汉麻纤维超声波紫外冷冻骤热脱胶工艺研究

汉麻纤维超声波紫外冷冻骤热脱胶工艺研究

论文摘要

汉麻纤维素有“绿色纤维”的美誉,经由汉麻纤维纺丝制成的衣饰服装以及座垫床席等具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸噪音等各种功能,有一般纺纱材料不具备的特种优势。随着人们对环保问题的日益关注,汉麻纤维因其本身所具有的悬垂性好、吸湿散湿快、防腐防臭和阻隔紫外线以及相对其它麻类纺织品刺痒感较小等独特性能,重新受到人们的重视。“脱胶”是汉麻作为纺织材料首先要解决的问题。与苎麻亚麻相比,汉麻的胶质含量高达40%以上,而由于其纤维本身复杂的结构,胶质与纤维素之间的化学键合等因素以及汉麻纤维中结构复杂的木质素的含量较高,又增加了脱胶的难度。脱胶效果的优劣,直接影响到汉麻纤维的柔顺、染整、可纺性等一系列后续生产问题,一般来说,残胶率应保持在2%左右为佳。在麻纺生产行业中,脱胶始终是影响汉麻纺织加工质量的瓶颈问题,并且影响其产值、利润等技术和经济指标。传统的脱胶工艺主要是化学脱胶,该工艺耗水、耗碱多,严重污染环境,处理时间较长,且脱胶效果难以控制。本文针对上述问题,拟以物理化学联合脱胶的方法,达到简化工艺、环境保护、低耗、节能的目的。论文首先探讨了纤维素以及木质素、果胶、半纤维素等非纤维素成分的结构和性能,分析了脱胶工艺和化学试剂对纤维素和非纤维素成分的影响;继而研究了超声波震荡、紫外光辐射和冷冻骤热处理工艺的脱胶机理,增加了超声波震荡和紫外光辐射预处理;采用超声波震荡、紫外光辐射和冷冻骤热物理脱胶与氨水煮练的化学脱胶工艺相结合的联合脱胶工艺,达到脱胶程度适当,最大程度降低污染的目的。采用扫描隧道显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、红外光谱(IR)对脱胶前后的汉麻纤维进行表征,分析汉麻纤维脱胶前后的综合性能变化和脱胶前后汉麻纤维的结构和化学组成的变化。结果表明:1)超声波震荡和紫外光辐射脱胶处理后纤维表面胶质大部分脱落,可以看到纤维束表面形状,分离纤维比较彻底,色泽洁白,手感柔软,纤维表面有一些细微沟槽,有利于功能助剂的附着。汉麻纤维组成成分发生改变;木质素、半纤维素等特征峰趋于消失,残胶率达到4.59%,2)超声波震荡和冷冻骤热脱胶处理后,纤维表面含有少量胶质,木质素等大部分被脱除,再经过氨水煮练脱胶后,残胶率为3.79%。3)经上述工艺处理后汉麻纤维的断裂强力,长度和细度都有一定降低,但仍满足可纺性要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 概论
  • 1.1 汉麻纤维
  • 1.1.3 汉麻纤维的种植环境和分布地域
  • 1.1.4 汉麻纤维的类别
  • 1.1.5 汉麻纤维的起源
  • 1.1.6 汉麻纤维的应用前景
  • 1.2 汉麻纤维的生物结构
  • 1.3 汉麻纤维的脱胶研究现状
  • 1.3.1 雨露水沤脱胶法
  • 1.3.2 传统工业化学脱胶法
  • 1.3.3 微生物脱胶法
  • 1.3.4 闪爆法脱胶
  • 2萃取处理'>1.3.5 超临界CO2萃取处理
  • 1.3.7 联合脱胶法
  • 1.4 研究目的
  • 第二章 汉麻纤维脱胶机理研究
  • 2.1 汉麻纤维组成成分和物理化学性质
  • 2.1.1 汉麻纤维的组成成分及含量
  • 2.1.2 汉麻纤维中主要化学成分的性质研究
  • 2.2 超声波震动脱胶机理
  • 2.3 紫外线辐射脱胶机理
  • 2.3.1 氧自由基与果胶反应
  • 2.3.2 氧自由基与木质素反应
  • 2.3.3 氧自由基与纤维素反应
  • 2.4 冷冻骤热脱胶机理
  • 2.5 小结
  • 第三章 汉麻纤维脱胶工艺研究
  • 3.1 实验原料试剂和设备
  • 3.1.1 主要原材料与试剂
  • 3.1.2 主要实验仪器
  • 3.2 实验采用的测定方法
  • 3.2.1 表征方法
  • 3.2.2 残胶率、含胶量的测定
  • 3.2.3 汉麻纤维长度的测定
  • 3.2.4 汉麻纤维细度的测定
  • 3.2.5 汉麻纤维白度的测定
  • 3.2.6 汉麻纤维断裂强力的测定
  • 3.3 实验流程设计
  • 3.3.1 超声波震动和紫外线辐射预处理脱胶工艺
  • 3.3.2 超声波震动冷冻骤热和氨水脱胶工艺
  • 3.3.3 汉麻纤维柔顺功能化处理工艺
  • 3.3.4 化学试剂的主要作用
  • 3.4 实验参数的选择
  • 3.4.1 预处理参数设定
  • 3.4.2 超声波参数设定
  • 3.4.3 紫外线辐射参数设定
  • 3.4.5 冷冻骤热参数设定
  • 3.4.6 碱煮参数设定
  • 3.5 小结
  • 第四章 汉麻纤维微观形貌和性能分析
  • 4.1 汉麻纤维脱胶前后微观形貌变化
  • 4.2 汉麻纤维脱胶前后宏观形貌变化
  • 4.3 红外光谱图分析汉麻纤维脱胶前后变化
  • 4.4 热重曲线分析汉麻纤维脱胶前后变化
  • 4.5 汉麻纤维脱胶前后综合性能的变化
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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