维纶基牛奶纤维的性能及其针织物的尺寸稳定性研究

论文摘要

维纶基牛奶纤维是利用牛奶酪蛋白和聚乙烯醇高分子物接枝共聚,经湿法纺丝而成的再生蛋白质纤维。它是一种新型纤维,具有优良的吸湿透气性、柔软滑爽和抗菌性能,其强度比蚕丝高得多,防霉防蛀性能好,具有真丝般的手感,同时又具有良好的保温性、导湿性和速干性,用牛奶纤维加工的各类高档产品,穿着舒适,对皮肤有滋润作用,能满足人们多方位的需求,具有广阔的应用前景;但同时它也存在一些不足之处,尤其是维纶基牛奶纤维针织物的尺寸稳定性、耐热性能、耐碱性能较差。由于牛奶纤维本身的米黄色,在染整加工中已暴露出漂白纤维白度低、浅色染色织物颜色不鲜艳、染深性和匀染性差,在不适当的染整加工条件下牛奶蛋白易损失、耐湿热性能差、手感易发硬等突出问题。本论文针对牛奶纤维发展和实际生产中存在的问题,在对牛奶纤维性能、结构进行分析研究的基础上,对其耐干热性能、耐湿热性能、针织物尺寸稳定性进行了深入的探讨。通过研究发现,维纶基牛奶纤维的耐干热性能一般。在180℃以下干热处理时,牛奶纤维收缩率较小,强力变化不大,白度所受影响较小,但可染性有一定程度的降低,180℃为维纶基牛奶纤维最高安全临界干热处理温度,在此温度以下短时间的干热处理,对其性能影响较小。当处理温度超过180℃时,维纶基牛奶纤维容易发生降解,产生黄色物质,使纤维泛黄。维纶基牛奶纤维的耐湿热性能较差。在90℃以上的温度湿热处理时,会发生严重的收缩、手感硬化、泛黄和断裂强力损失,纱线中的纤维会强烈地粘连在一起,故维纶基牛奶纤维在水浴中的加工温度不宜超过90℃。分析结果表明,在高温湿热处理时牛奶蛋白基本未发生流失,但牛奶纤维中的聚乙烯醇组分结构的规整性降低,结晶结构发生了变化,主链部分断裂,次价键结合力消弱。牛奶纤维耐湿热稳定性差的原因在于聚乙烯醇组分的热变性。维纶基牛奶纤维针织物的尺寸稳定性差,即保形性差。这可能由于两方面的原因引起:一是所用纱线的稳定性;二是针织物本身的结构特点。改善针织物尺寸稳定性的措施有很多,本论文主要采用热定型防缩和乙二醛整理剂防缩的方法,来改善其尺寸稳定性。实验表明,维纶基牛奶纤维针织物热定型防缩的最佳工艺为:定型温度120℃,定型时间60s,经纬向扩幅率均为-5%;维纶基牛奶纤维针织物乙二醛防缩的最佳工艺为:乙二醛浓度为30g/L、催化剂浓度为15g/L、焙烘温度为140℃、焙烘时间为150s。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外蛋白质纤维的研究概况
• 1.2.1 国外蛋白质纤维的研究进展
• 1.2.2 国内蛋白质纤维的研究进展
• 1.3 牛奶纤维的组成和制备
• 1.3.1 牛奶纤维的组成
• 1.3.2 牛奶纤维的生产原理
• 1.3.3 牛奶纤维的制备方法
• 1.3.4 牛奶纤维的生产工艺
• 1.4 牛奶纤维的结构和性能
• 1.4.1 牛奶纤维的结构
• 1.4.2 牛奶纤维的物理性能
• 1.4.3 牛奶纤维的化学性能
• 1.4.4 牛奶纤维的漂白性能
• 1.4.5 牛奶纤维的染色性能
• 1.4.6 牛奶纤维的服用性能
• 1.5 牛奶纤维针织物的尺寸稳定性研究
• 1.5.1 国内外针织物尺寸稳定性的研究状况
• 1.5.2 针织物的变形机理
• 1.5.3 改善针织物尺寸稳定性的措施
• 1.6 牛奶纤维的应用及开发前景
• 1.7 本课题研究的目的和意义
• 1.8 本课题的研究内容
• 2 基本理论和依据
• 2.1 干热性能研究
• 2.2 湿热性能研究
• 2.3 热定型原理
• 2.4 乙二醛整理剂及其防缩原理
• 3 实验部分
• 3.1 实验材料和仪器设备
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验试剂
• 3.1.3 主要实验仪器
• 3.2 测试标准
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 维纶基牛奶纤维纱线和针织物性能的测试
• 3.3.2 维纶基牛奶纤维针织物染色性能的测试
• 3.3.3 维纶基牛奶纤维针织物的防缩整理
• 3.3.4 扫描电镜分析
• 3.3.5 广角X-射线衍射分析
• 3.3.6 DSC分析
• 3.3.7 含氮量测试
• 4 结果与讨论
• 4.1 维纶基牛奶纤维纱线的耐干热性能
• 4.1.1 干热处理对纱线收缩率的影响
• 4.1.2 干热处理对纱线白度和黄度的影响
• 4.1.3 干热处理对纱线断裂强力和断裂延伸度的影响
• 4.1.4 干热处理对纱线失重率的影响
• 4.1.5 干热处理对纱线染色性能的影响
• 4.1.6 干热处理对纤维热性能的影响
• 4.2 维纶基牛奶纤维纱线和织物的耐湿热性能
• 4.2.1 湿热处理对纱线缩水率的影响
• 4.2.2 湿热处理对纱线白度和黄度的影响
• 4.2.3 湿热处理对纱线断裂强力和断裂延伸度的影响
• 4.2.4 湿热处理后织物形态结构的变化
• 4.2.5 湿热处理后牛奶蛋白含量的变化
• 4.2.6 湿热处理后牛奶纤维结晶结构的变化
• 4.2.7 湿热处理对纱线染色性能的影响
• 4.2.8 湿热处理纤维热性能的影响
• 4.3 维纶基牛奶纤维针织物的热定型防缩整理
• 4.3.1 热定型防缩单因素实验
• 4.3.2 热定型防缩正交试验
• 4.4 维纶基牛奶纤维针织物的乙二醛防缩整理
• 4.4.1 乙二醛防缩单因素实验
• 4.4.2 乙二醛防缩整理正交试验气
• 5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位阶段已发表和待发表的学术论文
• 致谢