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本研究利用蚕丝的理化特性和双宫茧的加工特性,研制弹性丝绵纤维,改进传统丝绵加工工艺,增强丝绵纤维的弹性和抗皱性能,拓展丝绵纤维的功能用途,适应多元化的环保型服饰寝具市场需求,具有重要的社会经济价值。本研究利用双宫茧为原料加工丝绵纤维。采用不同浓度碱液、不同浓度柔软剂、不同柔软剂处理时间和超高温处理作为4个因素,每个因素设计3个水平,进行4因素3水平正交试验;并对不同浓度的碱液,拉伸处理,超高温蒸汽处理和不同浓度柔软剂处理分别进行了单因素试验。(1)丝绵纤维的弹性回复率为92.37%~97.66%,弹性压缩率为59.21%~66.77%,均优于行业标准丝棉被特级品的规定;含油率为0.28%~1.39%,均优于行业标准丝棉被一级品的规定;并获得了较高保温率的丝绵纤维,保温率为80.70%~85.42%。(2)不同浓度碱液处理的丝绵纤维的弹性回复率、弹性压缩率、含油率和保温率等指标没有显著差异。不同浓度的柔软剂处理丝绵纤维的弹性回复率没有显著差异,但在弹性压缩率、含油率和保温率等指标存在极显著差异;弹性压缩率和保温率指标,以20%的效果最好:对于含油率指标,除20%以外,其它浓度的处理都达到了行业标准蚕丝被特级品的规定。用柔软剂对丝绵纤维进行不同时间的处理,弹性回复率和弹性压缩率没有显著差异;但含油率有显著差异,以柔软剂处理5min和10min的效果较好;保温率在各水平间存在极显著差异,以处理5min的效果最好。用超高温蒸汽处理和沸水浴处理的丝绵纤维,弹性回复率、弹性压缩率和保温率等指标各处理水平间没有显著差异;而含油率指标各水平间存在极显著差异,以沸水浴处理10min的含油率最低。(3)用浓度为0.5%、1%和2%的碱液处理丝绵纤维40min,发现丝绵纤维的相对断裂伸长率有显著差异,以浓度1%的碱液处理的丝绵纤维相对断裂伸长率最高;但单位纤度强力的差异不显著。红外光谱分析发现,丝绵纤维结构主要是β-折叠结构。电镜扫描显示,随着碱液浓度的增加,对丝绵纤维的作用逐渐增强。(4)丝绵纤维经过拉伸处理后,相对断裂伸长率和单位纤度强力有所增强。相对断裂伸长率有极显著差异,单位纤度强力有显著差异。经过拉伸处理后丝绵纤维单位体积所能承受的强伸度增大,β-折叠结构特征吸收峰加强,片层结构结构更加紧密,丝绵纤维大分子排列更规整,大分子沿纤维轴向排列的平行程度得到提高。(5)对丝绵纤维进行超高温蒸汽处理和沸水浴处理后,丝绵纤维的相对断裂伸长率和单位纤度强力降低,丝绵纤维的相对断裂伸长率有显著差异,单位纤度丝绵纤维强力之间有极显著差异。超高温处理后的丝绵纤维出现明显的空隙和分纤现象。(6)不同浓度柔软剂处理丝绵纤维后,相对断裂伸长率和单位纤度强力都没有显著差异,但从平均值分析可知,用浓度为20%柔软剂处理的丝绵纤维的相对断裂伸长率和单位纤度强力为最高,但对丝绵纤维结构的影响不大。(7)丝绵纤维制备加工比较适宜的工艺条件组合:①春双宫茧为原料,1%的碱液煮茧40min,湿态丝绵纤维再超高温蒸汽处理10min后,脱水晾干即获得环保型弹性丝绵纤维;②春双宫茧为原料,1%的碱液煮茧40min,湿态丝绵纤维再超高温蒸汽处理10min,脱水后再用20%的柔软剂处理5min以增加柔软性,再脱水晾干获得弹性丝绵纤维。本研究初步解明了理化处理对丝绵纤维结构性能的影响,获得了弹性丝绵纤维。为高性能丝绵纤维的加工和弹性丝绵被的生产提供了科学依据,对拓展蚕丝应用领域具有十分重要的现实意义。