竹炭纤维纺织品除异味功能的研究

论文摘要

竹炭纤维是指在纺丝过程中把超细甚至纳米级的竹炭粉末加入到纺丝流体中制成的新型纤维品种，采用竹炭纤维制成的织物拥有超强的吸附、除臭、吸湿排汗、抑菌防霉、蓄热保暖等功能和作用。本课题以竹炭纤维为研究对象，深入研究了竹炭纤维的结构和物理化学性能，重点研究了纤维性能、纱线性能、胶炭整理剂的配制工艺、织物的整理工艺、织物的除异味能力、织物服用性能并对其进行了模糊数学综合评判，开发出了能充分体现其除异味性能特点的竹炭纤维除异味纺织品。选用的纱线为竹炭涤纶纤维和棉纤维的混纺纱线，细度为18.2tex，组分是50%的竹炭涤纶纤维和50%精梳棉。通过对竹炭纤维、混纺纱的性能进行研究和分析，得出竹炭纤维单纤强力较好，断裂伸长率较大；混纺纱条干均匀度较好，成纱质量较好，细节很少，粗节和棉结也较少；竹炭纤维混纺纱强力一般，断裂伸长率较小，断裂功较大；竹炭纤维混纺纱的毛羽较少，捻度不匀率较低，有利于织物的加工；竹炭纤维混纺纱的回潮率较低，耐酸碱性较好，有利于织物后整理的进行。使用该竹炭纤维混纺纱线，在电脑横机上开发出五种组织的针织物。阐述了织造工艺和编织要点，并对织物的基本性能进行了测试，测试结果表明，竹炭纤维混纺线是适合开发针织面料的。利用单因素分析和正交试验分析法对胶炭整理剂的配制工艺进行了研究，以织物的载炭量作为衡量指标，得出胶炭整理剂配制的最优方案为A1B1C2D2，即聚醋酸乙烯乳液含量为12%，聚乙烯醇为0.8%，椰壳活性炭粉含量为20%，十二烷基硫酸钠与活性炭粉的比值为0.15，浸渍温度为40℃，浸渍时间为30min，浴比为1:25。采用一浸一轧法对各种组织织物进行后整理，再对整理后的织物进行洗涤20次，在扫描电子显微镜下拍照观察，证实水洗后经本整理剂整理的织物仍具有大量活性炭粉粘附在上面，织物具有除异味的功能。对活性炭吸附的基本理论进行了阐述，以测试织物对甲醛的吸附能力来推测织物除异味的能力。自制密封实验箱，并对实验箱的密封性进行测试，结果表明实验箱密封性良好。确定了甲醛快速检测试剂的最大吸收波长为360nm，求出了甲醛吸收标准曲线。经胶炭整理剂整理过的织物其吸附率有明显的提升，且织物的吸附率随着织物载炭量的增加而提高。吸附能力最强的罗纹空气层组织，其吸附率最大可达到42%左右。织物载炭量在小于25%时，其吸附率随载炭量的增加而提升趋势都比较明显，当载炭量大于30%之后，吸附率随载炭量的增加而提升趋势趋于平缓。为了检验经过胶炭整理剂整理的纺织品是否改变其原有的织物性能，对整理前后五种组织织物的热湿舒适性、顶破强力、悬垂性、折皱回复性、缩水率等服用性能进行了测试。测试结果表明，经胶炭整理剂整理后的织物与未整理的织物相比，除了透气性受到较大影响外，其他各种服用性能变化均很小，不影响织物服用性能。因此，经过胶炭整理剂整理的竹炭纤维针织物基本上保持了其原有织物的风格和性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 异味的来源与分类
• 1.2 纺织品除异味的原理方法
• 1.3 纺织品除异味功能的研究现状
• 1.4 本课题研究的目的与内容
• 1.4.1 本课题研究的目的
• 1.4.2 本课题研究的主要内容
• 2 竹炭纤维及其纱线的性能研究
• 2.1 竹炭纤维的性能研究
• 2.1.1 竹炭纤维的制备及功能
• 2.1.2 竹炭纤维的基本性能
• 2.1.3 竹炭纤维的形态结构
• 2.1.4 竹炭纤维的红外光谱图及分析
• 2.2 竹炭纤维纱线的性能研究
• 2.2.1 纱线强力的测试
• 2.2.2 纱线细度均匀度的测试
• 2.2.3 纱线捻度的测试
• 2.2.4 纱线毛羽的测试
• 2.2.5 纱线含湿量的测试
• 2.2.6 纱线耐酸碱性的测试
• 2.3 本章小结
• 3 织物组织设计与工艺研究
• 3.1 机号的选择
• 3.2 STOLL CMS530-HP 的成圈机件及其配置
• 3.2.1 STOLL CMS530-HP 多针距型电脑横机织针系统的配置
• 3.2.2 STOLL CMS530-HP 多针距型电脑横机三角系统的工作原理
• 3.3 织物组织设计与开发
• 3.3.1 纬平针组织
• 3.3.2 1+1 罗纹组织
• 3.3.3 罗纹半空气层组织
• 3.3.4 罗纹空气层组织
• 3.3.5 畦编组织
• 3.4 编织工艺要点
• 3.5 竹炭纤维针织物的基本结构特征
• 3.5.1 织物的密度
• 3.5.2 织物的厚度测试
• 3.5.3 织物的单位面积重量
• 3.5.4 织物的缩水率
• 3.6 本章小结
• 4 织物整理剂的配制及后整理工艺
• 4.1 粉末状活性炭的分散理论
• 4.1.1 分散方法
• 4.1.2 胶炭混合物分散剂的优选
• 4.1.3 分散稳定性的评价方法
• 4.2 实验准备
• 4.2.1 实验试剂与仪器
• 4.2.2 实验步骤
• 4.3 胶炭整理液的制备
• 4.3.1 浸渍涂布法的实验条件
• 4.3.2 各组分的单因素分析结果
• 4.4 整理液配制参数的优化
• 4.5 整理工艺及测试结果
• 4.5.1 整理工艺
• 4.5.2 织物的整理结果
• 4.6 本章小结
• 5 织物除异味的测试方法及除异味的效果
• 5.1 甲醛吸附降解的基本理论
• 5.1.1 气体吸附在固体表面的基本理论
• 5.1.2 椰壳活性炭吸附甲醛的机理
• 5.2 除异味纺织品甲醛吸附性能研究
• 5.2.1 空气中甲醛含量的测试方法
• 5.2.2 最大吸收波长与标准曲线的确定
• 5.2.3 除异味纺织品吸附去除甲醛的实验
• 5.2.4 织物整理前、后不同组织的吸附性能
• 5.2.5 不同织物的吸附性能与载炭量的关系
• 5.3 本章小结
• 6 整理前后织物的性能测试及综合评价
• 6.1 竹炭纤维纺织品的热湿舒适性
• 6.1.1 保温性
• 6.1.2 透气性
• 6.1.3 透湿性
• 6.2 竹炭纤维针织物的力学性能
• 6.3 竹炭纤维针织物的外观保持性
• 6.3.1 悬垂性
• 6.3.2 折皱回复性
• 6.3.3 抗起毛起球性
• 6.3.4 缩水率
• 6.4 模糊综合评判的基本方法与步骤
• 6.5 竹炭纤维针织物性能的模糊综合评判
• 6.5.1 实验与指标测试
• 6.5.2 计算与评价
• 6.5.3 评价结果分析
• 6.6 本章小结
• 7 结论
• 7.1 课题的主要结论
• 7.2 课题的创新点
• 7.3 课题的不足之处
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢