技術領域：
本發明屬于染整
技術領域：
，具體涉及一種棉纖維的精練方法。
背景技術：
：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。在染色過程中，這些雜質影響了棉纖維的吸濕性，導致染色上染率低且染色不均勻，因此，在染色之前，還要進行去除天然雜質為主要目的的精練。棉纖維中的天然雜質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、蠟質、灰分、色素等。其中，果膠的主要成分是果膠酸的衍生物；含氮物質主要是以蛋白質的形式存在于纖維的最內胞腔中；蠟質主要包括脂肪族高級一元醇、游離的脂肪酸、高級一元醇的酯及固體和液體的碳氫化合物；灰分是由各種無機鹽組成的，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。棉籽殼的化學組成是木質素、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、油脂和礦物質，但以木質素為主要成分。根據棉纖維中天然雜質的組成，當前使用比較廣泛的方法是堿精練。果膠在適當溫度的強堿溶液中，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。含氮物質一部分在熱水中溶解去除，一部分在堿液當中長時間煮沸，肽鍵水解，蛋白質降解為氨基酸小分子，變為鈉鹽溶于水而去除。無機鹽類水溶部分能在精練液中除掉，不溶部分只有經過酸洗溶解，再水洗除去。蠟質中的脂肪酸類物質在堿液中皂化，脂肪酸生成鈉鹽，轉化成乳化劑，能使不易皂化的蠟質乳化去除。棉籽殼的主要成分木質素在堿煮過程中分子結構分解，另外，在高溫堿液長時間作用下，棉籽殼發生溶脹，變得松軟，由于部分成分已被溶去，殘存部分經水洗和搓擦，棉籽殼便從纖維上脫落下來。傳統堿精練加工過程通常使用大量的堿和表面活性劑進行高溫處理，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。但在精練過程中不僅會消耗大量的水和能源，而且產生的堿性廢水使化學需氧量/生化需氧量（COD/BOD值）變高。近些年新開發的酶精練技術備受關注，酶精練利用酶的專一性、高效性和溫和反應條件來代替高溫強堿的精練處理。生物酶精練多采用單獨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，特別是對棉籽殼的去除效果很差。可見，目前用于棉纖維精練的技術都是在水浴中進行，廢水對環境的污染仍然不能得到控制。“十三五”以來隨著人們對環境污染的日益重視，國家相關部門對廢水排放有了更高的要求。因此，開發出減少廢水排放的棉纖維精練技術尤為重要。技術實現要素：針對棉纖維精練過程中堿用量大，產生廢水COD/BOD高且難處理的問題，本發明提供一種棉纖維的精練方法，精練過程中只需少量水和堿，節能環保，減少了廢水排放。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種棉纖維的精練方法，該方法包括如下步驟：（1）棉纖維的預處理：將棉纖維浸在0.125~0.75mol/L的強堿溶液中充分潤濕，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五硅氧烷（D5）中浸漬，控制棉纖維與D5的質量比為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。本發明所述的棉纖維的精練方法是以十甲基環五硅氧烷（D5）為非水介質的棉纖維精練方法。自美國學者發現D5（十甲基環五硅氧烷）可作為干洗劑后，D5越來越廣泛的應用于清洗等方面。鑒于D5的獨特性質，同樣也具有取代水作為一種全新的用于棉纖維精練介質的潛力。D5可以溶解棉纖維中的蠟狀物質，從而對棉纖維具有一定的精練效果，但僅用D5作為精練介質存在著一些不足。首先，D5不能溶脹棉纖維，對棉纖維內部雜質去除不徹底，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，D5不能對其去除。為解決這些問題，本發明設計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介質中進行精練的方法。在棉纖維的D5介質精練過程中，堿液與D5起到協同作用，D5對棉纖維表面的油蠟物質有去除效果，堿液可以與棉纖維中的果膠等雜質發生反應去除。作為優選，烘干是在烘箱中105-110℃下完成。作為優選，步驟（1）中棉纖維的帶液率為150~250%。作為優選，步驟（2）中m棉：mD5=1:30~40。作為優選，所述強堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀。本發明由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：(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烈的親纖維而憎D5的趨勢，因此纖維能穩定地攜帶堿液，在少量水存在的條件下形成超低浴比精練環境，節省了大量的水資源，大大減少了廢水排放。在棉纖維的D5精練過程中，堿液會慢慢滲透到纖維內部，從而達到良好的精練效果。（2）D5作為一種干洗劑，可以溶解棉纖維中的蠟狀物質。在D5體系的精練過程中，D5與堿液可以起到協同作用，從而可以達到良好的精練效果。（3）D5是一種無色、無嗅、易揮發的無毒油性液體環狀硅氧烷，安全環保，且可以回收。具體實施方式下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。應當理解，本發明的實施并不局限于下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發明保護范圍。在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設備和原料等均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。實施例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。對照例1：采用傳統水浴堿精練方法，控制棉纖維精練時間、溫度及堿液濃度與實施例1相同。精練方法是先將棉纖維用水潤濕，充分潤濕后，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。其他條件同實施例1。對照例2：與對照例1的不同之處在于，控制棉纖維精練時間、溫度及堿液濃度與實施例2相同。精練時間為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。其他條件同對照例1。對照例3：與對照例1的不同之處在于，控制棉纖維精練時間、溫度及堿液濃度與實施例3相同。精練時間為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。其他條件同對照例1。表1棉纖維的D5精練與常規水浴精練的效果比較斷裂強力(cN)白度（%）染色K/S值實施例1（D5精練）4.345.713.2實施例2（D5精練）4.252.515.3實施例3（D5精練）4.337.914.4對照例1（水浴精練）4.244.513.3對照例2（水浴精練）4.149.814.9對照例3（水浴精練）4.136.413.8未精練樣4.523.62.6注：1）染色K/S值測試：準確稱取染色后的棉纖維0.2g，用刷子捋順，應用SF600X測色配色儀（美國DataColor公司），以超微小孔徑測試其最大吸收波長處的K/S值，以CIE標準照明體D65和10°視角標準觀察者進行顏色計算，不同位置測試3次，取平均值。所用染料為6%（o.w.f）靛藍染料，按常規水浴方法染色。2）白度測試：應用SF600X測色配色儀（美國DataColor公司）測試CIE白度，樣品準備同上。3）纖維強力測試：采用YG001型單纖維強力測試儀并參照GB/T14337進行測試，取50次強力數據平均值作為該試樣強力值。由表1結果可知，棉纖維在D5中精練可以獲得與傳統水浴精練幾乎相同的染色性能；與傳統水浴堿精練相比，在D5中精練白度更高，原因是D5可以對棉纖維中的油性雜質有較好的去除效果；因為水浴堿精練中含堿量較大對纖維損傷較大，所以纖維斷裂強力損失較大。以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特征并不局限于此。任何以本發明為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所做出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發明的保護范圍之中。當前第1頁1 2 3