锗纤维性能研究及其产品的开发

论文摘要

锗纤维是将锗石中的微量元素经过高科技工艺的特殊处理，添加到纤维的生产过程中，制成的具有一定牢固性和持久性的功能纤维。本课题采用的是由上海南德纺织科技有限公司生产的锗纤维混纺纱线进行研究，其规格是14.7tex（40s），纱线由40%的锗纤维和60%的精梳棉混纺而成，其中锗纤维是以涤纶为载体的。通过对锗纤维及其混纺纱的结构性能进行研究和分析，得出，锗纤维的横截面呈不规则的四角形状，胞壁有轻微的裂纹，横截面上有细小的锗微粉体；纵向整体呈不规则柱体，纵向表面比较光滑，且有沟槽；锗纤维的强力较高，弹性恢复性好，断裂伸长率小。锗混纺纱单纱强力和断裂伸长均较好；条干均匀度较好；纱线毛羽一般；捻度不匀率较低；纱线回潮率较高；耐湿热性、干热性均较好，耐碱但不耐强碱，不耐酸。后续加工中应从其性能出发进行合理的质量控制。基于对锗纤维、纱线性能的了解，本课题在电脑横机上设计了五种锗纤维针织面料的编织工艺和编织要点，并且对织物的基本性能进行了测试，测试结果表明，锗纤维混纺纱线适合开发针织面料。对锗纤维针织物进行了煮练，其煮练工艺为： NaOH4g/L，精练剂1g/L，渗透剂JFC5g/L，浴比1∶20，温度95℃，时间30min。煮练后，用0.5g/L的醋酸在80℃下中和10min，再水洗烘干。煮练后的织物白度有所增加，顶破强力略有下降。对锗纤维针织物进行漂白，选择过氧化氢作为漂白剂，通过单因素实验对漂白效果影响较大的漂白剂用量、温度、时间和pH值四个因素进行分析，运用正交分析法对漂白工艺进行优化，以织物白度和顶破强力为评价指标，确定出漂白的优化工艺为：过氧化氢（30%）用量为20mL/L，硅酸钠3g/L，渗透剂JFC为2g/L，漂白温度为90℃，漂白时间为50min，漂白溶液pH值为11，浴比为1∶20。采用此漂白工艺漂白的产品具有较好的白度、较高的强力和较好的手感。由于锗纤维的基体是涤纶，混纺纱就相当于是涤棉混纺纱线，因此对锗纤维混纺针织物的染色运用涤棉混纺织物常用的染料组合：分散染料/活性染料，采用二浴法，染锗纤维混纺针织物中涤纶组分的最佳工艺为：分散蓝2BLN染料为1%（o.w.f），涤纶载体用量为1%（o.w.f），含固量为4%的防泳移剂为5g/L，平平加O为1%（o.w.f），pH为4.5，染色温度为90℃，固色时间60min，浴比为1∶30；染锗纤维混纺针织物中棉组分的最佳工艺为：活性翠兰KN-G染料为1.2%（o.w.f），碳酸钠用量为10g/L氯化钠用量为20g/L，六偏磷酸钠用量为1%（o.w.f），浴比为1∶30，染色温度是60℃，染色时间为30min，固色温度是90℃。固色时间为30min。用此工艺染色后的织物强力损伤较小，且具有较好的耐摩擦色牢度、耐洗色牢度和耐汗渍色牢度。对锗纤维针织物的坚牢度、外观保持性、热湿舒适性、刚柔性和远红外发射性能进行了测试，得出结论：锗纤维针织物的坚牢度、折皱性、刚柔性、悬垂性、抗起毛起球性均较好，缩水率、汽蒸收缩率较小，表明其保形性较好。透气性、透湿性、保暖性良好，即舒适性能良好；锗纤维产品具有远红外发射性能，具有一定的保健性。从各项性能的测试指标反映出，锗纤维针织物的各项性能均符合织物服用性能标准，适合制作针织面料，符合当今消费者崇尚保健、时尚的消费理念，具有广阔的开发前景。运用模糊数学综合评价法对锗纤维针织物的服用性能进行综合评判，得出，若要开发出符合本课题所需的贴身穿着的功能性针织物，锗纤维纬平针组织针织物的综合服用性能最适宜。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 功能性针织服装的研究开发情况及发展趋势
• 1.2 锗纤维的开发背景
• 1.3 锗纤维的国内外研究现状、发展动态
• 1.3.1 锗纤维的国内外研究现状
• 1.3.2 锗纤维的发展动态
• 1.4 锗纤维针织产品开发研究的目的与意义
• 1.4.1 锗纤维针织产品开发研究的目的
• 1.4.2 锗纤维针织产品开发的理论意义和实际应用价值
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 2 锗纤维及纱线的结构与性能研究
• 2.1 锗纤维的结构与性能测试
• 2.1.1 锗纤维的形态结构
• 2.1.2 锗纤维的红外光谱图
• 2.1.3 锗纤维的单纤维强力
• 2.1.4 锗纤维的细度
• 2.2 锗纤维纱线的性能测试
• 2.2.1 纱线强力测试
• 2.2.2 纱线细度均匀度测试
• 2.2.3 纱线毛羽测试
• 2.2.4 纱线捻度测试
• 2.2.5 纱线含湿量测试
• 2.2.6 纱线耐热性测试
• 2.2.7 纱线耐酸碱性测试
• 2.3 小结
• 3 锗纤维针织面料的设计与工艺研究
• 3.1 机号的确定
• 3.2 锗纤维针织面料组织的设计
• 3.2.1 纬平针组织
• 3.2.2 1+1 罗纹组织
• 3.2.3 半畦编组织
• 3.2.4 罗纹半气层组织
• 3.2.5 罗纹空气层组织
• 3.3 锗纤维针织物的基本结构特征
• 3.3.1 织物密度
• 3.3.2 织物厚度
• 3.3.3 单位面积重量
• 3.4 编织工艺要点
• 3.4.1 横机检查及校机
• 3.4.2 上蜡
• 3.4.3 张力的控制
• 3.4.4 车间温湿度
• 3.5 本章小结
• 4 锗纤维针织物前处理工艺研究
• 4.1 煮练
• 4.1.1 实验的测试方法和指标
• 4.1.2 煮练工艺流程及配方
• 4.1.3 煮练测试结果与分析
• 4.2 漂白
• 4.2.1 漂白的目的
• 4.2.2 漂白剂的选用
• 4.3 漂白工艺的确定
• 4.3.1 实验的测试方法和指标
• 4.3.2 过氧化氢漂白工艺条件分析
• 4.3.3 过氧化氢漂白正交实验结果分析
• 4.3.4 过氧化氢漂白正交实验结果分析
• 4.4 锗纤维针织物的最佳漂白工艺
• 4.5 小结
• 5 锗纤维针织物染整工艺研究
• 5.1 染色方法的选择
• 5.2 染料的选择
• 5.2.1 分散染料及分类
• 5.2.2 分散染料对锗纤维的染色
• 5.3 分散染料染色工艺的确定
• 5.3.1 实验的测试方法和指标
• 5.3.2 染色工艺条件分析
• 5.3.3 染色正交实验的设计
• 5.3.4 染色正交实验结果与分析
• 5.4 锗纤维混纺针织物的涤纶组分染色工艺
• 5.5 活性染料对锗纤维的染色工艺的确定
• 5.5.1 活性染料及分类
• 5.5.2 活性染料与纤维的反应
• 5.5.3 活性染料对锗纤维混纺织物中棉组分的染色
• 5.6 锗纤维针织物的染色牢度评定
• 5.6.1 耐洗色牢度
• 5.6.2 耐摩擦色牢度
• 5.6.3 耐汗渍色牢度
• 5.7 锗纤维针织物的柔软整理
• 5.8 锗纤维针织物的定型整理
• 5.9 小结
• 6 锗纤维针织物的性能测试
• 6.1 锗纤维针织物的坚牢度
• 6.2 锗纤维针织物的外观保持性
• 6.2.1 缩水率
• 6.2.2 织物的折皱弹性
• 6.2.3 抗起毛起球性
• 6.2.4 悬垂性
• 6.2.5 汽蒸收缩性
• 6.3 锗纤维针织物的热湿舒适性
• 6.3.1 保暖性
• 6.3.2 透气性
• 6.3.3 透湿性
• 6.4 锗纤维针织物的刚柔性
• 6.5 锗纤维针织物的远红外发射性能
• 6.6 本章小结
• 7 锗纤维针织面料服用性能的综合评判
• 7.1 服用性能综合评判的目的及意义
• 7.2 模糊综合评判
• 7.2.1 模糊综合评判在纺织工业中的应用
• 7.2.2 模糊综合评判的基本方法和步骤
• 7.3 锗纤维针织物服用性能的模糊综合评判
• 7.3.1 实验与指标测试
• 7.3.2 计算与评价
• 7.3.3 评价结果分析
• 7.4 小结
• 8 结论
• 8.1 本课题的主要研究成果
• 8.2 课题的创新点
• 8.3 课题的不足
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢