精细化黄麻纤维的养生改性

式中 M ———纤 维 束 断 裂 捻 回 数 平 均 值 ( 捻/ 100 mm ) ; Mi ———纤维束断裂实测值 (捻/ 200 mm) ; n ———实验次数 , n = 20 。 11 31 21 2 纤维强度
(1) 实验条件 :养生后的黄麻纤维放入 45 ～ 50 ℃的烘箱 中进行预调湿处理 ,使试样含水率低于公定回潮率 。实验在 20 ±3 ℃,相对湿度 65 % ±5 %的条件下进行 。
1
431 60
41 24
261 5
2
461 09
31 90
201 4
3
451 50
41 30
271 6
2
391 84
41 70
291 4
3
461 00
41 36
291 4
1
421 30
41 52
271 4
3
441 03
41 56
301 8
1
471 08
31 94
201 9
2
401 80
41 40
241 7
调试 24 h ,待用 。 11 31 2 测试 11 31 21 1 纤维可挠度
(1) 经过调试平衡的试验样品顺势理直 ,除去表面杂质和 毛绒后 ,称取若干份重为 01 1 g 的样品进行试验 。实验在恒温 恒湿室中进行 ,夹距为 200 mm 。
Mi
∑ (2) 平均断裂捻度计算方法 : M = 2n
2008 年第 2 期 纺织科技进展
·71 ·
乳化剂对可挠度和强度影响的重要性顺序有所不同 。考虑到可 挠度和强度的重要性 ,此时由落麻率决定 。由于落麻率正交优 化的结果为 B2 C2 A2 ,所以平滑剂 、乳化剂的顺序可以定为乳化 剂前平滑剂后 ,从而最终的最优化结果定为 B2 C3 A1 ,即平滑剂 、 柔软剂 、乳化剂的浓度分别为 2 %、5 %、8 %。 21 2 养生改性对黄麻纤维形态结构的影响
21 1 实验结果
不同种类助剂及不同水平对精细化黄麻纤维养生改性的正
交实验结果如表 2 所示 。 表 2 正交试验表
试验号 平滑剂 A
1
1
2
1
3
1
4
2
5
2
6
2
7
3
8
3
9
3
柔软剂 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3
乳化剂
可挠度/
强度 落麻率
C 捻 ·(100 mm) - 1 / cN ·dtex - 1 / %
(2) 仪器与步骤 :参照苎麻纤维断裂强度实验方法进行 ,仪 器采用 Y162 型强力机 。 11 31 21 3 纤维落麻率
将试样平铺于梳棉机上进行梳理 ,并记录喂入麻质量和落 麻质量 。
<=
m M
×100 %
式中 m ———落麻质量 ( g) ; M ———喂入麻质量 (g) 。
11 31 3 实验方案设计
21 11 1 对ห้องสมุดไป่ตู้挠度的影响
各因素与水平对精细化黄麻纤维可挠度影响的试验结果及
极差分析如表 3 所示 。 表 3 助剂对精细化黄麻纤维可挠度的影响
可挠度/ 捻 ·(100 mm) - 1
A
B
C
K1 j
1351 19
1271 47
1321 98
K2 j
1281 14
1391 17
1261 73
K3 j
收稿日期 :2008201214 作者简介 :刘东升 (19812) ,男 ,硕士 ,主要从事纺织材料与纺织品设计的研
究。 3 通讯联系人 :刘东升 ,sendongliu @mail . dhu. edu. cn 。
2 结果与讨论
·70 ·
纺织科技进展 2008 年第 2 期
由表 5 可知 ,平滑剂 、柔软剂 、乳化剂对落麻率影响的极差 大小分别为 111 9 、16 、131 3 ,可见影响黄麻纤维落麻率的助剂主 次顺序为柔软剂 、乳化剂 、平滑剂 。产生这种结果的原因可能是 柔软剂对纤维强力有一定的损伤作用 。对黄麻纤维可挠度和强 度分析可知 ,当柔软剂浓度为 5 %最佳 ,此时强度损失适中 ,落 麻率处于最佳状态 。同时 ,乳化剂对纤维的蓬松起到了积极作 用 ,为了解决梳棉机梳理时由于黄麻纤维硬度大而导致的落麻 率较高及对针布的损伤 ,乳化剂最佳浓度为 5 %。落麻率越低 , 说明黄麻纤维的制成率越高 。由上述分析可知 ,最优化方案为 B2 C2 A1 ,即柔软剂 5 %、乳化剂 5 %、平滑剂 2 %。
化剂的最佳浓度分别为 2 %、5 %、8 %。
关键词 :黄麻纤维 ;乳化剂 ;改性 ;形态结构 ;可纺性
中图分类号 : TS1021 2 文献标识码 :B
文章编号 :1673 - 0356 (2008) 02 - 0069 - 03
黄麻纤维资源丰富 、成本低 、可生物降解 、可循环再生 ,符合 绿色生态和可持续发展要求 ,同时 ,黄麻纤维还具有良好的综合 服用性能 ,深受广大消费者的青睐 ,市场发展前景广阔[1～3] 。但 是原麻木质素和半纤维素含量高 ,导致纤维粗硬[4] ,严重限制了 黄麻纤维的应用范围 ,所以必须对原麻进行精细化改性 (又称脱 胶处理) 。精细化改性以后 ,黄麻纤维木质素和半纤维素得到部 分去除 ,性能有所改善 ,但仍然存在一定的缺陷 ,如黄麻纤维柔 性小 ,抱合力差 ,导致纱线的可纺支数较低[5] ;纤维各部位细度 离散性大 、纤维强度低 ,导致梳理时落麻率高 ,成品制成率低 ;纱 线手感粗硬 ,毛羽较多 ,刺痒感强 。因此 ,仅仅经过脱胶等精细 化处理后的黄麻纤维仍然难以开发出高档服装和家纺用品 。
1311 91
1281 6
1351 53
K1 j
451 06
421 49
441 33
K2 j
421 71
461 39
421 24
K3 j
431 97
421 87
451 18
Rj
71 05
111 7
81 8
注 : Kij 表示该 j 因素在水平所做的实验结果之和 ; Kij 表示该因素在 j 水平所做实验结果的平均值 ; R j 表示极差 ,下同 。
表 4 助剂对精细化黄麻纤维强度的影响
强度/ cN ·dtex - 1
A
B
C
K1 j
121 44
131 50
121 70
K2 j
131 58
121 20
131 00
K3 j
121 90
131 22
131 22
K1 j
41 15
41 50
41 23
K2 j
41 53
41 07
41 33
K3 j
41 30
落麻率/ %
A
K1 j
741 5
K2 j
861 4
K3 j
761 4
K1 j
241 8
K2 j
281 8
K3 j
251 5
Rj
111 9
B 861 7 701 7 791 9 281 9 231 6 261 6
16
C 751 0 741 5 871 8 251 0 241 8 291 3 131 3
见 ,柔软剂的最佳浓度为 5 %。其次 ,由于平滑剂对黄麻纤维表 面的填平效应 ,有利于提高黄麻纤维强度 ,但这种提高作用随浓 度变化而发生的改变不大 ,所以 ,平滑剂的最佳浓度选择 2 %为 宜 。乳化剂主要是在基础助剂的辅助下 ,渗入纤维束内部 ,从而 蓬松纤维 ,改善纤维的可挠度及落麻率 ,同时能够在一定范围内 提高纤维强度 ,所以最佳浓度为 8 %。
为了研究助剂及水平对精细化黄麻纤维性能的影响 ,设计 了 3 因素 3 水平正交实验 ,以可挠度 、强度 、落麻率 3 个指标综
合评价处理工艺的优劣 。因素与水平设计见表 1 。 表 1 因素与水平
水平
1 2 3
A :平滑剂/ % 2 4 6
因素 B :柔软剂/ %
2 5 8
C :乳化剂/ % 2 5 8
摘 要 :在添加基础助剂的基础上 ,分别配制了含不同水平功能助剂的平滑剂 、柔软剂 、乳化剂的养生处理剂 ,研究了
其对精细化黄麻纤维的养生处理及其对纤维性能的影响 。通过正交实验设计优化了实验方案 ,结果表明 ,精细化黄麻纤
维经养生处理后能显著降低落麻率 ,提高可挠度 ,并能够保证纺纱所需要的纤维强度 。通过研究发现 ,平滑剂 、柔软剂 、乳
由表 3 可见 ,平滑剂 、柔软剂 、乳化剂对可挠度影响的极差
大小分别为 71 05 、111 7 、81 8 ,由此可知 ,影响精细化黄麻纤维可
挠度性质的助剂主次顺序为柔软剂 、乳化剂 、平滑剂 。这种结果
可能是因为在乳化剂以及渗透剂的作用下 ,柔软剂能对纤维的 表面和内部结构产生影响 ,改变胶质与纤维素之间的联系 ,使得 纤维模量下降 ,提高纤维的细度[6] ,大幅度提升了纤维的可挠 度 。需要指出的是 ,要严格控制柔软剂的浓度 ,浓度太低 ,所得 改性黄麻纤维的柔软度不能满足纺纱要求 ;浓度太高 ,纤维之间 的胶质过于蓬松 ,在外力作用下 ,纤维之间易于滑移而产生断 裂 ,落麻多 ,成本高 。
2008 年第 2 期 纺织科技进展
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精细化黄麻纤维的养生改性
刘东升1 ,2 3 ,俞建勇2 ,王维明3 ,夏兆鹏1 ,2
(1. 东华大学 纺织学院 ,上海 201620 ;2. 东华大学 现代纺织研究院 ,上海 200051 ;3. 东华大学 化学化工与生物工程系 ,上海 201620)
剩余胶质含量 41 1 %。 助剂 :平滑剂 、柔软剂 、乳化剂 、渗透剂 、凡士林以及菜油 。