论文部分内容阅读
苎麻纺织品虽具有挺括、凉爽、吸湿排汗等特点,但由于苎麻纤维结晶度高、刚度大、弹性及柔软性能较差,致使其存在着穿着刺痒、易起皱等缺点。本文从绿色环保角度出发,利用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)对苎麻纤维进行处理。通过NMMO溶胀苎麻纤维,不但可降低纤维的结晶度,改善纤维性能,而且纤维结晶度的降低,提高了纤维的可及度,为纤维大分子上引入其它功能基团创造条件。此外,NMMO处理苎麻纤维可有效节约资源,减少环境污染,为苎麻纤维的清洁生产提供一定的指导意义。本文采用单因素试验方法,研究了NMMO浓度、处理温度和时间对苎麻纤维性能的影响。NMMO浓度、处理温度和时间影响NMMO处理苎麻纤维的效果;随着处理温度的升高、处理时间的延长和NMMO浓度的增大,纤维的断裂强度降低,断裂伸长率和断裂回转数增加,纤维的柔软性能变好;在处理温度70℃、NMMO浓度30%和处理时间30min时,NMMO处理的苎麻纤维性能较佳。在单因素研究的基础上,采用正交实验法对NMMO处理苎麻纤维的工艺进行了优化。正交试验表明,温度65℃、NMMO浓度30%和时间20min时纤维性能较优;优化工艺条件下,纤维的断裂强度下降了23.84%,断裂伸长率以及断裂回转数分别增加了41.36%和57.53%,苎麻纤维的性能优于其他试验方案处理的纤维性能;扫描电子显微镜(SEM)观察表明纤维处理后表面更光洁,在NMMO浓度较大时纤维表面出现纵向裂纹;红外光谱(FTIR)测试表明处理后纤维内无NMMO分子残留;X-射线衍射(XRD)测试表明纤维中无新类型纤维素生成,纤维的结晶度下降了21.08%。本文采用二次通用旋转回归设计,将各因素和指标量化,得出断裂强度、断裂伸长率以及断裂回转数等分别随处理温度、NMMO浓度以及处理时间变化的关系。二次通用旋转回归设计研究表明,处理温度66.123℃,NMMO浓度33.687%,处理时间22.913min时纤维性能最佳;优化工艺下的纤维,断裂强度为5.03cN·dtex-1,断裂伸长率为4.26%,断裂回转数为448次,苎麻纤维的性能优于其他处理条件下纤维的性能。为了降低NMMO的应用浓度,本文对氢氧化钠与NMMO混合处理苎麻纤维进行了初步探索。研究表明,氢氧化钠的应用,可以提高NMMO的处理效果,降低NMMO的应用浓度;同一NMMO浓度下,随着氢氧化钠浓度的增大,纤维的断裂强度呈降低趋势,断裂伸长率和断裂回转数呈增加趋势;同一氢氧化钠浓度下,随着NMMO浓度的增大,纤维的断裂强度呈降低趋势,断裂伸长率和断裂回转数呈增加趋势;10%氢氧化钠/10%NMMO混合溶液处理苎麻纤维的效果较好。