本发明属于人造纤维丝
技术领域：
，具体涉及一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法。
背景技术：
：纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上，是丰富的自然资源，其可以大量应用于纺织领域。但由于其自身的特性，其不能够溶解于水等普通的溶剂中，同时加热也不会像普通塑料一样有塑化现象，因此其应用带来了巨大的难题；此外大多数利用植物纤维生产人造纤维，其成本相对较高，制备过程较为复杂，同时得到的纤维丝其强度相对较低，力学性能较差，应用范围较为狭窄。针对上述专利存在的问题，本发明研发了一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝能够很好的解决上面提到的问题。技术实现要素：为了达到
背景技术：
中的目的，本发明提出的一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法；本发明通过如下的技术方案实现的,一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法法，包括以下步骤：（1）植物纤维的制备将收集的植物，进行干燥，干燥后，将其进行粉碎，其颗粒大小控制在50-100目，然后将其加入浓度为2-5%的强碱溶液中，进行浸泡1-2天，浸泡完全后，进行过滤，得到滤渣，然后将滤渣浸泡于浓度为1-2%的双氧水溶液中，进行浸泡1-2天，浸泡完全后，将其进行过滤，得到的滤渣用自来水进行清洗2-3次，然后将其进行烘干，烘干后得到的物质就是植物纤维素；（2）人造纤维丝浆料的制备将反应釜温度控制在40-50℃，转速为200-300rpm，将质量份数为100-120份的铜铵溶液加入反应反应釜中后，将步骤（1）中制备的20-30份的植物纤维素缓慢的加入反应釜中，待其完全溶解后，将4-6份的增强剂、2-4份的增韧剂、1-2份的抗菌剂加入反应釜中，进行搅拌反应1-2小时后，得到混合物，该混合物就是人造纤维丝浆料；（3）高强度人造纤维丝的制备将步骤（2）中制备的浆料加入喷丝机中，然后将喷出的丝，通过浓度为30-40%的强碱溶液中，其通过时间控制在3-5秒，然后再将丝线通过浓度为20-30%的强酸溶液中，其通过时间控制在2-4秒，然后将丝线通过温度为120-150℃的恒温干燥箱中，进行干燥，控制干燥时间为4-8秒，然后将丝线进行高速纺丝，得到的丝线就是高强度人造纤维丝。进一步地，所述的强碱溶液为：将质量份数为5-10份的氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、磷酸氢钠、氢氧化铊中的一种或几种和自来水，配置成所需要浓度的溶液，该溶液就是强碱溶液。进一步地，所述的强酸溶液为：将质量份数为20-30份的浓硫酸、盐酸、高锰酸、硝酸、溴化氢、高氯酸中的一种或两种和70-80份的自来水进行混合均匀后得到的溶液，该溶液就是强酸溶液。进一步地，所述的增强剂为：将质量份数为6-8份的聚丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯乙酯共聚物、4-5份的聚氨酯、3-6份的聚苯乙烯、5-8份的聚酰胺、40-60份的丙酮溶液加入反应釜中进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增强剂。进一步地，所述的增韧剂为：将质量份数为10-15份的聚乙烯醇、4-5份的聚环氧树脂、3-6份的聚醋酸纤维、40-60份的自来水加入反应釜中，在80-90℃条件下进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增韧剂。进一步地，所述的抗菌剂为：将质量份数计的4-6份的磷酸钠铵、6-8份的维生素e、3-5份的甲壳素、5-8份的硝酸银、20-30份的水加入反应釜中进行混合，待其完全溶解后得到的物质，该物质就是抗菌剂。进一步地，所述的植物为：棉花、水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、树枝、树叶、草、大麻、亚麻、黄麻中的一种或几种。有益效益本发明利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝，以植物纤维作为原材料，其原材料来源广泛，成本相对较低，同时其制备工艺较为简单，此外，通过加入增强剂和增韧剂等物质，有效的提高了人造纤维丝的力学性能，促使其应用范围较为扩大。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合实验数据，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。实施例1一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法法，包括以下步骤：（1）植物纤维的制备将收集的植物，进行干燥，干燥后，将其进行粉碎，其颗粒大小控制在100目，然后将其加入浓度为5%的强碱溶液中，进行浸泡2天，浸泡完全后，进行过滤，得到滤渣，然后将滤渣浸泡于浓度为2%的双氧水溶液中，进行浸泡2天，浸泡完全后，将其进行过滤，得到的滤渣用自来水进行清洗3次，然后将其进行烘干，烘干后得到的物质就是植物纤维素；（2）人造纤维丝浆料的制备将反应釜温度控制在50℃，转速为300rpm，将质量份数为120份的铜铵溶液加入反应反应釜中后，将步骤（1）中制备的30份的植物纤维素缓慢的加入反应釜中，待其完全溶解后，将6份的增强剂、4份的增韧剂、2份的抗菌剂加入反应釜中，进行搅拌反应2小时后，得到混合物，该混合物就是人造纤维丝浆料；（3）高强度人造纤维丝的制备将步骤（2）中制备的浆料加入喷丝机中，然后将喷出的丝，通过浓度为40%的强碱溶液中，其通过时间控制在5秒，然后再将丝线通过浓度为30%的强酸溶液中，其通过时间控制在4秒，然后将丝线通过温度为150℃的恒温干燥箱中，进行干燥，控制干燥时间为8秒，然后将丝线进行高速纺丝，得到的丝线就是高强度人造纤维丝。进一步地，所述的强碱溶液为：将质量份数为5份的氢氧化钠和95份的自来水，配置成所浓度为5%的强碱溶液，以及将质量份数为8份的氢氧化钠和12份的自来水，配置成所浓度为40%的强碱溶液。进一步地，所述的强酸溶液为：将质量份数为30份的浓硫酸和70份的自来水进行混合均匀后得到的溶液，该溶液就是强酸溶液。进一步地，所述的增强剂为：将质量份数为8份的聚丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯乙酯共聚物、5份的聚氨酯、6份的聚苯乙烯、8份的聚酰胺、60份的丙酮溶液加入反应釜中进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增强剂。进一步地，所述的增韧剂为：将质量份数为15份的聚乙烯醇、5份的聚环氧树脂、6份的聚醋酸纤维、60份的自来水加入反应釜中，在90℃条件下进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增韧剂。进一步地，所述的抗菌剂为：将质量份数计的6份的磷酸钠铵、8份的维生素e、5份的甲壳素、8份的硝酸银、30份的水加入反应釜中进行混合，待其完全溶解后得到的物质，该物质就是抗菌剂。进一步地，所述的植物为：棉花。实施例2一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法法，包括以下步骤：（1）植物纤维的制备将收集的植物，进行干燥，干燥后，将其进行粉碎，其颗粒大小控制在50目，然后将其加入浓度为2%的强碱溶液中，进行浸泡1天，浸泡完全后，进行过滤，得到滤渣，然后将滤渣浸泡于浓度为1%的双氧水溶液中，进行浸泡1天，浸泡完全后，将其进行过滤，得到的滤渣用自来水进行清洗2次，然后将其进行烘干，烘干后得到的物质就是植物纤维素；（2）人造纤维丝浆料的制备将反应釜温度控制在40℃，转速为200rpm，将质量份数为100份的铜铵溶液加入反应反应釜中后，将步骤（1）中制备的20份的植物纤维素缓慢的加入反应釜中，待其完全溶解后，将4份的增强剂、2份的增韧剂、1份的抗菌剂加入反应釜中，进行搅拌反应1小时后，得到混合物，该混合物就是人造纤维丝浆料；（3）高强度人造纤维丝的制备将步骤（2）中制备的浆料加入喷丝机中，然后将喷出的丝，通过浓度为30%的强碱溶液中，其通过时间控制在3秒，然后再将丝线通过浓度为20%的强酸溶液中，其通过时间控制在2秒，然后将丝线通过温度为120℃的恒温干燥箱中，进行干燥，控制干燥时间为4秒，然后将丝线进行高速纺丝，得到的丝线就是高强度人造纤维丝。进一步地，所述的强碱溶液为：将质量份数为8份的氢氧化钠和392份的自来水，配置成所浓度为2%的强碱溶液，以及将质量份数为6份的氢氧化钠和14份的自来水，配置成所浓度为30%的强碱溶液。进一步地，所述的强酸溶液为：将质量份数为20份的盐酸和80份的自来水进行混合均匀后得到的溶液，该溶液就是强酸溶液。进一步地，所述的增强剂为：将质量份数为8份的聚丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯乙酯共聚物、5份的聚氨酯、6份的聚苯乙烯、8份的聚酰胺、60份的丙酮溶液加入反应釜中进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增强剂。进一步地，所述的增韧剂为：将质量份数为15份的聚乙烯醇、5份的聚环氧树脂、6份的聚醋酸纤维、60份的自来水加入反应釜中，在90℃条件下进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增韧剂。进一步地，所述的抗菌剂为：将质量份数计的6份的磷酸钠铵、8份的维生素e、5份的甲壳素、8份的硝酸银、30份的水加入反应釜中进行混合，待其完全溶解后得到的物质，该物质就是抗菌剂。进一步地，所述的植物为：玉米秸秆。实施例3一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法法，包括以下步骤：（1）植物纤维的制备将收集的植物，进行干燥，干燥后，将其进行粉碎，其颗粒大小控制在60目，然后将其加入浓度为5%的强碱溶液中，进行浸泡1天，浸泡完全后，进行过滤，得到滤渣，然后将滤渣浸泡于浓度为2%的双氧水溶液中，进行浸泡2天，浸泡完全后，将其进行过滤，得到的滤渣用自来水进行清洗2次，然后将其进行烘干，烘干后得到的物质就是植物纤维素；（2）人造纤维丝浆料的制备将反应釜温度控制在45℃，转速为200rpm，将质量份数为110份的铜铵溶液加入反应反应釜中后，将步骤（1）中制备的20份的植物纤维素缓慢的加入反应釜中，待其完全溶解后，将5份的增强剂、2份的增韧剂、2份的抗菌剂加入反应釜中，进行搅拌反应1小时后，得到混合物，该混合物就是人造纤维丝浆料；（3）高强度人造纤维丝的制备将步骤（2）中制备的浆料加入喷丝机中，然后将喷出的丝，通过浓度为35%的强碱溶液中，其通过时间控制在3秒，然后再将丝线通过浓度为25%的强酸溶液中，其通过时间控制在4秒，然后将丝线通过温度为130℃的恒温干燥箱中，进行干燥，控制干燥时间为4秒，然后将丝线进行高速纺丝，得到的丝线就是高强度人造纤维丝。进一步地，所述的强碱溶液为：将质量份数为5份的氢氧化钠和95份的自来水，配置成所浓度为5%的强碱溶液，以及将质量份数为7份的氢氧化钠和13份的自来水，配置成所浓度为35%的强碱溶液。进一步地，所述的强酸溶液为：将质量份数为25份的硝酸和75份的自来水进行混合均匀后得到的溶液，该溶液就是强酸溶液。进一步地，所述的增强剂为：将质量份数为7份的聚丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯乙酯共聚物、4份的聚氨酯、5份的聚苯乙烯、8份的聚酰胺、45份的丙酮溶液加入反应釜中进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增强剂。进一步地，所述的增韧剂为：将质量份数为12份的聚乙烯醇、5份的聚环氧树脂、4份的聚醋酸纤维、40份的自来水加入反应釜中，在90℃条件下进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增韧剂。进一步地，所述的抗菌剂为：将质量份数计的5份的磷酸钠铵、8份的维生素e、4份的甲壳素、8份的硝酸银、25份的水加入反应釜中进行混合，待其完全溶解后得到的物质，该物质就是抗菌剂。进一步地，所述的植物为：大麻。实施例4一种利用植物纤维素制备高强度人造纤维丝的方法法，包括以下步骤：（1）植物纤维的制备将收集的植物，进行干燥，干燥后，将其进行粉碎，其颗粒大小控制在100目，然后将其加入浓度为4%的强碱溶液中，进行浸泡2天，浸泡完全后，进行过滤，得到滤渣，然后将滤渣浸泡于浓度为2%的双氧水溶液中，进行浸泡1天，浸泡完全后，将其进行过滤，得到的滤渣用自来水进行清洗3次，然后将其进行烘干，烘干后得到的物质就是植物纤维素；（2）人造纤维丝浆料的制备将反应釜温度控制在40℃，转速为250rpm，将质量份数为120份的铜铵溶液加入反应反应釜中后，将步骤（1）中制备的25份的植物纤维素缓慢的加入反应釜中，待其完全溶解后，将6份的增强剂、3份的增韧剂、2份的抗菌剂加入反应釜中，进行搅拌反应1小时后，得到混合物，该混合物就是人造纤维丝浆料；（2）高强度人造纤维丝的制备将步骤（2）中制备的浆料加入喷丝机中，然后将喷出的丝，通过浓度为35%的强碱溶液中，其通过时间控制在4秒，然后再将丝线通过浓度为20%的强酸溶液中，其通过时间控制在2秒，然后将丝线通过温度为150℃的恒温干燥箱中，进行干燥，控制干燥时间为6秒，然后将丝线进行高速纺丝，得到的丝线就是高强度人造纤维丝。进一步地，所述的强碱溶液为：将质量份数为8份的氢氧化钠和192份的自来水，配置成所浓度为4%的强碱溶液，以及将质量份数为7份的氢氧化钠和13份的自来水，配置成所浓度为35%的强碱溶液。进一步地，所述的强酸溶液为：将质量份数为20份的高氯酸和80份的自来水进行混合均匀后得到的溶液，该溶液就是强酸溶液。进一步地，所述的增强剂为：将质量份数为6份的聚丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯乙酯共聚物、4份的聚氨酯、6份的聚苯乙烯、7份的聚酰胺、60份的丙酮溶液加入反应釜中进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增强剂。进一步地，所述的增韧剂为：将质量份数为10份的聚乙烯醇、4份的聚环氧树脂、6份的聚醋酸纤维、45份的自来水加入反应釜中，在85℃条件下进行溶解，溶解后得到的混合溶液就是增韧剂。进一步地，所述的抗菌剂为：将质量份数计的6份的磷酸钠铵、7份的维生素e、3份的甲壳素、6份的硝酸银、20份的水加入反应釜中进行混合，待其完全溶解后得到的物质，该物质就是抗菌剂。进一步地，所述的植物为：黄麻。实验分析：1、力学性能测试将实施例1-4制备的人造纤维丝和市场售卖的人造纤维丝进行力学性能测试,其测试结果如下表所示：项目实施例1实施例2实施例3实施例4市场售卖的人造纤维强度（mpa）325327326326301耐磨性能（g/1000rpm）0.140.130.140.120.34韧性（%）421436441432367从上表可以看出，实施例1-4制备的人造纤维丝其强度、耐磨、韧性较市场售卖的人造纤维丝更高，因此其使用寿命更长，使用范围更加的广泛。最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。当前第1页12