木棉是一种天然纤维素纤维,以其质轻保暖、天然抗菌、吸油拒水等特点,越来越受到人们的关注。由于木棉纤维亲水性及试剂可及度差,在使用过程中需要进行预处理,提高浸润性能,以方便染整加工,但迄今为止,仍无成熟的木棉预处理工艺,本研究将为木棉工业应用过程中预处理提供技术参考。本论文以木棉超声波预处理工艺为研究内容,在查阅大量关于木棉、纤维素纤维预处理方法以及超声波技术文献基础上,分别设计以纯水、表面活性剂溶液与碱氧一浴为水浴的三种超声波工艺处理木棉/棉混纺纱线,通过测试纱线形态结构、化学组成、质量损失、白度、拉伸性能、压缩性能及浸润性能等指标在处理前后的变化,确定最优化的预处理工艺,并比较分析不同工艺对木棉/棉混纺纱线性能的影响差异。论文主要结论如下:一、超声波纯水工艺处理木棉/棉混纺纱线木棉/棉混纺纱线经过超声波纯水处理、热水预处理-超声波纯水处理后,纱线中木棉纤维与棉纤维表面仅有少量杂质被洗脱,化学成份基本保持不变,纱线质量损失约6%,损失多为木棉脆断产生短绒,白度稍有提高,强力损失较大,纱线变得蓬松,木棉纤维中空度有一定回复,表面浸润性能没有明显变化,纱线处理前后均具有拒水性。二、超声波表面活性剂溶液工艺处理木棉/棉混纺纱线(1)木棉/棉混纺纱线经过超声波单一表面活性剂溶液与复配的表面活性剂溶液处理后烘干,发现,纱线中木棉纤维与棉纤维表面仅有少量杂质被洗脱,化学成份基本保持不变,白度稍有提高,强力损失较大,表面浸润性能没有明显变化,纱线处理前后均具有拒水性;(2)超声波复配表面活性剂溶液处理后烘干纱线质量损失较大,压缩比功较小,整体上与超声波纯水处理结果相似,而复配表面活性剂溶液能够综合提供洗涤、渗透、增溶作用。三、超声波碱氧一浴工艺处理木棉/棉混纺纱线(1)通过单因素试验确定超声波碱氧一浴工艺处理木棉/棉混纺纱线各工艺参数作用范围,即碱液浓度4.0～6.0 g/L,双氧水浓度4.0～6.0 g/L,超声波作用时间50～60min,作用温度50～60℃。(2)通过四因素三水平正交试验,确定了优化的超声波碱氧一浴工艺,即碱浓度5.0 g/L,双氧水浓度5.0 g/L,超声波作用时间60min,作用温度60 ℃。(3)采用优化后的超声波碱氧一浴工艺处理木棉/棉混纺纱线,发现纱线毛细高度大大提高至117.3mm,处理后纱线中木棉纤维薄壁表面起皱,有突起条纹,纤维表面变粗糙,半纤维素、木质素、蜡质等成分都有一定程度减少,但是主体化学成分没有明显改变,纱线质量损失约8.5%,损失依然大多为木棉脆断产生的短绒,白度能达到市场需求,纤维表面由疏水变为亲水。四、不同工艺对木棉/棉混纺纱线性能的影响比较(1)三种工艺中,超声波纯水和表面活性剂溶液为水浴的两种工艺对木棉/棉混纺纱线外观形态、化学组成、纱线质量损失、白度、拉伸性能、压缩性能以及浸润性能影响类似,未对纱线白度、浸润性能有大改善,而使用碱氧一浴为水浴优化工艺处理木棉/棉混纺纱线,纱线中纤维表面变粗糙,白度和浸润性能改善明显,纱线由拒水变为亲水,毛效高。(2)通过对比试验,有无超声波作用,碱氧一浴处理工艺对木棉/棉混纺纱线外观形态、化学组成、纱线质量损失、白度、拉伸性能、压缩性能以及浸润性能影响类似,而超声波作用使纱线中纤维表面变粗糙,质量损失变小,白度更大,纱线毛效提高。(3)超声波碱氧一浴工艺可以降低试剂用量,特别烧碱试剂使用,还能降低反应时所需的温度,进而减少能耗,降低所需的时间,缩短工艺流程。