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荨麻是一种野生植物,生长适应性强,其纤维具有苎麻纤维的特点,吸湿性好,强度高,可作为优质的纺纱原料。荨麻纤维强度高,伸长低,刚性大,弹性差,柔软性差,纤维间抱合力差,纺纱时纤维的成网成条性差,纺纱过程中纤维间及纤维与机械间摩擦产生毛羽,织物产生较大的刺痒感。为了改善荨麻纤维的可纺性,本文采用三种方法(传统碱法、氨基硅油法和氧化还原体系接枝丙烯酸单体法)对荨麻纤维进行可纺性改性,通过降低纤维刚性,提高柔软性的方法,解决荨麻纤维纺纱难的问题。碱法改性的单因素实验结果为:随着碱浓度、时间、温度的增加,纤维长度变短,直径变粗,断裂强度先下降后趋于平稳;断裂伸长率先增大后趋于平稳。CCD响应面实验得碱处理荨麻纤维较优的工艺为:碱浓度11.8 g/L,处理时间90 min,处理温度79℃;该工艺处理后的荨麻纤维的平均长度减少26.67%,白度提高8.19%,断裂强度降低43.71%,断裂伸长率增加51.14%,回潮率增加13.59%,可挠度增加42.04%。扫描电镜(SEM)观察显示:经过碱处理后,荨麻纤维表面产生了刻痕,横截面胞壁饱满。X射线衍射结果显示,碱改性后的荨麻纤维晶面间距增大,结晶度下降了13.79%,说明碱处理后,纤维的刚性下降。氨基硅油改性的单因素实验结果为:随着氨基硅油用量、处理时间和处理温度的增加,纤维的白度降低,断裂强度略有降低,断裂伸长率增加,可挠度呈增长趋势。CCD响应面法实验得氨基硅油柔软处理荨麻纤维的较优工艺为:氨基硅油用量9 m L/L,处理时间35 min,处理温度30℃;用该工艺处理,白度降低12.44%,断裂强度降低35.97%,断裂伸长率提升31.43%,回潮率下降5.78%,可挠度增加76.43%。扫描电镜(SEM)观察结果为:经过氨基硅油柔软处理后,荨麻纤维表面变光滑,光泽较好。X射线显示,柔软改性后的荨麻纤维晶面间距增大,结晶度降低2.34%。红外光谱图1282.7 cm-1和799.77 cm-1处出现了新的特征峰(Si-C),表明氨基硅油分子成功吸附在纤维表面。氧化还原体系接枝丙烯酸单体法研究的单因素实验结果为:随着丙烯酸单体浓度、氧化还原体系浓度、时间和温度的增加,纤维白度降低,断裂强度先降后趋于稳定,断裂伸长率先增加后趋于稳定。通过正交实验得出接枝改性荨麻纤维的较优工艺为:丙烯酸单体浓度2.2 mol/L,硫代硫酸钠浓度50 g/L,过硫酸铵浓度1.8 g/L,处理时间5.5 h,处理温度55℃;用该工艺处理,荨麻纤维的白度降低6.65%,断裂强度降低31.83%,断裂伸长率提升27.14%,回潮率增加10.00%,可挠度增加32.48%。扫描电镜(SEM)表明:经过接枝改性后的荨麻纤维表面因增加接枝共聚物链而变得粗糙。X射线分析得:接枝后纤维晶体结构未发生改变,但晶面间距增大,结晶峰变尖,说明纤维具有更完整的晶体结构,纤维结晶度提升0.35%。红外光谱图上显示出改性后的荨麻纤维在1680cm-1波数位置出现了一个新的特征峰(-C=O),表明接枝成功。三种改性方法均能提高纤维的柔软度,其中碱改性纤维的自身品质白度增加最明显,结晶度下降最显著,纤维伸长率和回潮率增加最显著,表明纤维的刚性有了最明显的改变;但碱改性对纤维的损伤最大。柔软剂改性是通过降低纤维的静、动摩擦系数的方法赋予纤维手感触摸的平滑感和纤维之间的微细结构易于移动的柔软感,纤维的刚性没有明显的改变,但纤维的可挠度提高最明显,对纤维损伤也比较少,纤维白度降低最明显。接枝改性也能在一定程度上提高纤维的柔软性,且对纤维强度几乎无影响。仅从改性试剂对纤维性能的影响看,柔软剂改性是一个比较好的方法。