本发明属于植物纤维加工
技术领域：
，具体涉及一种改性大豆纤维的加工方法。
背景技术：
：大豆纤维，是以大豆蛋白为原料加工而成的再生植物蛋白纤维，通过与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混，改变了蛋白质空间结构，使大豆纤维具有羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，以及优良的保暖性和亲肤性，被誉为“新世纪的健康舒适纤维”和“肌肤喜欢的好面料”，是由中国纺织科技人员自主研发而成，被称为世界“第八大人造纤维”，大豆纤维的成功开启了人类利用植物再造纤维的时代。大豆纤维具有细度细、比重轻、表面光滑、耐酸耐碱性强、吸湿导湿性好等优良特点，并且对皮肤无任何刺激，透气性好并且具有一定抗菌性能，为增加大豆纤维耐用性和抗拉伸强度等性能，一般采用与真丝、亚麻和其他纤维混纺方式制成布料，常用于睡衣、衬衫、晚礼服等高档服装，以及t恤、内衣等贴身衣服。但是，大豆纤维耐高温、阻燃性能较差，湿热条件超100℃，干热超170℃，大豆纤维的断裂强度和吸湿等性能会严重下降；大豆纤维中主要成分为纤维素，所制成的大豆纤维比重轻，布料下垂性和抗褶皱性能相对较差，衣服不适宜长期折叠和积压；而且大豆纤维表面光滑，柔顺性能好，但是与其他纤维混纺后相互间摩擦力小，所制成布料耐用性和抗拉伸强度性能较低。技术实现要素：本发明针对现有的问题：大豆纤维耐高温、阻燃性能较差，湿热条件超100℃，干热超170℃，大豆纤维的断裂强度和吸湿性等性能会严重下降；大豆纤维中主要成分为纤维素，所制成的大豆纤维比重轻，布料下垂性和抗褶皱性能相对较差，衣服不适宜长期折叠和积压；而且大豆纤维表面光滑，柔顺性能好，但是与其他纤维混纺后相互间摩擦力小，所制成布料耐用性和抗拉伸强度性能较低。为解决上述问题，本发明提供了一种改性大豆纤维的加工方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种改性大豆纤维的加工方法，包括以下步骤：（1）表面刻蚀：将大豆纤维置于等离子机中进行表面处理，使表面形成不规则的凹坑，与其他纤维混纺后可增加相互间摩擦力，温度为27-30℃，湿度为55%-60%，射频电源功率410-430w，处理时间30-33min，制得刻蚀大豆纤维；（2）浸渍：先将刻蚀大豆纤维浸入活性剂溶液中活化处理，其中含有的多种生物碱可提高大豆纤维表面和微孔活性，增加对处理液有效成分的吸收，温度43-46℃，压强0.4-0.6mpa，时间30-35min，然后再浸入抗菌溶液中进行浸渍，温度60-65℃，压强0.6-0.8mpa，并使用超声波振荡22-25min，取出后烘干9-12min再进行浸渍，反复进行3-4次，提高大豆纤维的抑菌性能，制得浸渍大豆纤维；（3）电离处理：将浸渍大豆纤维浸入处理液中进行电离处理，温度53-56℃，电压120-124v，正负极交替频次1次/2min，时间34-36min，不断变化的电流可提高处理液对大豆纤维的渗透作用，提高大豆纤维中镁、锌、钙离子含量，然后向电离槽中加入硅酸钠溶液进行二次电离，电压70-74v，正负极交替频次3次/2min，处理时间18-22min，使硅酸钠充分与镁、锌、钙离子进行反应生成硅酸盐沉淀，在大豆纤维微孔中固化，可有效提高大豆纤维的比重和阻燃性能，制得电离大豆纤维；（4）高压变温：将电离大豆纤维烘干至水分含量7%-9%，然后置于变温箱中进行变温处理，压强30-40mpa，先在92-95℃条件下低温处理23-26min，再在150-153℃条件下高温处理28-32min，反复进行高、低温处理4-5次，制得变温大豆纤维；在不断的高、低温交替中大豆纤维出现膨胀和收缩，可提高大豆纤维的抗拉伸强度、韧性以及吸潮性能；（5）氧化：变温大豆纤维置于真空罐中进行氧化，抽至真空后通入真空罐体积26%-30%的臭氧，温度84-87℃，时间35-40min，形成氧化保护膜起到固化和抗氧化的作用，制得改性大豆纤维；。步骤（2）所述的活性剂，其各配制成分质量计份为：水100-110份、秋水仙碱2-4份、乌头碱1-3份、麦角新碱0.5-1份、甲壳素1-3份。步骤（2）所述的抗菌溶液，其配制方法为：按照质量计份称取银桦叶20-24份、樟树叶17-21份、常春藤11-15份、雏菊9-12份、桂花7-10份、紫薇5-8份、楝树叶4-7份、半夏2-5份，将配制原料粉碎后加入其总质量6-8倍的水，在74-78℃温度、压强0.7-0.9mpa条件下蒸煮2-3h，过滤后浓缩至原体积的1/4，制得抗菌溶液。步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水100-110份、氯化镁12-15份、氯化锌9-12份、二氧化钛粉5-8份、氯化钙粉4-6份；所述的硅酸钠溶液，其质量浓度为11%-14%，其加入量为处理液质量的8%-10%。本发明相比现有技术具有以下优点：表面刻蚀方法，通过等离子刻蚀可对大豆纤维表面进行轻度腐蚀，使表面形成不规则的凹坑，与其他纤维混纺后可增加相互间摩擦力，提高耐用性和抗拉伸强度性能。浸渍方法，大豆纤维表面和微孔结构活性低，对处理液中有效成分吸收效率低，而活化剂中所含有的多种生物碱通过浸渍可提高大豆纤维表面和内部的活性，提高对处理液中有效成分吸收；而通过在抗菌溶液中超声波振荡浸渍，使大豆蛋白能够吸附抗菌溶液中植物抗菌成分，提高大豆纤维的抑菌性能，而进行反复的超声波振荡浸渍和烘干，可提高大豆纤维对抗菌成分的有效吸附量。电离处理，电离中产生不断变化的电流可提高处理液对大豆纤维的渗透作用，提高大豆纤维中镁、锌、钙离子含量，而加入硅酸钠溶液进行电离，使硅酸钠充分与大豆纤维中镁、锌、钙离子进行反应生成硅酸盐沉淀，使其在大豆纤维微孔中固化，可有效提高大豆纤维的比重和阻燃性能。高压变温方法，将大豆纤维置于变温箱中进行干热变温处理，在不断的高、低温交替中大豆纤维出现膨胀和收缩，可提高大豆纤维的抗拉伸强度、韧性以及吸潮性能，并且能够促进大豆纤维内吸附成分重新排列，提高大豆纤维内部结构的致密性和阻燃性能。氧化方法，臭氧具有较强的氧化性能，可使大豆纤维表面和金属成分氧化，形成保护膜起到固化和抗氧化的作用，并且还可对大豆纤维进行杀菌处理。具体实施方式实施例1：一种改性大豆纤维的加工方法，包括以下步骤：（1）表面刻蚀：将大豆纤维置于等离子机中进行表面处理，使表面形成不规则的凹坑，与其他纤维混纺后可增加相互间摩擦力，温度为28℃，湿度为56%，射频电源功率415w，处理时间31min，制得刻蚀大豆纤维；（2）浸渍：先将刻蚀大豆纤维浸入活性剂溶液中活化处理，其中含有的多种生物碱可提高大豆纤维表面和微孔活性，增加对处理液有效成分的吸收，温度44℃，压强0.43mpa，时间31min，然后再浸入抗菌溶液中进行浸渍，温度61℃，压强0.65mpa，并使用超声波振荡23min，取出后烘干10min再进行浸渍，反复进行3次，提高大豆纤维的抑菌性能，制得浸渍大豆纤维；（3）电离处理：将浸渍大豆纤维浸入处理液中进行电离处理，温度54℃，电压121v，正负极交替频次1次/2min，时间35min，不断变化的电流可提高处理液对大豆纤维的渗透作用，提高大豆纤维中镁、锌、钙离子含量，然后向电离槽中加入硅酸钠溶液进行二次电离，电压72v，正负极交替频次3次/2min，处理时间19min，使硅酸钠充分与镁、锌、钙离子进行反应生成硅酸盐沉淀，在大豆纤维微孔中固化，可有效提高大豆纤维的比重和阻燃性能，制得电离大豆纤维；（4）高压变温：将电离大豆纤维烘干至水分含量7.3%，然后置于变温箱中进行变温处理，压强34mpa，先在93℃条件下低温处理24min，再在151℃条件下高温处理29min，反复进行高、低温处理4次，制得变温大豆纤维；在不断的高、低温交替中大豆纤维出现膨胀和收缩，可提高大豆纤维的抗拉伸强度、韧性以及吸潮性能；（5）氧化：变温大豆纤维置于真空罐中进行氧化，抽至真空后通入真空罐体积27%的臭氧，温度85℃，时间36min，形成氧化保护膜起到固化和抗氧化的作用，制得改性大豆纤维；。步骤（2）所述的活性剂，其各配制成分质量计份为：水102份、秋水仙碱2.1份、乌头碱1.2份、麦角新碱0.6份、甲壳素1.4份。步骤（2）所述的抗菌溶液，其配制方法为：按照质量计份称取银桦叶21份、樟树叶18份、常春藤12份、雏菊10份、桂花8份、紫薇6份、楝树叶5份、半夏3份，将配制原料粉碎后加入其总质量6.5倍的水，在75℃温度、压强0.75mpa条件下蒸煮2.5h，过滤后浓缩至原体积的1/4，制得抗菌溶液。步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水103份、氯化镁13份、氯化锌10份、二氧化钛粉6份、氯化钙粉4.6份；所述的硅酸钠溶液，其质量浓度为12%，其加入量为处理液质量的8.2%。实施例2：本实施例2与实施例1比较，步骤变化在以下方面：步骤（1）所述的表面处理，其参数为：温度为29℃，湿度为58%，射频电源功率427w，处理时间32min。步骤（2）浸渍，其方法为：先进行活化处理，温度45℃，压强0.58mpa，时间34min，然后再浸入抗菌溶液中进行浸渍，温度64℃，压强0.78mpa，并使用超声波振荡24min，取出后烘干11min再进行浸渍，反复进行4次。步骤（2）所述的活性剂，其各配制成分质量计份为：水109份、秋水仙碱3.8份、乌头碱2.7份、麦角新碱0.8份、甲壳素2.5份。步骤（2）所述的抗菌溶液，其配制方法为：按照质量计份称取银桦叶23份、樟树叶20份、常春藤14份、雏菊11份、桂花9份、紫薇7份、楝树叶6份、半夏4份，将配制原料粉碎后加入其总质量7.5倍的水，在77℃温度、压强0.87mpa条件下蒸煮3h，过滤后浓缩至原体积的1/4，制得抗菌溶液。步骤（3）所述的电离处理，其方法为：先在处理液中进行电离处理，温度55℃，电压123v，正负极交替频次1次/2min，时间36min，然后向电离槽中加入硅酸钠溶液进行二次电离，电压73v，正负极交替频次3次/2min，处理时间21min。步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水108份、氯化镁14份、氯化锌11份、二氧化钛粉7份、氯化钙粉5.7份；所述的硅酸钠溶液，其质量浓度为13%，其加入量为处理液质量的9.4%。步骤（4）所述的变温，其参数为：压强38mpa，先在94℃条件下低温处理25min，再在152℃条件下高温处理31min，反复进行高、低温处理5次。步骤（5）所述的氧化，其参数为：通入真空罐体积29%的臭氧，温度86℃，时间39min。对比1：本对比1与实施例1比较，未进行步骤（1）中表面处理，其他步骤与实施例1相同。对比2：本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）中活化处理，其步骤与实施例1相同。对比3：本对比3与实施例2比较，未进行步骤（3）电离处理，其他步骤与实施例2相同。对比4：本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）中变温处理，其他步骤与实施例2相同。对比5：本对比5与实施例2比较，未进行步骤（5）中氧化，其他步骤与实施例2相同。对照组：以未改性前大豆纤维为参照。对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组实验方案，统计大豆纤维的比重、断裂强度、断裂伸长率和极限氧指数进行对比。实验数据：项目比重g/cm3断裂强度cn/dtex断裂伸长率%极限氧指数%实施例11.765.618.229.4实施例21.755.318.529.1对比11.744.718.129.2对比21.595.418.427.9对比31.495.116.826.5对比41.654.515.728.2对比51.724.917.127.9对照组1.233.212.623.2综合结果：本发明方法所制得大豆纤维，与对照组比较，比重增加0.53g/cm3，断裂强度提高2.4cn/dtex，断裂伸长率提高5.9%，极限氧指数提高6.2%。使用表面刻蚀方法，可提高断裂强度为0.9cn/dtex；使用活化处理，可提高比重为0.17g/cm3，极限氧指数提高1.5%；而使用电离和变温处理，比重提高0.26g/cm3、0.10g/cm3，断裂强度提高0.2cn/dtex、0.8cn/dtex，断裂伸长率提高1.7%、2.8%，极限氧指数提高2.6%、0.9%；而氧化方法，断裂伸长率提高1.4%，极限氧指数提高1.2%。当前第1页12