N-甲基吗啉-N-氧化物处理对苎麻残胶及其纤维性能影响研究
本课题利用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)对苎麻纤维进行脱胶和改性，从而提高苎麻苎麻纤维的成纱特性以及苎麻纤维的上染率。既有利于弥补苎麻纤维的成纱毛羽多的缺点，又可赋予产品不同的风格。同时为了更好的减少纱线刺痒感和提高苎麻纤维的上染率，因此必须对苎麻纤维进行改性。本论文围绕苎麻纤维素，进行了如下研究： 1.苎麻生物脱胶后的残胶影响其后续纺纱加工。在不损伤纤维素的前提下，采用环保可回收的NMMO水溶液对苎麻生物脱胶麻的残胶进行处理，考查了温度、NMMO浓度、时间和浴比对去除苎麻残胶的影响。结果表明，苎麻在NMMO质量分数为50%,温度70℃，浴比1∶20水浴加热60min条优下,苎麻残胶率达到最低，为2.28%。 2.对苎麻纤维的改性，突破了传统的单一处理方式，不选用烧碱作为溶胀剂，而是采用了新型环保N-甲基吗啉-N-氧化物溶液进行改性的工艺，致使分子链间的氢键强度减弱，甚至断裂，苎麻纤维素的结晶度下降。通过正交实验可以得出在NMMO浓度为50%，浸渍温度50℃，浸渍为时间60min，浴比1∶20的条件下，改性效果最佳。经高倍电子显微镜、红外、X衍射、白度计、紫外分光光度计、强力等测试后证明，改性后苎麻纤维的结晶度降低了22%，在强力损失较小的情况下，断裂伸长率提高了。改性后苎麻纤维卷曲增加，每10cm就产生了6.5个卷曲，纤维的断裂功大大增加，说明改性后的苎麻纤维的韧性增加。改性后苎麻纤维的横截面形态变成中腔直径约0.0312mm的近圆形。从手感效果分析，苎麻纤维经NMMO改性处理后，纤维手感更为蓬松、滑糯、有弹性。 3.采用NMMO为溶胀剂，在不同浓度，温度和时间的反应条件下，考察苎麻纤维在N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液中的溶解和溶胀情况。结果表明，在90℃和NMMO浓度在70%及以上时，苎麻纤维被迅速切断并溶解，没有明显的溶胀现象；在NMMO浓度70%以下，苎麻纤维只发生溶胀。在60-80℃和NMMO浓度在0-80%条件下，苎麻纤维只发生溶胀，苎麻纤维的直径增大率最高达到210%，最低达到100%。研究表明随着NMMO浓度的增加，苎麻纤维的最大的直径增大率升高；随着温度的升高，苎麻纤维的最大直径增大率达到时间提前；随着处理时间的延长，苎麻纤维的直径增大率逐渐上升，但其最大直径增大率不变。 4.采用活性艳红X-3B染料对NMMO改性后的苎麻纤维进行染色实验。结果表明最佳改性条件为：N-甲基吗啉-N-氧化物用量为60%,浸渍温度为60℃,浸渍时间为50min,浴比1∶20。最佳染色工艺条件为:活性艳红X-3B染料3%(o.w.f),元明粉40g/L,Na2CO310g/L,55min。实验证明经过NMMO改性后的苎麻纤维经活性染料染色的K/S值可提高近一倍,这种改性工艺有助于解决苎麻染色深度和色泽鲜艳度问题。
苎麻纤维;N-甲基吗啉-N-氧化物;脱胶;改性处理;纤维溶胀;纤维溶解;染色工艺
武汉纺织大学
硕士
环境工程
曾庆福;蔡映杰
2010
中文
TS102.222
2020-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）