本发明涉及高强度阻燃秸秆纤维及其制造方法。
背景技术：
纤维被用于高质量的衣料是由于其具有特色的光泽、比重和优良的触摸感觉。通常，纤维是通过在硫酸和硫酸锌的水溶液中，将一种纤维素黄原酸钠水溶液进行纺丝而制造的，所述纤维素黄原酸钠水溶液是通过使用二硫化碳(cs2)将纤维素溶解于苛性钠溶液中制备的。但是，制造纤维是很困难的，例如，在生产纤维的过程中，会产生高毒性物质，如二硫化碳。另外，因为在内层和外层之间，甚至相同的纤丝之间往往也会存在色差，所以很难制造出纯色的纤维产品。
同时，具有阻燃性的纤维素或其制造方法，都是通过促进碳化来提高阻燃性的研究。另外，最近部分文献提出了利用通过运用人造丝的纺丝技术将纤维素与玻璃质进行复合，即便纤维素发生分解也会有玻璃质残留、由此使燃烧停止的数个技术。但上述技术存在的问题是玻璃质对环境有极大的污染，同时制造的纤维强度不大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有高强度阻燃且对环境友好的秸秆纤维及其制造方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
高强度阻燃秸秆纤维，包含成分如下：秸秆、竹原纤维、阻燃剂、增韧剂、氧化物。
各组分重量份数为，0.5-2份秸秆、5-14份竹原纤维、0.4-0.8份阻燃剂、1.2-3份增韧剂、0.8-1.2份氧化物。
优选的，各组分重量份数为，1.2份秸秆、10份竹原纤维、0.6份阻燃剂、2份增韧剂、1份氧化物。
所述的秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、甘蔗秸秆中的一种或多种。
所述的阻燃剂为硅酸钠、硝酸钙、碳酸钙、氯化钙中的一种或多种。
所述的增韧剂为羧基丁腈橡胶、聚氯乙烯、聚酰胺树脂、醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
所述的氧化物为氧化硅、氧化钛、氧化钡中的一种或多种。
所述的纤维的比重为1.35-1.43gm/cm3。
所述的纤维的结晶度为18-35%。
高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5-2份秸秆、5-14份竹原纤维、0.4-0.8份阻燃剂、1.2-3份增韧剂、0.8-1.2份氧化物，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为55-60m/min、拉伸率为55-60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为2.8-3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸95-105g/升、硫酸锌10-14g/升、硫酸钠300-340g/升，温度为50-55℃。热水浴的温度为90-100℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用60-70℃的恒温干燥机干燥5-6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08-0.14％、碳酸钠质量为0.31-0.35％的水溶液（浴温为40-45℃、ph为5-10），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用90-100℃的恒温干燥机干燥40-70分钟，获得纤维。
具有以下有益效果：
本发明的高强度阻燃秸秆纤维具有很好的强度和阻燃性，所制造的纤维基本上含有的都是环境友好型物质，可以快速降解。
具体实施方式
实施例1
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例2
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含2份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例3
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、14份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例4
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.8份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例5
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、3份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例6
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、1.2份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例7
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含2份小麦秸秆、14份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例8
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含2份小麦秸秆、14份竹原纤维、0.8份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例9
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含2份小麦秸秆、14份竹原纤维、0.8份硅酸钠、3份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例10
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含2份小麦秸秆、14份竹原纤维、0.8份硅酸钠、3份羧基丁腈橡胶、1.2份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例11
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含1.2份小麦秸秆、10份竹原纤维、0.6份硅酸钠、2份羧基丁腈橡胶、1份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为7.45），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例12
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为5.03），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例13
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为6.23），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例14
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为8.36），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
实施例15
本实施例的应用于高强度阻燃秸秆纤维的制造方法，包括以下步骤：
a．在所述粘胶原液中添加含有含0.5份小麦秸秆、5份竹原纤维、0.4份硅酸钠、1.2份羧基丁腈橡胶、0.8份氧化硅，从而制成混合粘胶液的工序；
b.以纺丝速度为60m/min、拉伸率为60％对上述混合粘胶液进行纺丝，获得纤度约为3.1dtex的纤维。纺丝浴的组成为硫酸105g/升、硫酸锌13g/升、硫酸钠320g/升，温度为55℃。热水浴的温度为90℃。从喷丝头挤出上述混合粘胶液，制得长纤维束。
c.使用切割机将上述长纤维束切成纤维长度为48mm进行处理。按热水处理、漂白、酸洗、水洗的顺序实施。将多余的水分除去，用70℃的恒温干燥机干燥6h。
d.使用含有硫酸氢钠质量为0.08％、碳酸钠质量为0.35％的水溶液（浴温为45℃、ph为9.68），在该水溶液中浸渍上述干燥后的被处理纤维45秒钟。此时，浴比为使被处理纤维的质量与上述水溶液的质量达到1∶16的比例。接着，对上述被处理纤维进行水洗，并实施脱水。最后，利用95℃的恒温干燥机干燥50分钟，获得纤维。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例进行各种修改，并将在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
阻燃性测试
扩展成板状的纤维，由其下方2.5cm直接接触打火机的火焰（火焰长度为3cm），观察此时的纤维。火焰相对于纤维块垂直地接触。
评价样品，如下制作：利用梳理机将原棉1～3g开纤而制成纤维网，并将其制成块状。根据观察结果，阻燃性按照以下4档进行评价。
a、即便接近火焰也仅是火焰接触的部分燃烧的状态，并未进一步燃烧
b、接近火焰时，火焰在块状表面有若干经过，当拿开火焰时，火熄灭
c、接近火焰时，火焰在块状表面经过，即便拿开火焰，也有续燃
d、接近火焰时，燃烧扩展
各实施例的原料组成及阻燃性数据如下表1所示：
纤维的力学性能数据如下表2所示：