本發(fā)明涉及一種紡織漿料及其制備方法，特別是涉及一種生態(tài)友好型羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，紡織漿料主要分為淀粉類(lèi)，聚乙烯醇(pva)類(lèi)和聚丙烯酸類(lèi)三大類(lèi)漿料。其中，聚乙烯醇(pva)類(lèi)因具有優(yōu)良的成膜性、粘附性及與其它漿料相溶性好的特點(diǎn)，目前作為主漿料廣泛應(yīng)用于純棉、滌棉、滌粘、錦綸等紗線的上漿使用，且被認(rèn)為是理想漿料。然而隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是歐洲國(guó)家針對(duì)pva漿料難于生物降解，并對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的缺點(diǎn)，已禁止pva作為紡織漿料使用。我國(guó)也提出了在漿紗過(guò)程中不用或少用pva的漿料發(fā)展目標(biāo)。

2、因具有滑爽、柔軟的手感以及高貴典雅的外觀，近年來(lái)高支高密純棉織物受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞。織造高支高密純棉織物所用經(jīng)紗因其線密度較小、拉伸斷裂強(qiáng)度相對(duì)較低，從而使得其漿紗難度相對(duì)較大。為了滿(mǎn)足織造要求，對(duì)于支數(shù)≧60s的高支純棉紗線，目前紡織工業(yè)普遍在使用由聚乙烯醇（pva）類(lèi)漿料、淀粉類(lèi)漿料和聚丙烯酸類(lèi)漿料組成的組合漿料對(duì)其進(jìn)行上漿，且上漿率通常≧13%，從而導(dǎo)致現(xiàn)有漿紗工藝普遍存在調(diào)漿工藝復(fù)雜，上漿率偏高，且大量使用難以生物降解給環(huán)境造成污染的pva類(lèi)漿料等缺點(diǎn)。為了避免pva漿料對(duì)環(huán)境造成污染，簡(jiǎn)化漿紗工藝，降低漿料用量，目前亟需研制開(kāi)發(fā)出漿紗性能優(yōu)異、上漿率較低且退漿廢水易于治理的新型紡織漿料，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)紡織工業(yè)綠色節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略。

3、聚丙烯酸類(lèi)漿料，從樹(shù)脂結(jié)構(gòu)角度分類(lèi)，被分為純丙類(lèi)、醋丙類(lèi)和苯丙類(lèi)三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型聚丙烯酸類(lèi)漿料，從劑型角度分類(lèi)，包括水溶液型、水乳液型和固體粉末型三類(lèi)劑型產(chǎn)品，是由丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和丙烯腈等丙烯類(lèi)單體與醋酸乙烯酯、苯乙烯等乙烯類(lèi)單體組成的一種單體或一種以上的混合單體通過(guò)自由基或離子聚合反應(yīng)制備的聚丙烯酸類(lèi)紡織漿料。由于其結(jié)構(gòu)與性能具有可設(shè)計(jì)性，因而可以滿(mǎn)足不同紗線上漿性能要求，同時(shí)在退漿廢水中的該類(lèi)漿料易于絮凝、回收和被生物降解，因此被認(rèn)為是生態(tài)環(huán)境友好型紡織漿料。與pva類(lèi)漿料和淀粉類(lèi)漿料相比，該類(lèi)漿料的生產(chǎn)成本相對(duì)較高，因而目前主要作為輔助漿料用于各類(lèi)紗線上漿。然而，若能提高其漿紗性能，通過(guò)降低上漿率來(lái)降低其漿紗成本，則該類(lèi)漿料就有望在漿紗成本相對(duì)較高的高支純棉紗線上漿中用作主漿料使用。

4、納米纖維素是一種從天然纖維素中提取的納米級(jí)的纖維或晶體，具有可降解、可再生、無(wú)毒性和高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，可以用于制備各種高附加值的先進(jìn)功能材料。根據(jù)制備方法和來(lái)源的不同，納米纖維素可以分為纖維素納米晶（cnc）、纖維素納米纖維（cnf）和細(xì)菌纖維素（bc）三類(lèi)。這三類(lèi)納米纖維素在結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用方面有一定的差異，其中，cnc是一種具有天然手性的納米棒狀材料，主要由結(jié)晶區(qū)與類(lèi)結(jié)晶區(qū)構(gòu)成，直徑在5－30nm之間，長(zhǎng)度可從100?nm至數(shù)微米不等，長(zhǎng)徑比通常在5－50之間，不存在彎曲纏繞、分叉或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；cnf主要由結(jié)晶區(qū)、類(lèi)結(jié)晶區(qū)和無(wú)定形區(qū)構(gòu)成，直徑約在3-100nm之間，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百微米，長(zhǎng)徑比一般大于10，可能存在分絲、纏繞或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；bc是一種由細(xì)菌產(chǎn)生的具有生物可降解性的天然納米結(jié)構(gòu)高分子材料。現(xiàn)有研究表明，采用納米纖維素對(duì)高分子材料進(jìn)行改性，可以明顯提高高分子材料的力學(xué)性能。然而通過(guò)文獻(xiàn)檢索，到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)采用纖維素納米晶改性聚丙烯酸酯乳液共聚漿料的研究報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料，采用本發(fā)明提供的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料對(duì)60s和80s高支純棉紗線上漿，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的調(diào)漿工藝復(fù)雜，上漿率偏高，且大量使用難以生物降解給環(huán)境造成污染的pva類(lèi)漿料等缺點(diǎn)。

2、一種羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料，其特征在于該漿料是由聚丙烯酸酯乳液共聚漿料、纖維素納米纖維水分散液組成，其中纖維素納米纖維的質(zhì)量用量占聚丙烯酸酯乳液共聚漿料干重質(zhì)量的0.5%-2.5%;上述所述的纖維素納米纖維是由羧甲基取代度為0.34-0.4的羧甲基纖維素水溶液經(jīng)高壓均質(zhì)制備的，其原子力顯微鏡測(cè)試的纖維長(zhǎng)度為500nm-900nm，高度為5nm-10nm；上述所述的聚丙烯酸酯乳液共聚漿料的固含量為30%-50%，是由丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯組成的混合單體以水為溶劑通過(guò)常規(guī)乳液共聚反應(yīng)制備而成，其中丙烯酸質(zhì)量用量占混合單體總質(zhì)量的百分比為2%-5%，丙烯酰胺質(zhì)量用量占混合單體總質(zhì)量的百分比為15%-25%，丙烯酸丁酯質(zhì)量用量占混合單體總質(zhì)量的百分比為20%-40%，甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量用量占混合單體總質(zhì)量的百分比為20%-40%，混合單體中各單體用量質(zhì)量百分比合計(jì)為100%。

3、一種羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料的制備方法，其特征按下述步驟實(shí)施:在羧甲基纖維素納米纖維水分散液中，加入聚丙烯酸酯乳液共聚漿料，然后經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅纯傻玫焦毯啃∮?0%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料，對(duì)上述得到的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料進(jìn)行減壓脫水濃縮，即可得到固含量小于等于45%的纖維素納米晶復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料。

4、本發(fā)明所提供的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料易于生物降解，可以克服目前國(guó)內(nèi)外紡織企業(yè)在對(duì)60s和80s高支純棉漿紗生產(chǎn)工藝中大量使用pva漿料所造成的環(huán)境污染問(wèn)題，且配漿簡(jiǎn)單，在上漿率明顯降低的前提下，采用該漿料對(duì)對(duì)60s和80s高支純棉紗線進(jìn)行上漿，漿紗的綜合織造性能明顯優(yōu)于目前紡織工業(yè)常用組合漿料性能。

5、下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

6、實(shí)施例1:?羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料a的制備

7、稱(chēng)取40克質(zhì)量百分比濃度為1%的羧甲基纖維素納米纖維水分散液，加入100克固含量為40%的聚丙烯酸酯乳液共聚漿料pa-1（由單體丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為5:20:40:35組成的混合單體經(jīng)常規(guī)乳液聚合反應(yīng)制備），室溫?cái)嚢?小時(shí)后，即可得到固含量為28.86%的纖維素納米晶復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料a。將該漿料進(jìn)行減壓脫水，脫水50.22克水后，即可得到固含量為45%的纖維素納米晶復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料a，簡(jiǎn)稱(chēng)漿料a。

8、實(shí)施例2:?羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料b的制備

9、稱(chēng)取66.67克1.5%的羧甲基纖維素納米纖維水分散液，加入100克固含量為40%的聚丙烯酸酯乳液共聚漿料pa-1（由單體丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為5:20:40:35組成的混合單體經(jīng)常規(guī)乳液聚合反應(yīng)制備），室溫?cái)嚢?小時(shí)后，即可得到固含量為24.6%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料b。將該漿料進(jìn)行減壓脫水，脫水64.17克水后，即可得到固含量為40%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料b，簡(jiǎn)稱(chēng)漿料b。

10、實(shí)施例3:?羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料c的制備

11、稱(chēng)取40克1.5%的羧甲基纖維素納米纖維水分散液，加入100克固含量為40%的聚丙烯酸酯乳液共聚漿料pa-2（由單體丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為4:20:36:40組成的混合單體經(jīng)常規(guī)乳液聚合反應(yīng)制備），室溫?cái)嚢?小時(shí)后，即可得到固含量為29%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料c。將該漿料進(jìn)行減壓脫水，脫水38.5克水后，即可得到固含量為40%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料c，簡(jiǎn)稱(chēng)漿料c。

12、實(shí)施例4:漿紗實(shí)驗(yàn)

13、1、漿液準(zhǔn)備：

14、（1）工廠漿紗實(shí)際生產(chǎn)用漿液配制：在2升燒杯中，加入577.8克去離子水，再加入37.5克pva-1799、5克pva-205、50克gm8-60和3克蠟片，配制固含量為13%的漿液，開(kāi)動(dòng)攪拌，并加熱升溫至95℃，繼續(xù)攪拌保溫1h后，供上漿使用。定義該漿液為漿液配方r。

15、（2）羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料的漿液配制：在2升燒杯中，加入固含量為40%的羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料200克，加入800克去離子水，配制固含量為8%的漿液，開(kāi)動(dòng)攪拌，并加熱升溫至95℃，即可供上漿使用。其中，采用漿料a、漿料b和漿料c配制的漿液分別定義為漿液配方a、漿液配方b和漿液配方c.

16、2、漿紗工藝：

17、對(duì)上述配置好的漿液，分別采用y606s單紗漿紗機(jī)在95℃下按漿紗速度為50?m/min，漿紗壓力15kn分別對(duì)60s和80s純棉紗線進(jìn)行上漿。

18、3、漿紗性能測(cè)試

19、依據(jù)gb/t3916—1997紡織品單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試漿紗的拉伸斷裂強(qiáng)度（ts）、拉伸斷裂長(zhǎng)度（bl），計(jì)算漿紗的增強(qiáng)率（tsr）和斷裂減伸率（blr）；依據(jù)fz/t01058—1999，采用往復(fù)式摩輥法測(cè)試漿紗的耐磨擦次數(shù)（art），計(jì)算漿紗的增磨率（arr）；依據(jù)fz/t01089-2000，采用投影技術(shù)法測(cè)試漿紗的毛羽個(gè)數(shù)，計(jì)算毛羽貼伏率（fdr）；按照gb/t9995-1997,紡織材料含水率和回潮率的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試漿紗的回潮率（mrr），按照文獻(xiàn)（于擁軍，漿料配方對(duì)滌棉品種織機(jī)效率和退漿率的影響，棉紡織技術(shù),2020,?48(08)，11-13）測(cè)試漿紗的上漿率（sr）和退漿率（dsr）。

20、4、漿紗性能測(cè)試結(jié)果

21、表1?60s純棉漿紗性能

22、

23、表2?80s純棉漿紗性能

24、

25、由表1和表2中數(shù)據(jù)可以看出，采用羧甲基纖維素納米纖維復(fù)合聚丙烯酸酯乳液共聚漿料對(duì)60s和80s純棉紗線上漿，在上漿率低于工業(yè)配方至少3%的情況下，漿液配方a、漿液配方b和漿液配方c漿紗的各項(xiàng)性能均優(yōu)于工業(yè)配方r。其中，漿液配方c盡管上漿率最低，但其綜合漿紗性能最佳。結(jié)果表明采用單一的漿料c漿料對(duì)高支純棉紗線上漿，不僅可以簡(jiǎn)化配漿操作，降低上漿率，而且還可以提高漿紗性能，因此，可以完全可以替代工業(yè)配方r用于60s和80s純棉紗線上漿使用。

26、上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，做出的變化、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。