（纺织工程专业论文）竹纤维织物生态抗皱整理方法的研究.pdf

， i 。 l !ijiillfilliii ffii i l l l l l l l f f l l l f l l l l l l 0 y 1812 8 8 5 关于硕士学位论文使用授权的说明 论文题目s 筮红维织物生态埴筮整理友这数硒宜 本学位论文作者完全了解大连工业大学有关保留、使用学位论文的规 定，大连工业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 是否保 至纠睥乒月弓汐日为止。 学生签名：垒磷一 导师签名：二煌 渺湃乒彤秒日 摘要 摘要 竹原纤维织物因其具有卓越的绿色环保、天然抗菌以及优异的吸湿性等诸多优点， 使其从众多新型纤维中脱颖而出，受到了人们的普遍关注。但是，因竹原纤维织物有易 起皱，手感发涩等缺点，而不能充分实现其商业价值，并制约了该类产品的进一步研发 和利用。因此，提高竹原纤维织物的抗皱性能，势必会给竹原纤维服装制品创造出一个 较大的市场空间。 本文对竹原纤维织物的抗皱整理进行了探讨，分别采用了超低甲醛抗皱整理剂l e x 和多元羧酸d p h 、柠檬酸、乙二醛以及壳聚糖对竹原纤维织物进行抗皱整理，探讨了整 理剂用量、焙烘温度、焙烘时间及添加剂种类等工艺参数对竹原纤维织物抗皱效果的影 响。通过测试在不同条件下织物的干态、湿态折皱回复角、断裂强力保留率及织物白度 等性能指标确定了各整理剂用于竹原纤维织物抗皱整理的优化整理工艺，并对整理后的 竹原纤维织物进行了抗皱效果、成本预算、工艺难度及环保等情况进行了对比分析，选 取比较适合用于竹原纤维织物抗皱整理的整理方法，并建立了相关因素的回归方程。 实验结果表明，经过以上五种整理剂整理后的织物折皱回复角都得到了一定程度上 的改善，其中以超低甲醛l e x 树脂和多元羧酸d p h 尤为突出，干态、湿态折皱回复角分 别提高2 3 0 9 6 、1 5 0 9 6 左右；经过乙二醛和柠檬酸整理后的织物干态、湿态折皱回复角分别 提高1 9 0 、1 2 0 左右；而经过壳聚糖整理后的织物干态、湿态折皱回复角仅有8 7 8 9 6 、 7 6 。通过整理前后的织物红外光谱图对比发现，整理后的一些基团吸收峰振动加强， 而且光谱中还出现了一些共价交联反应中所生成的新的交联基团的吸收峰。 此外，通过抗皱效果及生产成本等因素的对比分析得出以下结论：采用超低甲醛抗 皱整理剂l e x 用于竹原纤维织物的抗皱整理可以取得良好的抗皱效果，但是存在少量甲 醛释放的问题：采用多元羧酸d p h 用于竹原纤维织物的抗皱整理也可以取得较好的抗皱 效果，但是考虑其生产成本，不适合工业化生产；采用壳聚糖用于竹原纤维织物的抗皱 整理的抗皱效果不明显，且整理后的织物耐洗涤性较差：采用乙二醛和柠檬酸用于竹原 纤维织物的抗皱整理不仅可以得到较好的抗皱效果，而且织物的强力损伤较小，能够基 本保持织物的原有外观，同时，这两种整理剂易于得到，生产成本低廉，污染小，适合 竹原纤维织物无甲醛抗皱整理的工业化生产。 辽宁省纺织材料绿色加工技术创新团队辽教发 2 0 0 6 1 2 3 号项目资助 卜。- 摘要 关键词：竹原纤维织物，抗皱整理，超低甲醛，多元羧酸，柠檬酸，z ；- - 醛，壳聚糖， 数学模型 n a b s t r a c t a b s t r a c t 1 1 圮b a m b o oo r i g 洫uf i b e rf a b r i cb e c a u s ei th a so u t s t a n d i n g g r p 汜ne n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n , n a t u r a la n da n t i - v i r u sh e a l t ha n de x c e l l e n tm a n ya d v a n t a g e so fh y g r o s c o p i cp o w e r e t c ，m a k i n gi to u t s h i n eo t h e r sf r o mn u m e r o u sn e wf i b e r s ，b e i n gs u b j e c t e dt op e o p l e s w i d 豁p r e a dc o n c e r n b u t , b e c a u s eo ft h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i cs h r i v e le t c w e a k n e s s e a s i l y , c a n tm a k ei tc a x l yo u ti t sb u s i n e s sv a l u ew e l l ，a n dc h e c ka n ds u p e r v i s i o nt h et y p e 。s p r o d u c to ff u r t h o fd e v e l o p m e n ta n de x p a n s i o n t h e r e f o r e ，t h ea n t i w l 血t k l ef u n c t i o no ft h e e x a l t a t i o nb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i c ，s u r e l yw i l lg i v eb a m b o ot h eo r i g i n a lf i b e rc l o t h i n g c r e a t ea h u g em a r k e ts p a c e t h i st e x t sa n t i - w r i n k l et ot h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i cc o o r d i n a t ec a r r i e do na s t u d y , a d o p t i n g af i n i s h i n g r e s p e c t i v e l ye f f e c t i v e , c r a f t c o n d i t i o nm a t u r e s u p e ra n dl o w f o r m a l d e h y d ea n t i - w r i n k l ea g e n tl e xa n dp o l y c a r b o x y l i ca c i dd p h , c i t r i ca c i d , g l y o x a la n d c h i t o s a nc a r r yo na na n t i w r i n k l es o r t i n gt ot h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i c ，i n q u i r yi n t oa a g e n t sd o s a g e ，b a k i n gt e m p e r a t u r e ，b a k i n gt i m ea n da d d i t i v ec a t e g o r y 。e t c 。si n f l u e n c ef o r t h e b a m b o oo r i g i n a la n t i - w r i n k l er e s u l to ft h ef i b e rf a b r i c p a s sat e s tu n d e rt h ed i f f e r e n tc o n d i t i o n af a b r i co ft h ed r ya n dw e te l a s t i ca a s er e c o v e r ya n g l e s ，s p l i ts t r o n gd i n tr e s e r v a t i o nr a t ea n d f a b r i cw h i t ed e g r e ee t c f u n c t i o ni n d e xs i g nt om a k es u r ee a c ha n g e ru s e df o rt h eb a m b o o o r i g i n a lf i b e rf a b r i ca n t i - w r i n k l et ot i d yu po fe x c e l l e n tt u r ns o r t i n gc r a f t , a n dt ot i d yu pa n e m p r e s so ft h eb a m b o oo r i g h ：1 a lf i b e rf a b r i cc a r r i e do nc i r c u m s t a n c e ss u c h 勰a n t i - w r i n k l e r e s u l t , c o s tb u d g e t , c r a f td i f f i c u l t ya n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ne t c t oc a r r yo nc o n 们s t a n a l y s i s ，s e l e c t i n gb ye x a m i n a t i o n si n e rk e e p i n gw i t hu s e df o rab a m b o oa no r i g i n a lf i b e r f a b r i ca na n t i w r i n k l ef i n i s h i n go fs o r t i n g , a n db u i l d i n gu pm a t h e m a t i c sm o d e l t e s tr e s u l te n u n c i a t i o n , t h o u g ha b o v ef i v ek i n d so fa g e n t st i d yu pa ne m p r e s so ft h e f a b r i cf o l dw r i n k l yr e p l i e da n g l et oa l lg o tc e r t a i nt h ei m p r o v e m e n t ，t a k et h es u p e ra n dl o w f o r m a l d e h y d el e xr e s i na n dp o l y c a r b o x y l i ca c i dd p ha sa m o n gt h e mo u t s t a n d i n g ，d r ya n d w e te l a s t i cc 职：锹辩r e c o v e r ya n g l e sr a i s e2 3 0 ，15 0 r e s p e c t i v e l yo rs o ；t h r o u g hg l y o x a la n d c i t r i ca c i dt ot i d yu pt h ed r ya n dw e t o ft h e f a b r i co fe m p r e s st oe l a s t i cc 愀r e c o v e r y a n g l e sr a i s e19 0 ，12 0 r e s p e c t i v e l yo rs o ；b u tt h r o u g hc h i t o s a nf m i s h i n go ff a b r i ct h ed r y m a b s w a e t a n dw e te l a s t i cc r e a s er e c o v e r ya n g l e st oh a v e8 7 8 ，7 6 o n l y t h ef a b r i c st h ef b i r s p e c t r aw h i c hp a s s e sa n t i - c r e a s ef i n i s h i n gi n f r o n ta n db a c kc o n t r a s t st od i s c o v e r , t h e a b s o r p t i o np e a k so fs o m er a d i c l ea f t e rt i d y i n gu pv i b r a t i o ns t r e n g t h e n ，a n di nt h ef t - i r s p i e c t ms t i l la p p e a r e ds o m ec o v a l e n c e st oh a n do v e ra l l i e dr e s p o n dm e d i u mt h ea b s o r p t i o n p e a k so ft h eb o mn e wr a d i c l eg r o u p p a s st h ec o n t r a s to ff a c t o r s ，s u c ha sa n t i w r i n k l er e s u l ta n dp r o d u c t i o nc o s t e t c a n a l y s i s i n a d d i t i o n 、 ，i n ld r a wac o n c l u s i o n ：t h ea n t i w r i n k l ea g e n tw h i c ha d o p t st h es u p e ra n dl o w f o r m a l d e h y d ea n t i - w r i n k l ea g e n tl e x t ou s e df o rt h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i cc a no b t a i n g o o da n t i - w r i n k l ef m i s l l i n gr e s u l t , b u te x i s tt h ep r o b l e mt h a ta l i t t l ea m o u n tf o r m a l d e h y d e r e l e a s e s ；a d o p t i n gt h ea n t i - w r i n k l ea g e n tt h a tt h ep o l y c a r b o x y l i cd p hu s e df o rt h eb a m b o o o r i g i n a lf i b e rf a b r i cc a na l s oo b t a i ng o o da n t i - w r i n k l ef i n i s h i n gr e s u l t , b u ti t sp r o d u c t i o nc o s t i s n ts u i t a b l ef o ri n d u s t r i a l i z a t i o np r o d u c t i o n ；t h ea n t i - w r i n k l ea g e n tw h i c ha d o p t st h ec h i t o s a n t ou s e df o rt h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i cc a n tg e tb e t t e ra n t i w r i n k l ef i n i s h i n gr e s u l t , a n d t i d yu pt h ef a b r i co fe m p r e s st ob e a rr i n s ew o r s e ；a d o p t i n gg l y o x a la n dp o l y c a r b o x y l i cu s e d f o rt h ea n t i - w r i n k l ef i n i s h i n go ft h eb a m b o oo n g i n a lf i b e rf a b r i cn o to n l yc a ng e tb c l 【t i 贸 a n t i - w r i n k l ef i n i s h i n gr e s u l t , a n dt h es t r e n g t hl o s eo ft h ef a b r i cs m a l l e r , c a nb eb a s i ct ok e e p t h eo r i g i n a l 【t 删a p p e a r a n c eo ff a b r i c ，i nt h em e a n t i m e ，t h e s et w ok i n d so fa g e n t sb ee a s y t og e t , t h ep r o d u c t i o nc o s ti sc h e a p ，p o l l u t i n gs m a l l ，s u i tt h eb a m b o oo r i g i n a lf i b e rf a b r i ch a v e n of f o r m a l d e h y d ea n t i - w r i n k l ef i n i s h i n go fi n d u s t r i a l i z a t i o np r o d u c 宅 s u b s i d i z e db yt h ei t e mo fl i a o n i n gp r o v i n c eg r e e nc r e a t i v et e a mo ft h ep r o c e s s i n g t e c h n o l o g yo ft h es p i n n i n gm a t e r i a l ，n o 【2 0 0 6 1 2 3d i s t r i b u t e db y ，n i el i a o n i n gd e p a r t m e n t o fe d u e 觚o n k e y w o r d ：t h eb a m b o oo r i g i n a if i b e rf a b r i c ，a n t i _ r i n k i ef i n i s h i n g ，s u p e r a n di o wf o r m a i d e h y d e ，1 3 0 i y c a r b o x y ii ca c i d ，c i t ri ca c i d ，g i y o x s i ，o h i t o s a n ， m s t h e m a tic si i i o d el w 叭 ， 目录 目录 第一章绪论1 1 1 竹纤维的种类及加工1 1 1 1 竹材的种类1 1 1 2 竹纤维的种类及加工方法1 1 2 竹原纤维的结构与组成2 1 2 1 竹原纤维的形态结构2 1 2 2 竹原纤维的超分子结构3 1 2 3 竹原纤维的长度和细度4 1 2 4 竹原纤维的化学成分5 1 3 竹原纤维的性能6 1 3 1 天然绿色环保性6 1 3 2 天然抗菌性6 1 3 3 抗紫外功能7 1 3 4 优异的吸湿性和透气性7 1 3 5 竹原纤维的拉伸曲线特征7 1 4 竹纤维产品的开发和研究8 1 5 本课题研究的内容和创新点9 1 5 1 本课题的研究内容9 1 5 2 本课题的创新点9 第二章抗皱整理机理1 1 2 1 织物的折皱与抗皱1 1 2 2 织物的抗皱整理方法1 2 2 3 抗皱整理剂种类；1 3 2 3 1n 一羟甲基类整理剂1 3 2 3 2 多元酸类整理剂1 4 2 3 3 二醛类整理剂1 5 2 3 4 缩醛类整理剂1 5 2 3 5 环氧类整理剂1 5 2 3 6 含硫类整理剂1 6 2 3 7 反应性有机硅整理剂1 7 2 3 8 其他抗皱整理剂1 7 2 3 8 1 丝素整理剂1 7 2 3 8 2 甲壳素和壳聚糖1 8 2 3 8 3 淀粉改性物1 8 2 4 本课题的研究方法1 9 第三章超低甲醛树脂整理剂对竹原纤维织物的抗皱整理2 0 v 八。- l ， ， i 目录 3 1 反应机理2 0 3 2 实验材料及药品2 0 3 3 整理工艺流程2 0 3 4 指标测试方法2 1 3 4 1 折皱回复角的测定2 l 3 4 2 断裂强度测试2 1 3 4 3 试样甲醛残留量的测定2 1 3 4 4 白度的测定2 1 3 5 实验结果与讨论2 1 3 5 1 正交实验2 l 3 5 2 单因素分析2 2 3 5 2 1 整理剂l e x 浓度的影响2 2 3 5 5 2 催化剂m g c 协6 h 2 0 浓度的影响2 3 3 5 5 3 焙烘温度的影响2 3 3 5 5 4 焙烘时间的影响2 4 3 6 超低甲醛树脂最优工艺的确定2 5 3 7 超低甲醛树脂对竹原纤维织物抗皱整理效果分析2 5 3 7 1 织物抗皱性能效果和甲醛释放量2 5 3 7 2 耐洗涤性能测试2 6 3 8 红外光谱图分析2 6 3 9 本章结论2 7 第四章乙二醛对竹原纤维织物的抗皱整理2 9 4 1 反应机理2 9 4 2 实验材料及药品2 9 4 3 整理工艺流程3 0 4 4 指标测试3 0 4 5 实验结果与讨论3 0 4 5 1 正交实验3 0 4 5 2 单因素分析3 l 4 5 2 1 不同共反应剂的单因素分析3 l 4 5 2 2 乙二醛浓度的单因素分析。3 2 4 5 2 3 添加剂乙二醇浓度的单因素分析3 3 4 5 2 4 焙烘时间的单因素分析3 3 4 5 2 5 焙烘温度的单因素分析3 4 4 6 最优工艺确定及抗皱效果分析3 5 4 6 1 乙二醛用于竹原纤维织物的抗皱整理的最优工艺3 5 4 6 2 织物耐洗涤性能测试3 5 4 7 红外光谱分析3 6 4 8 结论3 6 v i 目录 第五章多元羧酸d 蹦对竹原纤维织物的抗皱整理3 8 5 1 反应机理3 8 5 2 实验材料及药品3 8 5 3 整理工艺流程3 8 5 4 指标测试3 9 5 5 实验结果与讨论3 9 5 5 1 正交实验3 9 5 5 2 单因素分析4 0 5 5 2 1d p h 浓度单因素分析4 0 5 5 2 2 次亚磷酸钠浓度单因素分析4 0 5 5 2 3 焙烘时间单因素分析4 l 5 5 2 4 焙烘温度单因素分析4 2 5 6 最优工艺确定及抗皱效果分析4 3 5 6 1 多元羧酸整理剂d p h 用于竹原纤维织物的抗皱整理的最优工艺4 3 5 6 2 耐洗涤性能测试4 4 5 7 红外光谱分析4 4 5 8 结论4 5 第六章柠檬酸对竹原纤维织物的抗皱整理4 7 6 1 反应机理4 7 6 2 实验材料及药品4 8 6 3 整理工艺流程4 8 6 4 指标测试4 8 6 5 实验结果与讨论4 8 6 5 1 正交实验4 8 6 5 2 单因素分析4 9 6 5 2 1 柠檬酸浓度的单因素分析4 9 6 5 2 2 焙烘温度的单因素分析5 0 6 5 2 3 次亚磷酸钠用量的单因素分析5 0 6 5 2 4 三乙醇胺用量的单因素分析5 1 6 6 最优工艺确定及抗皱效果分析5 2 6 6 1 柠檬酸对竹原纤维织物的抗皱整理的最优工艺5 2 6 6 2 织物耐洗涤性能测试5 3 6 7 红外光谱分析5 3 6 8 结论5 4 第七章壳聚糖对竹原纤维织物的抗皱整理研究5 5 7 1 反应机理5 5 7 2 实验材料及药品5 5 7 3 整理工艺流程5 5 7 4 指标测试5 5 v h p 、 ， k 目录 7 5 实验结果与讨论5 6 7 5 1 均匀实验5 6 7 5 2 单因素分析5 7 7 5 2 1 壳聚糖浓度单因素分析5 7 7 5 2 2 柔软剂f k - 2 2 0 c 单因素分析5 8 7 5 2 3 焙烘温度单因素分析5 8 7 5 2 4 焙烘时间单因素分析5 9 7 6 最优工艺确定及抗皱效果分析5 9 7 6 1 壳聚糖对竹原纤维织物的抗皱整理的最优工艺5 9 7 6 2 织物耐洗涤性能测试6 0 7 7 红外光谱分析6 1 7 8 结论6 1 第八章抗皱整理方法对比分析及乙二醛法数学模型建立6 3 8 1 实验效果对比分析6 3 8 2 其它因素对比6 4 8 3 乙二醛法工艺因素的三元多项式回归模型6 5 第九章全文结论7 0 9 1 关于超低甲醛l e x 树脂用于竹原纤维织物的抗皱整理7 0 9 2 关于乙二醛用于竹原纤维织物的抗皱整理7 0 9 3 关于多元羧酸d p h 用于竹原纤维织物的抗皱整理7 0 9 4 关于柠檬酸用于竹原纤维织物的抗皱整理7 1 9 5 关于壳聚糖用于竹原纤维织物的抗皱整理7 l 9 6 关于各种整理方法的对比分析及经验回归方程的建立7 l 参考文献7 3 致谤i 7 6 附录7 7 v 1 1 1 第一章绪论 第一章绪论 科技进步和经济全球一体化带来的人们消费意识方式的转变，已经深刻地影响着纺 织品的质地、色彩和风格。人们对舒适、健康、自然和环保的追求，推动了纺织面料向 高新技术和天然环保方向的发展，不断开发高新科技、高附加值的新型绿色纤维，已经 成为国内外纺织服装业界关注的重点。 竹子是一种速生且丰产的绿色植物，种植成活率高，生长周期短，2 年3 年即可 成林砍伐，生长过程中不需撒播农药和施肥，不怕旱涝，不会对环境造成任何影响。并 且分布非常广泛，我国现拥有全球竹子种类的四分之一，达3 0 0 多种。目前我国竹子 种植面积达到4 0 0 多万平方米，位于世界第一。我国在应用竹子制品方面有着悠久的历 史，早在四、五千年前就已经有了原始性的竹子应用嘲。随着大豆蛋白纤维成功的自主 研发，近期我国成功研发了一种以竹为原料的凉爽型环保纤维素纤维，并且其生产加工 过程均为绿色生产。通过成功开发以竹子为原料的纺织用纤维，大大地缓解了我国资源 紧缺与需求剧增之间的供需矛盾，并且有利于防止森林资源的过度开采，为纺织原料提 供了一个新的来源。 1 1 竹纤维的种类及加工 1 1 1 竹材的种类 竹材分为丛生竹材和散生竹材两类。丛生竹材比散生竹材的纤维长度长，宽度大， 更适合作为生产竹纤维的原材料。用于纺织加工的竹材原料一般选用已经生长一年到两 年的毛竹或慈竹的丛生竹材。 1 1 2 竹纤维的种类及加工方法 竹纤维分为竹原纤维和竹浆纤维两种。前者是采用物理方法生产加工的竹原纤维， 后者是采用化学方法生产加工的再生纤维。竹原纤维是将竹子碾平、扭转、梳理，再对 竹纤维去除糖份、脂肪，经消毒、晾干而成，采用物理方法加工，不添加任何化学试剂， 第一章绪论 在加工过程中，除去纤维束以外的植物组织，保留其天然的纤维束状态，因而保持了竹 子的原有性质，是一种真正意义上来自天然的绿色纤维口1 。 竹浆纤维采用化学方法加工，先将竹子打浆，采用“水解一碱法竹及多段漂白精制 而成竹浆粕，经人工催化将竹浆粕的纤维素含量由3 5 左右提纯到9 3 以上，以满足 纺丝生产工序的需要。而后再由纺丝生产工序制成竹浆纤维。因为加工竹浆纤维的纺丝 工序与粘胶纤维的纺丝工序极为相似，因而可以采用粘胶纤维的生产加工方式h 一。竹 浆纤维虽然克服了竹原纤维的刚性大、硬挺等缺点，提高了可纺性、染色等性能，但是 却破坏了竹子本身原有的杀菌和环保保健等方面的性能。 另外，根据有关资料介绍，还有一种从竹子中提取竹纤维的新方法鼬嗍m e x p l o s i o nm e t h o d ，在配合使用混合机后，可制得外形类似于棉纤维的竹纤维，成为 b a m b o of i b e rc o t t o n ( b f c ) ，其直径仅为1 0 - - - 3 0l lm ，而且纤维表面的木素几乎已完全 去除h 1 ，如图1 1 。 图1 - 1 竹纤维表面形态 f i g 卜1s u r f a c ec h a r a c t e ro f b a m b o of i b e r 1 2 竹原纤维的结构与组成 1 2 1 竹原纤维的形态结构 单根竹纤维细长，两端尖，呈纺锤状，纤维内壁较平滑、均一，有多条较浅的沟槽， 在接近椭圆形的横截面上布满了椭圆形的空隙，呈梅花形排列，高度中空，毛细管效应 2 第一章绪论 非常强，而边沿则是不规则的锯齿形的呻1 。如图1 2 、图1 3 所示。 图1 2 竹原纤维纵向形态 f i g 1 2l e n g t h w a y sc h a r a c t e ro fb a m b o of i b e r 图1 - 3 竹原纤维横截面形态 f i g 1 - 3t r a v e r s ec h a r a c t e ro fb a m b o of i b e r 这种独特的表面结构使竹纤维的表面产生了一定的摩擦系数，提高了纤维的抱合 力，有利于纤维的成纱；并且由于竹纤维的横截面上布满大量空隙，毛细管效应强烈， 所以竹纤维具有良好的吸湿性、透气性、染色性、柔软性及生物降解性。 1 2 2 竹原纤维的超分子结构 由于竹原纤维是通过物理、机械方法直接从竹材中提取的，因而与棉、麻等天然纤 维素纤维一样，是纯天然的纤维素纤维嘲，其分子式见图1 - 4 。 麟 i i i i | 1 1 c h t 0 i i 圈1 _ 4 竹纤维的分子结构 f i g 1 - 4m o l e c u l a rc o n f i g u r a t i o no fb a m b o of i b e r 通过x 射线衍射法对竹原纤维、棉纤维、苎麻纤维和粘胶纤维进行聚集态结构研究。 见图1 - 5 、图1 - 6 、图卜7 、图卜8 。 3 h 、i o f 2 一 一 一。 一=-一h 丽等 第一章绪论 。l 主 ： _ j 、( o 图1 - 5 竹原纤维x 一射线衍射图 f i g 1 5w a x d o fb a m b o of i b e r 舯f 黼一 r 2 ：姗； + 4 0 0 0 c , ，： 誓f vo 一 c1 0暂t 0铀柏 i j 圈1 - 7 苎麻纤维x 一射线衍射图 f i g 1 - 7w a x do f r a m e e 15 d 日 n l 在肿 “少l dm 1 0 q z - 1 j 图1 - 6 棉纤维x 一射线衍射图 f i g 1 _ 6w a x d o fc o t t o nf i b e r 目 ：m j l 萎：m i l ：一 “一一一一 ”i - 蕊-m岫 图1 - 8 粘胶纤维x 一射线衍射图 f i g ! 8w a x d o fv i s c o s e 通过以上x 射线衍射法对竹纤维聚集态结构进行研究：竹原纤维的x 射线曲线图2 0 分别为1 5 0 8 。、1 6 2 5 。、2 2 7 2 。、3 4 3 0 。与苎麻、棉的x 射线衍射峰基本相同， 说明竹纤维结晶变态属于典型的天然纤维素。并且经过计算，竹原纤维的结晶度为7 2 ，高于棉的结晶度，与苎麻大致相同。说明竹原纤维是一种高结晶、高取向的天然纤 维素纤维n 0 叫幻。 1 2 3 竹原纤维的长度和细度 竹原纤维的长度差异较大，长度分布与苎麻纤维相近。竹原纤维与苎麻纤维长度比 较见图1 - 9 ，对多组竹原纤维和苎麻纤维的测试结果统计，竹原纤维的长度分布范围为 1 5 0 m m 一- - 2 1 5 n n ，重量加权主体长度为6 0 1 唧，短纤维率为4 9 ，长度变异系数为4 6 2 。对比苎麻纤维各项指标，发现竹纤维特征与苎麻纤维特征极为相似。 4 第一章绪论 之- 案 躲 毒 ii 廿口1 4 - 长t m 一竹拜簟i 百分一一苎i 百分 图i - 9 竹原纤维与苎麻纤维细度比较 f i g 1 - 9c o m p a r i s o no fb a m b o o 矗b e fa n d 姗，sd i a m e t e r 竹原纤维的平均细度为l ? 3 4 n m ，即5 8 d t e x ，与苎麻纤维的细度相似( 纺织厂用的 苎麻纤维，一般为5 d t e x 左右) ，竹纤维的细度要比棉、羊毛等其他天然纤维要粗一些n 。 1 2 4 竹原纤维的化学成分 竹原纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素、木质素、果胶质和少量灰分等其它 物质，其中以纤维素为主要成分，且纤维素的含量明显低于棉、麻等纤维素纤维。另外， 由于我国竹子种植区分布较广，因此根据产地的不同，竹纤维的化学成分含量也有一定 差异n 射。我国竹子的纤维素含量大体在4 4 - 5 3 之间；半纤维素是由多种糖单元组合 成的复合聚糖，为无定形物质，因此聚合度较低，吸湿易润胀，是纤维之间、微细纤维 之间的“粘合剂 和“填充剂 ，其中聚戊糖的含量大概1 7 2 6 ；木质素是由苯基 丙烷结构单元通过醚键、碳碳键联结而成的芳香族高分子化合物，位于胞间层和微细 纤维之间，其含量一般为2 3 3 4 ，是产生竹纤维颜色的主要因素；果胶质的主要成 分是果胶酸的衍生物，广泛存在于自然界的植物体中；灰分是由各种无机盐组成的，主 要成分是s i 0 2 n 们。纤维素、半纤维素、木质素的化学成分如表1 1 。 裹i - 1 纤维素、半纤维素和木质素的化学成分 单体组成分子形态 第一章绪论 1 3 竹原纤维的性能 竹原纤维除了具有天然纤维素纤维的一些共有性能外，还具有卓越的绿色环保性、 天然抗菌性及优异的吸湿性等性能。 1 3 1 天然绿色环保性 由于竹子本身具有抗菌性，因此在其生长期内不必使用任何农药，不产生任何污染， 确保了竹纤维资源生态的无毒性。尤其是竹原纤维，它完全是采用物理方法制成的，在 原料的提取和生产过程中，全部实施绿色生产，是纯天然的绿色纤维，因此使用竹原纤 维生产的纱线和纺织制品也同时是绿色产品n 们。并且因为竹纤维及其制品具有优良的生 物降解性，可完全自然分解，回归自然，是对自然界中可再生的资源的循环利用，不会 给对自然环境带来严重的破坏，是真正的天然绿色环保纤维。 1 3 2 天然抗菌性 竹原纤维制品不仅具有许多天然纤维产品的优点，而且还具有独特的杀菌性能。这 是因为竹子长期生长在大自然当中，并且自身还具有抗菌性，所以在其生长周期中无虫 蛀、无腐烂、无需使用任何农药。如果在生产过程中采用特殊工艺技术处理，就能保持 竹纤维的抗菌性能不被破坏，让抗菌物质始终结合在大分子上。经有关部门检测，竹纤 维产品抗菌率高达7 1 左右，而通过显微镜观察，同样数量的细菌在棉纤维和木纤维制 品中却能生存繁衍，在竹纤维制品中则无法长时间生存，并会在短时间内减少，甚至消 失n 卜1 耵，如表1 2 。竹纤维的天然抗菌性赋予了竹纤维制品优异的服用性，并且不会对 皮肤造成任何过敏性反应，抗菌效果合抗菌持久性远好于经过抗菌整理的织物。此外， 竹原纤维织物对氨气和酸臭的去除效果比棉高n 蚰，竹纤维成分中的叶绿素和叶绿素铜 钠都具有较好的除臭作用，日本学者用竹纤维布料做除臭效果对比实验，实验结果表 明，竹纤维布料的除臭作用比棉纤维布料要强很多洲。竹原纤维与苎麻纤维、棉纤维的抗 菌效果对比见表1 2 。 6 第一章绪论 表i - 2 几种纤维的杀菌率测试结果单位( ) t a b l e l 2c o m p a r i s o no f d i f l e r e n tf i b e r s