] (1)將棉纖維去除表面的雜質(zhì)，清洗干凈，以200rpm/min的轉(zhuǎn)速球磨處理5min，得 到預(yù)開(kāi)松的棉纖維，將預(yù)開(kāi)松的棉纖維在150W功率下低溫氧等離子體處理50s，得到表面 活性化的棉纖維。
[0035] (2)按重量份計(jì)，將1份的打散的棉花置于25份的離子液體溶液中，9