一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线及其制备方法

技术领域

本申请涉及混纺纱线领域，更具体地说，它涉及一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线及其制备方法。

背景技术

随着海资源的开发，海洋污染越来越严重，大量的废弃物，如渔网等，被丢弃在海里，影响海洋生态。将渔网等废弃物重新加工再利用，不仅能使资源再利用，还能够保护海洋生物和海洋环境。

尼龙是渔网的主要原料，废旧渔网常经过破碎后挤出造粒，制成回收尼龙纤维以供再次利用。然而，由于回收尼龙纤维的韧性和可织造性能有限，回收尼龙纤维在服装纺织领域的应用相对较少。

针对上述中的相关技术，本申请提供了一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线及其制备方法。

发明内容

为了获得绿色环保的混纺纱线，本申请提供一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的制备方法，采用如下的技术方案：

一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的制备方法，包括以下步骤

选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛30-80％、回收尼龙20-70％、外加纤维0-30％；

将上述原料混条梳理3-4次，再进行精梳，去除原料中的杂质、毛粒等疵点，得到条干均匀的精梳毛条；

将上述毛条经过针梳、粗纱、细纱、络筒、倍捻，得到混纺纱线；

对混纺纱线进行绞纱染色、烘干、上蜡，得到羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线；

所述回收尼龙为经聚氨酯/纳米云母粉改性的渔网回收尼龙。

通过采用上述技术方案，美利奴超细羊毛具有优异的纺纱性能，可纺支数高，手感柔软而有弹性，将回收尼龙与美利奴超细羊毛进行混纺，再添加外加纤维以改善混纺纱线的性能，再对工艺流程进行改进，能够改善回收尼龙纤维的可织造性能，将回收尼龙应用于纺织领域，提高混纺纱线的环保性能，使制得的混纺纱线手感舒适，强力高、条干均匀、抗起毛起球性能高；

混条步骤能够实现多种纤维的均匀混合，通过3-4次混条，将回收尼龙、羊毛和外加纤维混合均匀，提高条干均匀度；精梳、针梳步骤能够去除条干中的毛粒等杂质，对纤维条进行牵伸梳理，进一步使回收尼龙、羊毛和外加纤维充分混合；通过粗纱步骤将针梳下的条干进一步牵伸，制成更细的粗纱条干，细纱能够将粗纱条干牵伸加捻成半成品纱线，同时能够改善纤维条干的韧性，再通过络筒步骤剪切掉有害毛羽、异纤、粗细节等，减少条干的起毛起球的可能性；倍捻步骤能够使混纺纱线更佳稳定，同时提高混纺纱线的强度，进一步增强抗起毛起球性能；通过上蜡使混纺纱线的毛刺倒伏在纱线上，增强混纺纱线的抗起毛起球性能和可织造性能；

渔网回收尼龙柔韧性较差，吸湿性较低，采用聚氨酯/纳米云母粉对渔网回收尼龙进行改性，一方面能够提高回收尼龙的柔软性和韧性，提高可织造性，并有助于提高回收尼龙的吸湿性，进而提高混纺纱线的穿着舒适性；另一方面有利于增强混纺纱线的抱合性能，提高混纺纱线的抗起毛起球性能，有利于提高混纺纱线的穿着效果。

在一个具体的可实施方案中,所述回收尼龙的改性操作包括以下步骤：

将渔网回收尼龙以浴比1:100浸入20％-30％甲酸溶液中，浸渍24-48h，滤出，干燥；

将聚醚二元醇、二异氰酸酯混合反应，得到聚氨酯预聚体；

将聚氨酯预聚体、扩链剂溶解于有机溶剂中，按照浴比1:10将甲酸处理后的渔网回收尼龙浸入其中，在70-120℃下，反应60-120min，滤出，烘烤，得到聚氨酯接枝回收尼龙；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入硅烷偶联剂，制成3-6wt％的偶联剂溶液，向其中加入纳米云母粉，调节pH至3.5-5，浸渍20-30min，滤出，洗涤，干燥，得到改性纳米云母粉；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入改性纳米云母粉，分散均匀，调节pH至3.5-5，得到浸渍液，其中纳米云母粉的质量百分比为0.1-2％；

按照浴比1:10将聚氨酯接枝回收尼龙浸入浸渍液，浸渍1-3h后，滤出，洗涤，干燥，得到改性回收尼龙。

通过采用上述技术方案，渔网回收尼龙表面存在一定的端氨基和端羟基，通过甲酸溶液浸渍使渔网回收尼龙溶胀活化，提高端氨基等表面活性基团的数量，增大渔网回收尼龙的反应性；在扩链剂的作用下，聚氨酯预聚体发生扩链反应，并通过异氰酸酯基与渔网回收尼龙表面的端氨基反应，接枝到渔网回收尼龙上；聚氨酯对渔网回收尼龙的接枝包覆，有利于提高渔网回收尼龙纤维的柔软性和韧性，使回收尼龙纤维便于混纺，提高了可织造性；同时也提高了回收尼龙的染色性和吸湿性，有利于提高混纺纱线染色性，使得绞纱染色步骤时混纺纱线更易吸附染色剂，提高了混纺纱线的染色均匀性，并有利于提高混纺纱线的吸湿性，提高了混纺纱线的穿着舒适性；

通过硅烷偶联剂对纳米云母粉进行表面改性，使偶联剂分子接枝在纳米云母粉上，再将回收尼龙分散在浸渍液中，纳米云母粉上的偶联剂分子能够与聚氨酯结合，将纳米云母粉与聚氨酯相偶联，使纳米云母粉间接附着在回收尼龙上；

片层状的纳米云母粉贴附在回收尼龙纤维表面，一方面增强了回收尼龙的耐腐蚀性能、绝缘性和耐高温性能，另一方面增大了回收尼龙的耐磨性能以及表面摩擦系数和比表面积，增强了混纺过程中回收尼龙纤维与羊毛纤维、外加纤维之间的机械作用力，有利于增强混纺纱线的抱合性能，减少了混纺纱线在服用或洗涤过程中，羊毛从混纺纱线中向外滑移而形成毛茸的可能性，进一步减少了毛茸在穿着过程中相互纠缠形成毛球的可能性，即有利于提高混纺纱线的抗起毛起球性能；

控制浸渍液中纳米云母粉的质量百分比范围为0.1-2％，能够在赋予混纺纱线较佳的抗起毛起球性能的同时，减少聚氨酯接枝回收尼龙表面的活性基团被偶联剂分子过度消耗而导致的吸湿性不佳的可能性，使混纺纱线具有较好的穿着舒适性。

优选的，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二元醇。

优选的，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种的组合。

优选的，所述扩链剂选自1，4-丁二醇、乙二醇、1，6-己二醇甲苯二胺、三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、甲基二乙醇胺、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或多种的组合。

优选的，所述有机溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。

优选的，所述渔网回收尼龙的规格为2.5dtex-3.9dtex，88mmH；所述美利奴超细羊毛的规格为17.5mic-19.3mic，58mmH-70mmH。

优选的，所述外加纤维选自兰精天丝、粘胶纤维、涤纶、腈纶中的一种或多种的组合。

优选的，所述外加纤维为涤纶，所述涤纶在混纺纱线中的质量百分比为10-30％，细度为2.2dtex-3.3dtex。

通过采用上述技术方案，涤纶的伸展性能、抗收缩性能优异，弹性模量、断裂强度高，热塑性高，回弹性能好，尺寸稳定，在羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线中加入涤纶进行混纺，能够有助于改善混纺纱线的尺寸稳定性，减少水性后缩水的可能性。

优选的，所述外加纤维在混条步骤前需进行预处理，包括以下步骤：

将4.5-5重量份的衣康酸、0.1-0.5重量份的引发剂溶解于45-50重量份水中，得到外加纤维处理剂；

将外加纤维处理剂均匀喷覆在外加纤维表面，再将外加纤维在30-60℃条件下处理3-8h，洗涤、干燥。

优选的，所述引发剂为过硫化物。

通过上述技术方案，在引发剂的作用下，衣康酸在外加纤维表面发生接枝共聚，一方面有利于改善外加纤维的染色性能、吸湿性能和抗静电性能，进而有利于提高混纺纱线的染色性能和吸湿性，另一方面使外加纤维表面带有丰富的极性官能团，在混纺过程中，提高了外加纤维之间的相互作用力，进一步提高了混纺纱线的抱合性能，增强了混纺纱线的抗起毛起球性。

优选的，所述精梳步骤中，喂入根数为18根，喂入克重为2×18g/m。

优选的，所述细纱步骤包括：将两根粗砂喂入细纱机，经牵神加捻成半成品纱线。

通过上述技术方案，改进了混纺工艺，有利于增强纱线的强力，改善纱线的条干，减少毛羽的产生，增强抗起毛起球性能，提高混纺纱线的可纺性能。

优选的，纱线的可纺支数范围为16-80支单纱或双纱，捻度为330Z-900Z/180S-600S。

第二方面，本申请提供一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线，采用如下的技术方案：一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线，由上述羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的制备方法制备而成。

通过采用上述技术方案，羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线具有强度高、手感好、抗起毛起球性能优异的优点，并且绿色可回收，具有环保性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请将回收尼龙应用与混纺纱线领域，使资源得到充分利用，能够保护海洋生态环境，提高了混纺纱线的环保性能，并且使制得的混纺纱线可回收，减少了对环境的污染，降低能源消耗，减少碳排放，符合社会发展趋势；

2、本申请的制备方法能够提高混纺纱线的强力，改善条干均匀度，增强抗起毛起球性能，使制得的混纺纱线可织造性好，手感舒适；

3、本申请在混纺前采用聚氨酯/纳米云母粉对渔网回收尼龙进行改性，一方面能够提高回收尼龙的柔软性和韧性，提高可织造性，并有助于提高回收尼龙的吸湿性，进而提高混纺纱线的穿着舒适性；另一方面有利于增强混纺纱线的抱合性能，提高混纺纱线的抗起毛起球性能，有利于提高混纺纱线的穿着效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例

制备例1

本制备例提供了一种回收尼龙的改性方法，包括以下步骤：

将渔网回收尼龙以浴比1:100浸入20％甲酸溶液中，浸渍24h后滤出，水洗三次，烘干；

将聚四氢呋喃醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯按质量比5:2加入反应釜中，在50℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体；

将聚氨酯预聚体、三乙醇胺按质量比5：1溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，N,N-二甲基乙酰胺的质量为聚氨酯预聚体的三倍；再按照浴比1:10将甲酸处理后的渔网回收尼龙浸入其中，在75℃下，反应2h，滤出，烘烤，得到聚氨酯接枝回收尼龙；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入硅烷偶联剂，制成5wt％的偶联剂溶液，向其中加入偶联剂溶液质量的20％的纳米云母粉，滴加草酸调节pH至4，浸渍30min，滤出，洗涤，干燥，得到改性纳米云母粉；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入改性纳米云母粉，滴加草酸调节pH至4，超声分散均匀，得到浸渍液；

按照浴比1:10将改性回收尼龙浸入浸渍液，浸渍2h后，滤出，用浓度为50％乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到改性回收尼龙。

在本制备例中，渔网回收尼龙来自市售，且规格为2.5dtex，88mmH。

在本制备例中，以浸渍液的质量计，纳米云母粉的质量分数为0.1％；纳米云母粉的粒径为350nm；硅烷偶联剂的型号为KH-570。

制备例2

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，以浸渍液的质量计，纳米云母粉的质量分数为0.5％。

制备例3

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，以浸渍液的质量计，纳米云母粉的质量分数为1.5％。

制备例4

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，以浸渍液的质量计，纳米云母粉的质量分数为2％。

制备例5

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，以浸渍液的质量计，纳米云母粉的质量分数为2.5％。

制备例6

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，渔网回收尼龙不经甲酸溶液浸渍处理。

制备例7

本制备例与制备例1的不同之处仅在于，回收尼龙为聚氨酯接枝改性的渔网回收尼龙；改性方法如下：

将渔网回收尼龙以浴比1:100浸入20％甲酸溶液中，浸渍24h后滤出，水洗三次，烘干；

将聚四氢呋喃醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯按质量比5:2加入反应釜中，在50℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体；

将聚氨酯预聚体、三乙醇胺按质量比5：1溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，N,N-二甲基乙酰胺的质量为聚氨酯预聚体的三倍；再按照浴比1:10将甲酸处理后的渔网回收尼龙浸入其中，在75℃下，反应2h，滤出，烘烤，得到改性回收尼龙。

制备例8

本制备例与制备例1的区别仅在于，回收尼龙为纳米云母粉偶联改性的渔网回收尼龙；改性方法如下：

将渔网回收尼龙以浴比1:100浸入20％甲酸溶液中，浸渍24h后滤出，水洗三次，烘干；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入硅烷偶联剂，制成5wt％的偶联剂溶液，向其中加入偶联剂溶液质量的20％的纳米云母粉，滴加草酸调节pH至4，浸渍30min，滤出，洗涤，干燥，得到改性纳米云母粉；

向浓度为95％的乙醇溶液中加入改性纳米云母粉，滴加草酸调节pH至4，超声分散均匀，得到浸渍液；

按照浴比1:10将甲酸处理后的渔网回收尼龙浸入浸渍液，浸渍2h后，滤出，用浓度为50％乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到改性回收尼龙。

制备例9

本制备例提供了一种外加纤维的预处理方法，包括以下步骤：

将4.5重量份的衣康酸、0.5重量份的过硫化钾溶解于50重量份水中，得到外加纤维处理剂；将外加纤维处理剂均匀喷覆在外加纤维表面，再将外加纤维在40℃条件下闷包堆放6h，用50％的乙醇溶液洗涤3次，干燥后得到经预处理的外加纤维。

实施例

实施例1

本实施例公开了一种羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线，其制备方法包括以下步骤:

选毛：选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛30％、回收尼龙70％，其中美利奴超细羊毛的规格为18mic，65mmH，回收尼龙由制备例1制备而成；

混条：将美利奴超细羊毛和回收尼龙纤维毛条并合、梳理、牵伸开来；重复混条3次；

精梳：将混合毛条喂入精梳机，喂入根数为18根，喂入克重为2×18g/m，精梳机将毛条中的毛粒等梳理掉，使纤维得到进一步的伸直、平行和分离，制成条干均匀的精梳毛条；

针梳：对精梳毛条进一步牵伸、梳理、并合，使毛条纤维顺直平行，制成一定粗细的纤维条干；

粗纱：将针梳下来的条子进一步牵神，制成更细的条干；

细纱：将2根粗纱喂入细纱机，细纱机将粗纱条干经牵伸加捻成半成品纱线；

络筒：剪切掉半成品纱线中的有害毛羽、异纤、粗细节等；

倍捻：将络筒后的双股纱在倍捻机上增加捻度，使纱线更加稳定，单纱公制支数采用60支，捻度采用690Z/380S；

绞纱染色：以浴比1:3浸入染缸，进行绞纱染色；

烘干：将染色后的混纺纱线放入烘箱中，控制烘箱的温度在70℃，烘干；

对烘干后的混纺纱线进行上蜡，得到羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，选毛步骤中，选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛80％、回收尼龙20％。

实施例3-7

实施例3-7与实施例1基本相同，不同之处在于，回收尼龙由制备例2-6制备而成。

实施例8

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，选毛步骤中，选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛40％、回收尼龙50％，外加纤维10％。

本实施例中，外加纤维为细度为2.5dtex的可回收涤纶。

实施例9

本实施例与实施例8的不同之处仅在于，选毛步骤中，选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛40％、回收尼龙40％，外加纤维20％。

实施例10

本实施例与实施例8的不同之处仅在于，选毛步骤中，选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛40％、回收尼龙30％，外加纤维30％。

实施例11

本实施例与实施例8的不同之处仅在于，外加纤维为细度为1.4dtex的兰精天丝。

实施例12

本实施例与实施例8的不同之处仅在于，外加纤维为细度为2.5dtex的腈纶。

实施例13

本实施例与实施例8的不同之处仅在于，混条前，采用制备例9的方法对涤纶进行预处理。

对比例

对比例1

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，选毛步骤中，选取以下质量百分比的各原料：美利奴超细羊毛20％、回收尼龙80％。

对比例2

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，回收尼龙为不经改性处理的渔网回收尼龙。

对比例3

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，回收尼龙由制备例7制备而成。

对比例4

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，回收尼龙由制备例8制备而成。

性能检测试验测试一：抗起毛起球性能：参照标准GB/T 4802.3-2008检测各实施例、对比例制得的羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的抗起毛起球性能；

测试二：吸湿性：参照标准GB/T 21655.1-2008检测各实施例、对比例制得的羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的吸水率；

测试三：断裂强度：参照标准GB/T 3916检测各实施例、对比例中制得的羊毛与渔网回收尼龙混纺纱线的断裂强度，测试条件为：施加10cN预张力，加持距离500mm，拉伸速度500mm/min。

测试结果汇总至表1。

表1

结合实施例1-2并结合表1可以看出，参照本申请公开的制备方法制备羊毛和渔网回收尼龙混纺纱线，能够赋予混纺纱线较佳的强度和抗起毛起球性能，本申请中通过多次混纺提高了条干均匀度，有利于提高混纺纱线的强度，通过细纱、络筒、倍捻等工艺，有效提高纱线的强度，改善条干，减少毛羽产生，增强混纺纱线的抗起毛起球性能；同时结合对比例1，可以看出，当美利奴超细羊毛的用量过少时，混纺纱线的吸湿性不佳；当回收尼龙的用量过少时，混纺纱线的环保效应有限，因此，在本申请公开的方位内选取羊毛和回收尼龙进行混纺，能够获得吸湿性较好、绿色环保的混纺纱线。

结合实施例1和对比例2-4并结合表1，可以看出，仅采用聚氨酯对渔网回收尼龙进行接枝改性，混纺纱线的抗起毛起球性能不佳，吸湿性有明显提高；仅采用纳米云母对渔网回收尼龙进行偶联改性，混纺纱线的抗起毛起球性能有所提高，而吸湿性较差，这可能是由于纳米云母粉上的偶联剂分子消耗了渔网回收尼龙上的亲水性活性基团，使渔网回收尼龙的吸湿性有所降低。

通过聚氨酯/纳米云母粉对渔网回收尼龙进行改性，能够提高混纺纱线的抗起毛起球性能和吸湿性能，这可能是由于，聚氨酯的接枝包覆使回收尼龙表面的亲水基团更为丰富，提高了吸湿性，同时有利于改善回收尼龙的韧性，提高混纺纱线的断裂强度；纳米云母粉在回收尼龙表面的偶联附着能够提高回收尼龙的表面摩擦和比表面积，增强了混纺纱线的抱合性能，进而有利于增强抗起毛起球性能。

结合实施例1、实施例3-6并结合表1，可以看出，纳米云母粉附着量的增加会增强回收尼龙的抗起毛起球性能，同时纳米云母粉通过硅烷偶联剂与回收尼龙上的聚氨酯相偶联，消耗了活性亲水基团，使混纺纱线的吸湿性有所降低；纳米云母粉附着过多时，会影响回收尼龙的可织造性能和手感，同时回收尼龙表面亲水基团的过度消耗会使混纺纱线的吸湿性不足。因此，在本申请公开的范围内对回收尼龙进行预处理，能够赋予回收尼龙更佳的吸湿性、手感和可织造性能，以及优异的抗起毛起球性。

结合实施例1和实施例7并结合表1，可以看出，甲酸溶液浸渍处理后的回收尼龙能够赋予混纺纱线更佳的吸湿性能和断裂强度，这可能是由于，甲酸溶液浸渍处理能够活化渔网回收尼龙，促进渔网回收尼龙表面活性基团的暴露，进而有利于提高聚氨酯的接枝率，促进回收尼龙吸湿性和韧性的提高。

结合实施例1、实施例8-12并结合表1，可以看出，添加外加纤维进行混纺，有利于提高混纺纱线的断裂强度，同时有利于提高混纺纱线的手感、可织造性等。选择涤纶作为外加纤维，能够有利于提高混纺纱线的断裂强度，同时能够改善混纺纱线的尺寸稳定性和回弹性；兰精天丝能够赋予混纺纱线更佳的手感，抗起毛起球性能不佳，腈纶能够赋予混纺纱线更佳的吸湿性和柔软性等，但易起毛起球。

结合实施例1和实施例13并结合表1，可以看出，采用衣康酸对涤纶进行接枝改性预处理，能够增强涤纶的韧性，进一步提高混纺纱线的断裂强度，同时有利于提高混纺纱线的吸水性和染色性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。