本发明涉及纺织领域，特别涉及一种棉纤维预处理剂及其棉纤维生产工艺及产品。
背景技术：
：棉纤维是生产生活中常用的纺织织布的主要原料，生活中很多的衣物都含有棉纤维；在显微镜下观察可发现，棉纤维的横截面形成大多为腰圆形部分中空，为纵向扁平的转曲带状。由于棉纤维的主要组成物质是纤维素，约占整体含量的94%；纤维素是一种天然高分子化合物，是一种多糖物质，每一条纤维素大分子链均包括多个葡萄糖剩基链，通常纤维素大分子的排列呈现出两种状态：1.结晶区：此处的纤维大分子有规律的整齐排列，缝隙空洞较少，分子之间互相接近，各个基团的结合力互相饱和；2.非晶态的结晶区：此处的纤维大分子排列较为紊乱，堆砌比较疏松，其中有较多的缝隙和空洞，密度较低，联系力量小。结晶区和非晶态的结晶区共同存在，结晶部分占整根纤维的百分比称为结晶度，棉纤维的结晶度约为70%，非晶态的结晶区中含有较多的羟基，由于羟基是一种亲水基团，易于吸湿，但是当纤维大分子在结晶区堆叠时，大量的羟基无法暴露在外，致使棉纤维的吸湿性能较差。所以导致棉纤维吸湿性能不均匀；在棉纤维的后加工过程中，如后期染色等会因自身吸湿性能不均匀而导致上色时间长且上色不均匀。公布号为“cn103757880a”的中国专利所公开的一种改善棕棉纤维吸湿性能的方法；上述专利中，主要包括三个步骤：s1：将精炼剂、萃取剂和渗透剂放入容器中；s2：将棕棉纤维放入上述容器中进行处理；s3：将s2中处理过后的棕棉纤维进行清洗、烘干。最终得到的棕棉纤维的吸湿性能到改变，将其中0.2g经过上述处理的棕棉纤维进行吸湿性测试，从接触水面到完成浸湿并开始下沉供需要约53秒时间；棕棉纤维与棉纤维结构、性质基本相同，但是现有技术中的浸湿时间仍然不能满足工业快速生产的需求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种棉纤维处理剂，利用这种处理剂对棉纤维进行处理，提高棉纤维的吸湿性能。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种棉纤维处理剂，包括碱性果胶裂解酶、稀释剂、氢氧化钾、表面活性剂、碳酸钾和抗静电剂。通过采用上述技术方案，棉纤维的微观结构中，由内至外顺次包括腔管、次生胞壁、初生胞壁和表皮；表皮的组成成分主要是蜡质、果胶和蛋白质，次生胞壁主要由纤维素组成，纤维素表面有多个羟基和羧基等亲水基团；而棉纤维中的果胶大多是以钙盐、镁盐和甲酯的形式存在，这三种物质表面亲水基团相对较少，当其包裹在次生胞壁之外，会影响棉纤维的吸湿性；同时，棉纤维中结晶度过高时会在更大程度上影响棉纤维的吸湿性。将碱性果胶裂解酶、硅酸钠、氢氧化钾、表面活性剂、碳酸钾和抗静电剂用稀释剂进行稀释，再将棉纤维浸泡在溶液中，从而使碱性果胶裂解酶等在溶液中与棉纤维充分作用，表面活性剂能降低纤维分子表面的张紧力，避免棉纤维因张紧力不同而导致纤维分子分散度不同而导致亲水基团分布不均匀而导致吸湿性能不同，其次棉纤维在表面活性剂的作用下充分舒展，能在一定程度上降低结晶度；氢氧化钾是工业上常见的三大强碱之一，表皮中的蛋白质会在氢氧化钾的作用下提高其溶解度，进而将其去除；避免棉纤维在后期处理中因蛋白质存在而导致制成的织物变黄；且棉花在采摘过程中，不可避免的会由少量棉籽壳粘黏在棉纤维上，棉籽壳在碱性溶液中浸泡后会发生溶胀，之后在轻微揉搓下即可脱离，碳酸钾作为一种较好的漂洗剂能对棉纤维进行漂洗，去除棉纤维中的杂质时也可将棉籽壳中遗留的油脂洗去，避免油脂粘黏在棉纤维表面，碱性果胶裂解酶将果胶裂解后去除；纤维素在碱性条件下会受到侵蚀后降解，从而降低棉纤维的聚合度和结晶度；这种碱性果胶裂解酶链上连有多个酸性、碱性氨基酸的侧基，这些基团在碱性条件下处在离解状态下，减小了酶的空心结构，使酶具有更高的生物活性。加入在其中的抗静电剂可减小棉纤维中相互之间的静电力，避免在处理过程中，纤维分子在静电力的作用下黏连影响处理效果。作为优选，由下列组分按重量份组成：碱性果胶裂解酶10-15份稀释剂50-80份氢氧化钾5-10份表面活性剂3-8份碳酸钾8-12份抗静电剂10-15份表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠；稀释剂采用四氯化碳或n，n-二甲基乙酰胺或丙酮；抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐。通过采用上述技术方案，稀释剂作为主要溶剂，当其份数足够多时，碱性果胶裂解酶、氢氧化钾、表面活性剂、碳酸钾以及抗静电剂才能在其中充分分散，棉纤维能够完全浸润在稀释剂中与碱性果胶裂解酶等充分作用；将表面活性剂加入至稀释剂中搅拌后，能发生乳化反应，蜡质会在乳化作用下溶解进稀释剂中；若加入至其中的氢氧化钾份数过多时，则会导致整体溶液碱性过大，使棉纤维在碱性溶液中烧黄；脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠二者之间协同作用，使棉纤维在其作用下充分舒展以降低纤维分子的分散性；其次，十八烷基磺酸钠和脂肪酸聚氧乙烷缩合物中，端部基团都是疏水基，这类表面活性剂分子在溶液中表现处良好的渗透性。本发明还提供了一种棉纤维预处理工艺，s1：沸水浴：将棉纤维放入沸水中浸泡10-30min；s2：预处理剂浸泡：将上述制备好的预处理剂升温至40℃-50℃，将s1中处理后的棉纤维滤水后放入进预处理剂中浸泡1.5-3h；s3：水洗：将s2中处理完毕的棉纤维放置在清水中反复清洗；s4：烘干；将s3中处理完毕的棉纤维处理放置在45℃-50℃下烘干至含水量为8%-10%。通过采用上述技术方案，将棉纤维放置在沸水中进行浸泡，预先对棉纤维中的部分杂质进行清理，如棉籽壳等，棉籽壳在热水的浸泡下溶胀，易于从棉纤维上脱落，其中的部分蜡质也能在热水中发生轻微溶解；其次棉纤维在沸水浴中充分舒展，使后续步骤中预处理剂等能与棉纤维全面接触，充分反应，同时可降低反应时间；将s1中的棉纤维沥干后置入进预处理剂中进行浸泡处理，进一步去除棉纤维中影响吸湿性的果胶、蜡质等，同时降低棉纤维的聚合度，增强吸湿性；处理完毕后将其在清水中洗涤，避免预处理剂吸附在棉纤维上；之后将清洗干净的棉纤维烘干，预处理完毕。作为优选，s1中沸水浴温度为90℃-100℃。通过采用上述技术方案，将沸水浴的温度设定在90-100℃，水温较低时，棉纤维中的蜡质等溶解度极低，且棉纤维也无法在其中充分舒展。作为优选，s1中时间为25-30min。通过采用上述技术方案，将棉纤维在沸水浴中置放25-30min，浸泡时间过短，无法起到预期效果；但浸泡时间过长则影响生产效率且在浸泡后期时，预期效果虽仍有提升但提升不明显；所以将浸泡时间控制在25-30min最佳。作为优选，预处理剂与棉纤维比例为5-8l/kg。通过采用上述技术方案，若预处理剂使用较少，浓度较低时，其中有效物质含量较小，则需耗费较长的时间进行预处理，造成处理效率低下；若预处理剂浓度过高，虽然可减少棉纤维预处理过程中使用的时间，但是最终需要耗费较多的材料，在s3步骤中同样需要较多的水进行洗涤，成本上升。作为优选，s3后增加s3’：检验；s3’：检验：取s3中清洗完毕的棉纤维放置在干净容器中，向干净容器中加入氯，搅拌5-10min后观察干净容器中液体是否泛黄。通过采用上述技术方案，氯具有极强的氧化性，能与蛋白质反应生成氨胺，这种物质为淡黄色；取s3中清洗完毕后的棉纤维，通过向其中加入氯后观测溶液颜色，若溶液颜色黄色较深，表面预处理剂并未完全洗净，s3步骤继续进行。本发明提供了一种棉纤维，由上述棉纤维预处理工艺制备而成。通过采用上述技术方案，利用以上步骤对棉纤维进行处理，经过这种处理的棉纤维具有较好的吸湿性；将处理后的棉纤维取其中一部分，约0.2g，从其接触水面到完全浸湿并下沉，此过程可降低至42s。综上所述，本发明具有以下有益效果：1.将碱性果胶裂解酶、氢氧化钾、碳酸钾以及表面活性剂等加入进稀释剂中调配成棉纤维预处理剂；表面活性剂减小棉纤维的表面张力，使其尽可能的舒展开，之后碱性果胶裂解酶将棉纤维上的果胶裂解去除；其次因为预处理剂中的整体环境是碱性的，所以粘附在棉纤维上的棉籽壳等在碱性溶液中溶胀后易于脱落；2.在预处理操作步骤中，预先将棉纤维放置在沸水中约30min，使棉纤维上的蜡质溶解在热水中从而去除；其次使棉纤维在热水中充分舒展，便于后期预处理剂能快速浸入棉纤维中，使棉纤维与预处理剂接触的更加充分，同时减小s2中的处理时间；3.将预处理完毕后的棉纤维放置在清水中涤洗，将附着在棉纤维上的预处理剂清洗干净；并增加s3，用于检验棉纤维表面的预处理剂是否处理干净。具体实施方式以下对本发明作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1：取50份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用四氯化碳；再取10份碱性果胶裂解酶、5份氢氧化钾、3份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、8份碳酸钾以及10份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例2：取60份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用丙酮；再取13份碱性果胶裂解酶、8份氢氧化钾、6份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、10份碳酸钾以及13份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例3：取80份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用n，n-二甲基乙酰胺；再取15份碱性果胶裂解酶、10份氢氧化钾、8份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、12份碳酸钾以及15份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例4：取70份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用四氯化碳；再取15份碱性果胶裂解酶、9份氢氧化钾、3份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、8份碳酸钾以及10份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例5：取50份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用四氯化碳；再取8份碱性果胶裂解酶、5份氢氧化钾、3份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、8份碳酸钾以及10份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例6：取50份稀释剂放入进干净容器中的，稀释剂采用四氯化碳；再取10份碱性果胶裂解酶、2份氢氧化钾、3份表面活性剂（表面活性剂采用脂肪酸聚氧乙烷缩合物和十八烷基磺酸钠）、8份碳酸钾以及10份抗静电剂（抗静电剂采用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐）分批次倒入进稀释剂中，并加以搅拌直至混合均匀。实施例7：将待处理的棉纤维平摊放置在90℃沸水中，放置25min，期间保持沸水温度在90℃；之后将棉纤维捞出并沥干其中水分，将预处理剂撒入至棉纤维中，每1kg棉纤维（此处涉及到的棉纤维质量为棉纤维未经过沸水浴处理的起始重量）泼洒5l预处理剂，放置1.5小时使棉纤维与预处理剂之间充分反应。将棉纤维从预处理剂中捞出置入进清水中进行洗涤，将附着在棉纤维上的预处理剂清洗干净；清洗3次之后，取一小撮棉纤维并向其中加入氯（氯为有效氯，即具有强氧化性，可采用氯水），搅拌5-10min使棉纤维与氯充分反应后，观测溶液是否发黄，若发黄度较高则说明仍然有较多量的预处理剂附着在棉纤维上，则继续置入进清水中进行漂洗直至漂洗干净。最后将漂洗干净的棉纤维放置在45℃的环境中进行烘烤，直至棉纤维中残存水量约为8%。实施例8：将待处理的棉纤维平摊放置在100℃沸水中，放置30min，期间保持沸水温度在100℃；之后将棉纤维捞出并沥干其中水分，将预处理剂撒入至棉纤维中，每1kg棉纤维（此处涉及到的棉纤维质量为棉纤维未经过沸水浴处理的起始重量）泼洒8l预处理剂，放置3小时使棉纤维与预处理剂之间充分反应。将棉纤维从预处理剂中捞出置入进清水中进行洗涤，将附着在棉纤维上的预处理剂清洗干净；清洗3次之后，取一小撮棉纤维并向其中加入氯（氯为有效氯，即具有强氧化剂，可采用氯水），搅拌5-10min使棉纤维与氯充分反应后，观测溶液是否发黄，若发黄度较高则说明仍然有较多量的预处理剂附着在棉纤维上，则继续置入进清水中进行漂洗直至漂洗干净。最后将漂洗干净的棉纤维放置在50℃的环境中进行烘烤，直至棉纤维中残存水量约为10%。实施例9：将待处理的棉纤维平摊放置在98℃沸水中，放置25min，期间保持沸水温度在98℃；之后将棉纤维捞出并沥干其中水分，将预处理剂撒入至棉纤维中，每1kg棉纤维（此处涉及到的棉纤维质量为棉纤维未经过沸水浴处理的起始重量）泼洒6.5l预处理剂，放置2.5小时使棉纤维与预处理剂之间充分反应。将棉纤维从预处理剂中捞出置入进清水中进行洗涤，将附着在棉纤维上的预处理剂清洗干净；清洗3次之后，取一小撮棉纤维并向其中加入氯（氯为有效氯，即具有强氧化剂，可采用氯水），搅拌5-10min使棉纤维与氯充分反应后，观测溶液是否发黄，若发黄度较高则说明仍然有较多量的预处理剂附着在棉纤维上，则继续置入进清水中进行漂洗直至漂洗干净。最后将漂洗干净的棉纤维放置在50℃的环境中进行烘烤，直至棉纤维中残存水量约为8%。实施例1-实施例6中制备后的预处理剂以实施例9中步骤对棉纤维进行处理，处理的棉纤维起始质量均为5千克，处理完毕之后再次进行称量，并计算失重率（失重率=起始质量-处理后质量/起始质量×100%）后记录在表1。表1：起始质量（kg）处理后质量（kg）失重率（%）实施例154.960.8实施例254.920.16实施例354.910.18实施例454.860.28实施例5550实施例654.990.2根据上表可得结论：经实施例4处理过的棉纤维失重率最高，而实施例5和实施例6制备的预处理剂对棉纤维处理之后，棉纤维近乎没有失重。再次分别将实施例1-实施例6中制备后的预处理剂以实施例9中步骤对棉纤维进行处理，取三股质量相当棉纤维相互交织编织成麻花绳，在麻花绳下方挂设重物，测量其能承受的重物质量，并记录在表2中。表2：麻花绳质量（g）承受最大重物质量（kg）最大重物质量下承受时间实施例116.525min12s实施例216.515min9s实施例316.505min10s实施例416.455min16s实施例516.645min5s实施例616.735min18s未处理16.755min15s根据上表可得结论：经过处理的棉花与未经处理的棉花能承受的最大重物质量虽略有减小，但大体数值几乎相同；由此可见，经过处理的棉纤维在结构强度上并非发生太多改变。取0.2g未经处理的棉纤维以及0.2g处理过后的棉纤维，从距离水面1cm处使两者同时向下做自由落体运动，并分别记录两者从接触水面到完全浸湿开始下沉的时间，并记录在表3中。表3：未处理实施例7实施例8实施例9下落时间（sec）58404038根据以上各表可得结论：经过预处理剂处理得到的棉纤维在结构强度上并非发生太多改变，但是棉纤维中大部分的果胶和蜡质被去除，露出棉纤维中的亲水基团，增加棉纤维的吸湿性，既而将其投入至水中时，减少棉纤维从接触水面到全部浸湿所耗费的时间。当前第1页12