基于棉纤维的碱处理技术改善甲壳素/棉混纺织物匀染性
甲壳素纤维因具有天然抗菌、可生物降解和绿色环保等特性得到了广泛的开发与应用。甲壳素纤维纯纺困难，一般与棉纤维进行混纺，但甲壳素纤维的上染速率快，上染百分率较高，而棉纤维的上染速率慢，上染百分率低，甲壳素/棉混纺织物在染色时常出现染色不匀现象。棉纤维的阳离子改性和甲壳素纤维的氨基封闭，对甲壳素/棉混纺织物的匀染性有一定效果，但是经济成本高、工艺复杂，且处理后织物常有难闻的气味，给织物的质量带来负面影响。碱处理可提高棉纤维的上染速率和上染百分率，是解决上述问题的途径之一。
本文通过扫描电子显微镜观察碱处理前后纤维截面的变化，采用红外光谱分析法和X-射线法研究碱处理棉纤维化学组成和结晶结构的变化，利用热重分析和差示扫描量热分析研究碱处理棉纤维的热学性能。结果显示：碱处理后棉纤维横截面由腰圆形变为近似圆形，中腔消失，纵向天然转曲消失，转变为光滑的近似圆柱体；而化学组成基本无变化，只是一部分纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ；结晶度下降了25％左右；碱处理棉纤维的热学性能稍差于棉纤维。
通过单因素分析法，优化棉纤维的碱处理工艺，测试碱处理棉纤维的染色K/S值、上染百分率、固色率、长度、细度、强度、断裂伸长率、平衡回潮率和质量比电阻的变化，确定最佳碱处理工艺为：NaOH浓度200 g/L、反应温度20℃、反应时间40s。结果显示：棉纤维的上染百分率提高了23％左右，上染速率显著提高，固色率提高了11％左右；纤维长度减小，细度增大，强度和断裂伸长率增大，平衡回潮率增大，质量比电阻减小。
选择甲壳素/碱处理棉和甲壳素/棉两种混纺原料、相同混纺比为(20:80)分别纺纱，进行对比试验。测试了两种混纺纱的实际混纺比、强伸性能、毛羽和纱线条干。结果表明：甲壳素/碱处理棉混纺纱强度提高了约18.69％、断裂伸长率提高了约15.5％、棉结、粗节、细节和条干CV％均小于甲壳素/棉混纺纱，但纱线毛羽较多，纺纱过程甲壳素纤维损失较大。
采用BES型活性染料分别染甲壳素/棉和甲壳素/碱处理棉混纺织物，利用单因素法对染色工艺进行优化。确定最佳染色工艺为：染色温度60℃，染料浓度2％owf，浴比1:30，NaCl15g/L，上染时间30min，固色时间40min。测试甲壳素/碱处理棉混纺织物的匀染性、染色牢度和染料节约量。甲壳素/碱处理棉混纺织物匀染性更好，染色牢度基本无变化，染料用量节约了60％左右。
甲壳素纤维;棉纤维;碱处理工艺;染色工艺;匀染性
天津工业大学
硕士
纺织材料与纺织品设计
王建坤
2010
中文
TS193.11
72
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）