本發明涉及一種新材料，更具體的說，涉及一種復合高模量纖維及其制備方法。
背景技術：
隨著科學技術發展，人們在傳統材料的基礎上，根據現代科技的研究成果，開發出新材料。新材料按組分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、先進復合材料四大類。按材料性能分為結構材料和功能材料。結構材料主要是利用材料的力學和理化性能，以滿足高強度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應， 以實現某種功能，如半導體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等。新材料在國防建設上作用重大。例如，超純硅、砷化鎵研制成功，導致大規模和超大規模集成電路的誕生，使計算機運算速度從每秒幾十萬次提高到現在的每秒百億次以上；航空發動機材料的工作溫度每提高100℃，推力可增大24%；隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射，使敵方探測系統難以發現等等。
高濕模量粘膠纖維是新一代粘膠纖維。它克服了普通粘膠纖維濕態時被水溶脹，強度明顯下降，織物洗滌揉搓時易變形，干燥后易收縮，使用中又逐漸伸長，尺寸穩定性差的缺點。是一種具有較高的強度、較低的伸長度和膨化度、較高的濕強度和濕模量的粘膠纖維。高濕模量纖維可以分為兩類。一類為波里諾西克（polynosic）纖維。我國商品名為富強纖維，日本稱之為虎木棉；另一類為變化型高濕模量粘膠纖維，其代表是奧地利Lenzing公司的莫代爾（Modal）纖維。
現有的一些纖維材料制作的雨衣以及由纖維絲織品制得的外套，由于現有的纖維皆為普通的纖維，其制得的雨衣由于塑性能力差，受到拉扯后，雨衣容易變長，變薄，但是不可以回彈收縮，使得雨衣恢復原來的狀態，再者，現有的纖維材料制成的雨衣其剛度小，雨衣的拉扯限度小，容易斷裂，或出現小孔，導致雨衣滲水漏水，其次，普通纖維制得的外套，人們在穿著的時候，由于外套的手感差、并且抗皺性差，不夠堅固耐用，并且在清洗的時候縮水率大，影響了外套的正常尺寸，因此，綜上所述，現有的纖維材料存在模量低，強度小和比重大的問題，不適用于紡織生產中。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明目的是提供一種模量高，強度大和比重小的復合高模量纖維。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種復合高模量纖維，由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花100-120份、劍麻80-110份、亞麻90-110份、羊毛60-90份、兔毛60-90份、氫氧化鈉40-60份、二硫化碳60-80份、聚丙烯晴30-60份、丙烯晴30-40份、瀝青纖維20-40份、石墨烯23-37份、陶瓷粉21-31份、乳膠11-29份、硫酸10-18份、硫酸鈉20-28份和硫酸鋅25-37份。
進一步的，所述種復合高模量纖維由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花120份、劍麻80份、亞麻90份、羊毛60份、兔毛60份、氫氧化鈉40份、二硫化碳60份、聚丙烯晴30份、丙烯晴30份、瀝青纖維20份、石墨烯23份、陶瓷粉21份、乳膠11份、硫酸10份、硫酸鈉20份和硫酸鋅25份。
進一步的，所述種復合高模量纖維由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花100份、劍麻110份、亞麻110份、羊毛90份、兔毛90份、氫氧化鈉60份、二硫化碳80份、聚丙烯晴60份、丙烯晴40份、瀝青纖維40份、石墨烯37份、陶瓷粉31份、乳膠29份、硫酸18份、硫酸鈉28份和硫酸鋅37份。
進一步的，所述種復合高模量纖維由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花110份、劍麻95份、亞麻95份、羊毛75份、兔毛75份、氫氧化鈉50份、二硫化碳70份、聚丙烯晴45份、丙烯晴35份、瀝青纖維30份、石墨烯30份、陶瓷粉26份、乳膠20份、硫酸14份、硫酸鈉24份和硫酸鋅31份。
本發明要解決的另一技術問題為提供一種復合高模量纖維的制備方法，包括以下步驟：
1）棉花100-120份、劍麻80-110份、亞麻90-110份、羊毛60-90份和兔毛60-90份放入水洗機內，經過水洗機反復清洗3-5輪，然后將水洗后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛送入烘干機內，在50-60℃的溫度下熱烘4-6小時，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛干燥，備用；
2）取氫氧化鈉40-60份按重量比例1:5添加水進行稀釋，制得濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，然后將步驟1）干燥后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛放入濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛溶解，制得粘稠的粘膠，備用；
3）將步驟2）制得的黏膠筒通過壓榨機將粘膠內的氫氧化鈉溶液壓榨去除，制得粘膠塊，然后將粘膠塊通過粉碎機進行粉碎，制得疏松的絮狀粘膠，最后將絮狀粘膠暴露在空氣下，使得絮狀粘膠在空氣中氧氣的作用下氧化老化，備用；
4）將步驟3）氧化老化后的絮狀粘膠放入反應釜內，然后取二硫化碳60-80份注入反應釜，使得二硫化碳與絮狀粘膠反應生成纖維素黃酸酯，備用；
5）將步驟4制得的纖維素黃酸酯在濃度為18%的稀堿液內浸泡溶解，制得粘膠液，并將粘膠液靜置放置在溫度為40-43℃的箱體內，持續18-30個小時，使得粘膠液熟成，然后將熟成的粘膠液通過脫泡和過濾處理，使得粘膠液中的氣泡和雜質清除，備用；
6）取聚丙烯晴30-60份、丙烯晴30-40份、瀝青纖維20-40份、石墨烯23-37份、陶瓷粉21-31份和乳膠11-29份投入熔爐內，經過107-125℃的高溫熔融，經過均勻攪拌，制得輔助膠液，然后與步驟5）中制得的粘膠液混合，并通過攪拌機攪拌均勻，制得混合粘膠液，備用；
7）取硫酸10-18份、硫酸鈉20-28份和硫酸鋅25-37份混合制得酸性凝固浴液，然后將步驟6）中的混合粘膠液通過噴絲孔噴出，并落入酸性凝固浴液中，粘膠液中的堿性與酸中和，混合粘膠液凝固成絲，制得纖維絲，備用；
8）將步驟7）制得的纖維絲經過蓄水池水洗、脫硫設備脫硫，以及低溫干燥機在5-15℃下進行低溫干燥，制得復合高模量纖維。
本發明技術效果主要體現在以下方面：通過棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛經過氫氧化鈉浸跡溶解制得粘膠，然后粘膠經過壓榨、粉碎、老化、黃化、溶解、熟成、過濾、脫泡等工序，制得粘膠液，并與聚丙烯晴、丙烯晴、瀝青纖維、石墨烯、陶瓷粉和乳膠混合，制得混合粘膠液，最后通過噴絲口噴出絲線經過硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅制得的酸性凝固浴液中凝固成纖維絲線，并將纖維絲線經過低溫干燥，制得了模量高，強度大和比重小的高模量纖維，適用于紡織業生產。
具體實施方式
實施例1
一種復合高模量纖維，由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花120份、劍麻80份、亞麻90份、羊毛60份、兔毛60份、氫氧化鈉40份、二硫化碳60份、聚丙烯晴30份、丙烯晴30份、瀝青纖維20份、石墨烯23份、陶瓷粉21份、乳膠11份、硫酸10份、硫酸鈉20份和硫酸鋅25份。
一種復合高模量纖維的制備方法，包括以下步驟：
1）棉花120份、劍麻80份、亞麻90份、羊毛60份和兔毛60份放入水洗機內，經過水洗機反復清洗3輪，然后將水洗后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛送入烘干機內，在50℃的溫度下熱烘4小時，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛干燥，備用；
2）取氫氧化鈉40份按重量比例1:5添加水進行稀釋，制得濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，然后將步驟1）干燥后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛放入濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛溶解，制得粘稠的粘膠，備用；
3）將步驟2）制得的黏膠筒通過壓榨機將粘膠內的氫氧化鈉溶液壓榨去除，制得粘膠塊，然后將粘膠塊通過粉碎機進行粉碎，制得疏松的絮狀粘膠，最后將絮狀粘膠暴露在空氣下，使得絮狀粘膠在空氣中氧氣的作用下氧化老化，備用；
4）將步驟3）氧化老化后的絮狀粘膠放入反應釜內，然后取二硫化碳60份注入反應釜，使得二硫化碳與絮狀粘膠反應生成纖維素黃酸酯，備用；
5）將步驟4制得的纖維素黃酸酯在濃度為18%的稀堿液內浸泡溶解，制得粘膠液，并將粘膠液靜置放置在溫度為40℃的箱體內，持續18個小時，使得粘膠液熟成，然后將熟成的粘膠液通過脫泡和過濾處理，使得粘膠液中的氣泡和雜質清除，備用；
6）取聚丙烯晴30份、丙烯晴30份、瀝青纖維20份、石墨烯23份、陶瓷粉21份和乳膠11份投入熔爐內，經過107℃的高溫熔融，經過均勻攪拌，制得輔助膠液，然后與步驟5）中制得的粘膠液混合，并通過攪拌機攪拌均勻，制得混合粘膠液，備用；
7）取硫酸10份、硫酸鈉20份和硫酸鋅25份混合制得酸性凝固浴液，然后將步驟6）中的混合粘膠液通過噴絲孔噴出，并落入酸性凝固浴液中，粘膠液中的堿性與酸中和，混合粘膠液凝固成絲，制得纖維絲，備用；
8）將步驟7）制得的纖維絲經過蓄水池水洗、脫硫設備脫硫，以及低溫干燥機在5℃下進行低溫干燥，制得復合高模量纖維。
實施例2
一種復合高模量纖維，由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花100份、劍麻110份、亞麻110份、羊毛90份、兔毛90份、氫氧化鈉60份、二硫化碳80份、聚丙烯晴60份、丙烯晴40份、瀝青纖維40份、石墨烯37份、陶瓷粉31份、乳膠29份、硫酸18份、硫酸鈉28份和硫酸鋅37份。
一種復合高模量纖維的制備方法，包括以下步驟：
1）棉花100份、劍麻110份、亞麻110份、羊毛90份和兔毛90份放入水洗機內，經過水洗機反復清洗5輪，然后將水洗后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛送入烘干機內，在60℃的溫度下熱烘6小時，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛干燥，備用；
2）取氫氧化鈉60份按重量比例1:5添加水進行稀釋，制得濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，然后將步驟1）干燥后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛放入濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛溶解，制得粘稠的粘膠，備用；
3）將步驟2）制得的黏膠筒通過壓榨機將粘膠內的氫氧化鈉溶液壓榨去除，制得粘膠塊，然后將粘膠塊通過粉碎機進行粉碎，制得疏松的絮狀粘膠，最后將絮狀粘膠暴露在空氣下，使得絮狀粘膠在空氣中氧氣的作用下氧化老化，備用；
4）將步驟3）氧化老化后的絮狀粘膠放入反應釜內，然后取二硫化碳80份注入反應釜，使得二硫化碳與絮狀粘膠反應生成纖維素黃酸酯，備用；
5）將步驟4制得的纖維素黃酸酯在濃度為18%的稀堿液內浸泡溶解，制得粘膠液，并將粘膠液靜置放置在溫度為43℃的箱體內，持續30個小時，使得粘膠液熟成，然后將熟成的粘膠液通過脫泡和過濾處理，使得粘膠液中的氣泡和雜質清除，備用；
6）取聚丙烯晴60份、丙烯晴40份、瀝青纖維40份、石墨烯37份、陶瓷粉31份和乳膠29份投入熔爐內，經過125℃的高溫熔融，經過均勻攪拌，制得輔助膠液，然后與步驟5）中制得的粘膠液混合，并通過攪拌機攪拌均勻，制得混合粘膠液，備用；
7）取硫酸18份、硫酸鈉28份和硫酸鋅37份混合制得酸性凝固浴液，然后將步驟6）中的混合粘膠液通過噴絲孔噴出，并落入酸性凝固浴液中，粘膠液中的堿性與酸中和，混合粘膠液凝固成絲，制得纖維絲，備用；
8）將步驟7）制得的纖維絲經過蓄水池水洗、脫硫設備脫硫，以及低溫干燥機在15℃下進行低溫干燥，制得復合高模量纖維。
實施例3
一種復合高模量纖維，由以下重量份數配比的材料制成，包括棉花110份、劍麻95份、亞麻95份、羊毛75份、兔毛75份、氫氧化鈉50份、二硫化碳70份、聚丙烯晴45份、丙烯晴35份、瀝青纖維30份、石墨烯30份、陶瓷粉26份、乳膠20份、硫酸14份、硫酸鈉24份和硫酸鋅31份。
一種復合高模量纖維的制備方法，包括以下步驟：
1）棉花1010份、劍麻95份、亞麻95份、羊毛75份和兔毛75份放入水洗機內，經過水洗機反復清洗4輪，然后將水洗后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛送入烘干機內，在55℃的溫度下熱烘5小時，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛干燥，備用；
2）取氫氧化鈉50份按重量比例1:5添加水進行稀釋，制得濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，然后將步驟1）干燥后的棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛放入濃度為20%的稀氫氧化鈉熔液，使得棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛溶解，制得粘稠的粘膠，備用；
3）將步驟2）制得的黏膠筒通過壓榨機將粘膠內的氫氧化鈉溶液壓榨去除，制得粘膠塊，然后將粘膠塊通過粉碎機進行粉碎，制得疏松的絮狀粘膠，最后將絮狀粘膠暴露在空氣下，使得絮狀粘膠在空氣中氧氣的作用下氧化老化，備用；
4）將步驟3）氧化老化后的絮狀粘膠放入反應釜內，然后取二硫化碳70份注入反應釜，使得二硫化碳與絮狀粘膠反應生成纖維素黃酸酯，備用；
5）將步驟4制得的纖維素黃酸酯在濃度為18%的稀堿液內浸泡溶解，制得粘膠液，并將粘膠液靜置放置在溫度為42℃的箱體內，持續24個小時，使得粘膠液熟成，然后將熟成的粘膠液通過脫泡和過濾處理，使得粘膠液中的氣泡和雜質清除，備用；
6）取聚丙烯晴45份、丙烯晴35份、瀝青纖維30份、石墨烯30份、陶瓷粉26份和乳膠20份投入熔爐內，經過116℃的高溫熔融，經過均勻攪拌，制得輔助膠液，然后與步驟5）中制得的粘膠液混合，并通過攪拌機攪拌均勻，制得混合粘膠液，備用；
7）取硫酸14份、硫酸鈉24份和硫酸鋅31份混合制得酸性凝固浴液，然后將步驟6）中的混合粘膠液通過噴絲孔噴出，并落入酸性凝固浴液中，粘膠液中的堿性與酸中和，混合粘膠液凝固成絲，制得纖維絲，備用；
8）將步驟7）制得的纖維絲經過蓄水池水洗、脫硫設備脫硫，以及低溫干燥機在5-15℃下進行低溫干燥，制得復合高模量纖維。
實驗例
實驗對象：采用鋼絲纖維、鉛合金纖維、鈦合金纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維、芳綸以及聚乙烯纖維與本申請的復合高模量纖維進行對比。
實驗要求：上述的鋼絲纖維、鉛合金纖維、鈦合金纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維、芳綸、聚乙烯纖維以及本申請的高模量纖維的長度一致，并且橫截面面積一致。
實驗方法：通過對鋼絲纖維、鉛合金纖維、鈦合金纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維、芳綸、聚乙烯纖維以及本申請的高模量纖維進行強度拉伸測試和稱重，在本實驗例中，鋼絲纖維、鉛合金纖維、鈦合金纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維、芳綸、聚乙烯纖維以及本申請的高模量纖維強度測試方法為牽伸測試，并且牽伸測試可為電感應熱牽伸或壓力下加熱牽伸。
具體結果如下表所示：
結合上表，對比不同的纖維在相同的實驗方法下所得的數據，本發明的一種復合高模量纖維的模量達到392GPa，并且其強度和比重相對于鋼絲纖維、鉛合金纖維、鈦合金纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維、芳綸和聚乙烯纖維，效果僅僅略差于芳綸和聚乙烯纖維。
本發明技術效果主要體現在以下方面：通過棉花、劍麻、亞麻、羊毛和兔毛經過氫氧化鈉浸跡溶解制得粘膠，然后粘膠經過壓榨、粉碎、老化、黃化、溶解、熟成、過濾、脫泡等工序，制得粘膠液，并與聚丙烯晴、丙烯晴、瀝青纖維、石墨烯、陶瓷粉和乳膠混合，制得混合粘膠液，最后通過噴絲口噴出絲線經過硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅制得的酸性凝固浴液中凝固成纖維絲線，并將纖維絲線經過低溫干燥，制得了模量高，強度大和比重小的高模量纖維，適用于紡織業生產。
當然，以上只是本發明的典型實例，除此之外，本發明還可以有其它多種具體實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求保護的范圍之內。