一种基于离子液体的婴幼儿用新型改性棉纤维及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤 维及其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 众所周知，婴幼儿的服装种类非常多，因为婴幼儿在生长过程中体型、生理、心理 等方面在不同时期的特征变化较大，对应的婴幼儿服装的基本形态、品种、用途、制作工艺、 面料都不同，因而服装的风格与特色千变万化，十分丰富。
[0003] 婴幼儿时期是人一生中最娇嫩脆弱的时期，也是迅速生长发育时期，新陈代谢旺 盛，但各器官发育不完善，功能不成熟，免疫功能低下，防御机制差。针对婴儿睡眠多、发汗 多、排泄多、皮肤细嫩敏感的特点，传统的婴幼儿时期的服装多以保暖、吸湿透气、柔软有弹 性、易清洁功能的材料为主。
[0004] 虽然目前现代纺织技术的革新使得服装面料的结构出现了很大的变化，但是婴幼 儿服装的选择目前还是以卫生、舒适的天然纤维为主，如棉、麻、丝、毛，尤其是棉纤维是婴 幼儿服装面料的主要材料。
[0005] 棉纤维属于天然短纤维，纤细柔软，可纺性好，主要成分是纤维素大分子，分子间 依靠分子引力、氢键、化学键等结合而成，纤维内部存在大量空气，因此棉纤维具有良好的 柔软性、保暖性、吸湿性和导电性，但是抗皱性较差、耐用性不够好，而且易发霉，性能单一， 难以满足日益增长的消费者需求，因此对棉纤维进行研究改性，提高棉纤维的附加值使其 更加很好的服务于婴幼儿，显的尤为重要。
[0006] 棉纤维的改性技术很多，如复合混纺技术、酸碱处理、气相处理、化学反应和生物 技术等，然而由于用于婴幼儿服装的特殊性，为了保证棉纤维绿色天然的特性，因此对于棉 纤维的改性技术时需要不使用或者很少使用化学有毒试剂。
[0007] 中国专利CN103821007B(公开日）公开的以离子液体为催化剂协同催化进行织物 无甲醛免烫的方法，将含无甲醛免烫整理剂、离子液体和催化剂制成整理浴，将棉织物两浸 两乳，烘干烘焙得到免烫的棉织物。中国专利CN103628310A(公开日2014. 3. 12)公开的 一种棉织物的增深染色方法，将棉织物浸渍于离子液体中预处理，冷热交替清洗干净后，染 色，得到增深的棉织物。中国专利CN103710978A(公开日2014. 4. 9)公开的一种绿色多功 能纯棉织物的制备方法，将干净的羊毛溶于离子液体中得到混合溶液，将棉织物浸渍在混 合溶液中进行整理，经烘干烘焙、清洗，得到具有抗紫外线功能的棉织物。由上述现有技术 可知，通过离子液体作为介质，可以对棉织物进行多功能整理，但目前基于离子液体的多功 能棉织物在制备过程中多少离不开有毒的化学试剂，因此制备的功能性棉产品并不适合于 制备婴幼儿服装。
【发明内容】
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[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维及其 制备方法，将棉纤维经球磨和等离子体预处理后得到开松活化的棉纤维，再将棉纤维溶于 含有纤维素和蚕丝蛋白的离子溶液中，浸乳，充分水解得到婴幼儿用改性棉纤维。该婴幼儿 用改性棉纤维通过改性淀粉在纤维的表面和内部接枝了纤维素和蚕丝蛋白，提高了棉纤维 的抗皱耐洗亲肤的性能，而且保留了棉纤维原有的优良的物理特性，整个改性过程无有毒 化学物质，离子液体可充分回收，绿色无害，天然环保。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0010] -种基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维，其特征在于，所述婴幼儿用改性棉纤 维中含有纤维素和蚕丝蛋白，所述纤维素和蚕丝蛋白分布于棉纤维的表面及内部，所述纤 维素和蚕丝蛋白是基于离子液体制备，所述婴幼儿用改性棉纤维的原料是基于球磨和等离 子体处理的棉纤维。
[0011] 优选地，所述纤维素和蚕丝蛋白是以废弃的棉花和蚕丝为原料制备。
[0012] 本发明还提供一种基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维的制备方法，其特征在 于：包括以下步骤：
[0013] (1)将棉纤维去除表面的杂质，清洗干净，经球磨处理，得到预开松的棉纤维，将预 开松的棉纤维经低温氧等离子体处理，得到表面活性化的棉纤维；
[0014] (2)将打散的棉花置于离子液体溶液中，85-95°C水浴加热搅拌至完全溶解，然后 加入废旧的蚕丝，继续85-95°C水浴加热搅拌至完全溶解，再加入改性淀粉，充分搅拌，过滤 得到纤维素蛋白混合溶液；
[0015] (3)将步骤（1)制备的表面活性化的棉纤维浸渍于步骤（2)制备的纤维素蛋白混 合溶液中，浸渍，取出，水洗烘干得到基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维。
[0016] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，球磨处理的转速为100-200rpm/min， 时间为2-5min。
[0017] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，低温氧等离子体处理的功率为 100-150W，时间为 30-50s。
[0018] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，棉花、蚕丝、改性淀粉和离子液体的 重量比为 1:0. 5-0. 8:3-6:15-25。
[0019] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，改性淀粉为环状糊精。
[0020] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，纤维素的结晶度为55-75%，蚕丝蛋 白的分子量为1800_2500Da。
[0021] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（3)中，浸渍的时间为8-10min，温度为室温。
[0022] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（3)中，水洗为冷水洗涤和热水洗涤各一次。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0024] (1)本发明制备的基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维是基于球磨处理和低温氧 等离子体处理的棉纤维，通过轻微的球磨处理使棉纤维大分子间部分氢键断裂，可以使纤 维的结构松散，有利于改性剂的深入，通过低温氧等离子处理将大量的基态氧和激发态氧 原子轰击棉纤维表面和内部的初生胞壁中的分子，是棉纤维表面的伴生物果胶、蜡质等脱 落，并在棉纤维的表面留下轻微的凹槽，使得棉纤维表面更容易被氧化、接枝，提高棉纤维 的吸附性能。
[0025] (2)本发明制备的基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维所用的整理剂是经离子液 体溶液的纤维素和蚕丝蛋白，离子液体的溶液能力十分强，能将棉花和蚕丝充分溶液，快速 有效地得到小分子的纤维素和蚕丝蛋白，使纤维素和蚕丝蛋白能更容易地渗透到棉纤维的 表面和内部，再通过改性淀粉的粘结作用，将纤维素和蚕丝蛋白能更牢固的粘结于棉纤维 的表面及内部，提高改性棉纤维的耐用性能，并赋予改性棉纤维抗皱耐用亲肤等性能。
[0026] (3)本发明制备的基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维中填充了绿色天然的纤维 素和蚕丝蛋白，纤维素与棉纤维的成分一致，蚕丝蛋白也含有许多活性基团，两者都能与棉 纤维间形成氢键、分子引力、化学键，而且本发明中还添加了改性淀粉，改性淀粉既可以作 为粘结剂固化纤维素、蚕丝蛋白与棉纤维的接枝，本身也可以对棉纤维进行改性处理，最重 要的是，经改性处理后的棉纤维保留了原棉纤维原有的物理特性，如吸湿透气、透软亲肤， 但抗皱性能、耐用性能和亲肤性能都有明显的提升。
[0027] (4)本发明的制备方法全程未使用有毒的化学物质，使用的离子液体也充分回收 利用，降低了生产成本，而且制备工艺简便，效果显著，具有推广价值。
【具体实施方式】：
[0028] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0029] 实施例1:
[0030] (1)将棉纤维去除表面的杂质，清洗干净，以100rpm/min的转速球磨处理2min，得 到预开松的棉纤维，将预开松的棉纤维在100W功率下低温氧等离子体处理30s，得到表面 活性化的棉纤维。
[0031] (2)按重量份计，将1份的打散的棉花置于15份的离子液体溶液中，85°C水浴加热 搅拌至完全溶解，然后加入0. 5份的废旧的蚕丝，继续85°C水浴加热搅拌至完全溶解，再加 入3份的0 -环状糊精改性淀粉，充分搅拌，过滤得到纤维素蛋白混合溶液，其中纤维素的 结晶度为75%，蚕丝蛋白的分子量为12500Da。
[0032] (3)将步骤⑴制备的表面活性化的棉纤维浸渍于步骤⑵制备的纤维素蛋白 混合溶液中，浴比1:30,室温浸渍8min，取出，经冷水洗涤和热水洗涤各一次，充分水洗后， 80°C烘干，得到基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维。
[0033] 实施例2 :
[0034] (1)将棉纤维去除表面的杂质，清洗干净，以200rpm/min的转速球磨处理5min，得 到预开松的棉纤维，将预开松的棉纤维在150W功率下低温氧等离子体处理50s，得到表面 活性化的棉纤维。
[0035] (2)按重量份计，将1份的打散的棉花置于25份的离子液体溶液中，9