（纺织化学与染整工程专业论文）活性染料对lyocell纤维原纤化性能的影响.pdf

ab s t r a c t l y o c e l l f a b r i c s a r e d y e d w i t h d i ff e r e n t t y p e s o f r e a c t i v e d y e a n d w i t h d i ff e r e n t d y e i n g p r o c e s s e s . t h e n d i s c u s s e d h o w d y e i n g p r o c e s s e s a n d d y e s i n fl u e n c e o n f i b r i l l a t io n . a n d w e u s e s o m e a n a l y t i c a l i n s t r u m e n t s t o e x a m i n e t h e r e s u l t s r i g h t . a m o n g d i p d y e i n g p r o c e s s , p a d - c u r e d y e i n g p r o c e s s , p a d - s t r e a m d y e i n g p r o c e s s , c o l d p a d - b a t c h p r o c e s s a n d b e a m d y e i n g p r o c e s s , w e f o u n d c o l d p a d - b a t c h p r o c e s s h a v e s p e c i a l e ff e c t o n r e d u c i n g fi b r i l l a t i o n . t h i s i s b e c a u s e d u r i n g t h e c o l d p r o c e s s w it h l o n g t i m e t r e a t m e n t o f a l k a l i o f h i g h c o n c e n t r a t i o n , f i b e r i s s w o l l e n . t h e n t h e c h a in s e g m e n t c a n m o v e a n d r e b u i l d a m o r e s t a b l e e q u i l i b r i u m , w h i c h m a d e t h e f i b r i l l a t i o n t e n d e n c y r e d u c e d . t h i s c a n b e d e m o n s t r a t e d b y i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y . d i ff e r e n t t y p e s o f a c t i v e d y e s h o w d i ff e r e n t e ff e c t o n f i b r i l l a t i o n b e c a u s e o f t h e d i ff e r e n c e o f d y e i n g p r o c e s s e s . i n t h e d i p d y e i n g p r o c e s s , s o m e mc t / v s b i - fu n c t io n a l d y e s h a v e s o m e e ff e c t o n r e s t r a i n i n g f i b r i l l a t i o n b e c a u s e d y e s a r e e a s y t o d i ff u s e t o f i b e r i n s i d e . t h e n t h e s e d y e s c h a n c e s t o f o r m c r o s s - l i n k i n g in c r e as e . b u t i f u s i n g c o l d p a d - b a t c h p r o c e s s , t h e s e d y e s c a n t r e s t r a in f i b r i l l a t i o n f a i r l y i n t h a t t h e y h a v e l a r g e c o n f i g u r a t i o n . s o t h e y c a n t d i ff u s e i n t o f i b e r e a s i ly a n d t h e n r e a c t w i t h c e l l u l o s e m o l e c u l e o u t s i d e o f t h e f i b e r a n d f o r m a s m a l l q u a n t i t y o f c r o s s - l i n k i n g , w h i c h p r e v e n t t h e f i b e r fr o m s w e l l i n g i n t h e e x p e r i m e n t w e f o u n d r e a c t iv e d y e s c a n b e d i v i d e d i n t o t h r e e c a t e g o r i e s a c c o r d i n g t o t h e i r i n fl u e n c e o n f i b r i l la t i o n : t h e f i r s t c a t e g o ry w e c a l l i t a d y e s , t h e y d o n o t h a v e g o o d e ff e c t o n r e s t r a i n in g f i b r i l l a t i o n w h e n t h e d y e c o n c e n t r a t i o n i s l o w , h o w e v e r , t h e y h a v e e v i d e n t e ff e c t w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n i s h i g h . t h i s c a t e g o ry i n c l u d e s m c t / v s b i - f u n c t i o n a l d y e s a n d r e c t i v e b l a c k k n - b a n d s o o n . wh e n d y e s c o n c e n t r a t i o n i s l o w , d y e c a n f o r m f e w c r o s s - l i n k i n g ; a t t h e s a m e t i m e d y e m o l e c u le s d i m e n s i o n a l s i z e i s b i g w h i c h w i l l r e d u c e t h e c r o s s w i s e f o r c e a m o n g f i b r i l . s o t h e y c a n t r e s t r a i n f i b r i l l a t i o n w e l l . wh e n t h e d y e c o n c e n t r a t i o n i n c r e as e , c r o s s - l i n k i n g a m o u n t i n c r e as e t h a t m a k e f i b e r g o o d e ff e c t o n r e d u c i n g f ib r i l l a t i o n . t h e s e c o n d c a t e g o ry w e c a l l i t b d y e s . t h e s e d y e s h a v e f e w e ff e c t o n r e s t r a i n i n g f i b r i l l a t i o n , a t l e a s t d o n t a c c e l e r a t e f i b r i l l a t i o n . . t h e y m a i n l y a r e s o m e b i - fu n c t i o n a l k e t y p e d y e s a n d s o m e m o n o - f u n c t i o n a l d y e s . s o m e m o n o - fu n c t i o n a l d y e s c a n f o r m h y d r o g e n b o n d a n d v a n d e r w a a l s f o r c e w i t h f i b e r m a c r o m o l e c u l e s b e c a u s e t h e y h a v e g o o d p l a n a r c h a r a c t e r ; s o c a n f o r m c r o s s - l i n k i n g . a n d k e t y p e b i - f u n c t i o n a l d y e s t h a t h a v e t w o r e a c t i v e g r o u p s c a n f o r m c r o s s - l i n k i n g w i t h f i b e r . s o t h e y h a v e s o m e e ff e c t o n r e s t r a i n i n g f i b r i l la t i o n , a t l e as t d o n t p r o m o t e f i b r i ll a t i o n . t h e t h i r d c a t e g o r y w e c a l l i t c d y e s . t h e s e d y e s d o n t h a v e e ff e c t o n r e d u c i n g f i b r i l . t h e y a r e m o s t l y s o m e m o n o - f u n c t i o n a l d y e , w h i c h c a n t f o r m c r o s s - l i n k i n g . i n t h e m e a n t i m e , d y e s i n fl u e n c e o n f i b r i l l a t i o n a l s o d e p e n d s o n t h e s p a t i a l c o n f i g u r a t i o n o f f u n c t i o n a l g r o u p s i n d y e m o l e c u l e a n d t h e d i s t a n c e b e t w e e n f u n c t i o n a l g r o u p s , a l s o d e p e n d s o n t h e fl e x i b i l i t y . t h i s p a p e r a l s o i n s p e c t s d i ff e r e n t d y e i n g p r o c e s s e ff e c t o n s t i ff n e s s o f l y o c e l l . a n d f o u n d l y o c e l l b y d i p d y e i n g p r o c e s s o r c o l d p r o c e s s i s m u c h m o r e fl e x i b l e , a n d b y p a d - c u r e p r o c e s s o r b e a m p r o c e s s i s m u c h m o r e s t i ff . i n t h e e x p e r i m e n t , w e f i n d a p r o p e r m e t h o d t o v a l u e f i b r i l l a t i o n t e n d e n c y , a s p e c i a l w e t r u b b i n g m e t h o d b y s a n d . t h i s m e t h o d n e e d le s s t i m e a n d c a n g e t e v e n m e a s u r a b l e f i b r i l , a n d c a n e ff e c t u a l l y i m i t a t e w a s h i n g p r o c e s s i n r e a l i t y . t h e n e v a l u a t e t h e f i b r i l l a t i o n d e g r e e b y c o l o r d i f f e r e n c e . k e y w o r d s : l y o c e l l f i b r i l l a t i o n r e a c t i v e d y ed y e i n g p r o c e s s 第一章绪 论 一 前言 l y o c e l l 纤维的生产采用溶剂法，原料为 木桨或棉桨粕， 溶解在n 一 甲 基吗琳氧 化物( n m m o h , o ) 溶液中， n m m o h 2 o无毒， 且可回收利用， 整个过程符合环保 要求。因此l y o c e l l 纤维被称为2 1 世纪的“ 绿色纤维” 。 绿色环保型的l y o c e l l 纤维 具有棉的舒适性、聚醋纤维的强度、粘胶纤维的 悬垂性和蚕丝般的手感。 l y o c e l l 纺 织品自 批量生产以 来，发展极快， 受到各国开发者的欢迎。 但是，由 于l y o c e l l 纤维 特殊的生产方式， 使l y o c e l l 纤维具有特有的原纤化性能， 给加工过程尤 其是染整加 工和服用洗涤带来了很大不便。于是研究开发合适的加工工艺、减少原纤化、开发 新的l y o c e l l 产品成为热点。 二 l y o e e l l 纤维生产与应用工艺发展概况 2 . 1 国外发展概况12 1 1, 12 3 1. 12 9 卜 13 0 卜 13 1 1. 13 5 1 l y o c e l l 是国际人 造纤维局 ( b i s f a )命名的 通过新溶剂n 一 甲 基吗琳氧化物生 产的新一代再生纤维素纤维。该纤维原是荷兰阿克苏 ( a k z o n o b e l )发明并取得专 利， 后奥地利l e n z i n g 公司和英国c o u rt a u l d s 公司分别取得生产权， 英国c o u rt a u l d s 公司生产纤维的商品名为 t e n c e l 纤维。1 9 9 8年，荷兰阿克苏 ( a k z o n o b e l )以每 股高于市场 5英镑的价格收购英国 c o u r t a u l d s公司 6 5 %的股权，成为 c o u rt a u l d s 的新股东， 改名为 “ a c o r d i s ” 公司， 成为目前世界上最大的人造纤维生产厂。 t e n c e l 总部仍设在英国的 c o v e n t r y市。阿克苏公司收购 c o u rt a u l d s 公司主要原因之一是 十分看好t e n c e l 在亚洲市场的发展潜力，并继续开拓这个市场。 目前生产l y o c e l l 纤维的主要国家和地区有荷兰a c o r d i s 公司的t e n c e l 纤维8 .6 万吨 / 年( 美国 工厂 4 . 3万吨，英国工厂 4 .3万吨) ，和少量 l y o c e l l 长丝商品名为 n e w c e l l ，目前 还不能商品化生产。 奥地利l e n z i n g公司目 前生产大约2万吨/ 年商标名为“ l e n z i n g l y o c e l l ”的l y o c e l l 纤维。 近年来世界上不少国家和地区大力 发展 l y o c e l l 纤维，如德国 a l c e r u ” 纤维、 韩国 c o c e l ” 纤维、俄国“ o r c e l ” 纤维、 日 本 “ c e l u e ” 纤维等都是它们生产的l y o c e l l 纤维。 由 于l y o c e ll 易 于 原 纤 化 ， 尹 而 染 整 加 工 基 本 上 是 湿 加 工 ， 所 以 ， 染 整 技 术 的 研 究已 成为这一领域的焦点。c o u rt a u l d s 公司在 l y o c e l l 纤维纺丝、织造、染整加工、 成衣染整等方面做了大量工作，为了解决原纤化问题，提出了被称为 “ a x i s技术” 的预交联处理;日 本k a n e m a t s n公司利用生物酶技术，开发了多种l y o c e l l 纤维及 其混纺的印花织物。而且日 本己成立了 t e n c e l 纤维织物协会，集聚了来自纺纱、 织造、针织、染色、印花和后整理，以及染料、助剂、纺织机械、纺织品加工等企 业的技术力量，专门进行相关技术的交流和基础数据的研究。日本大岛机械株式会 社还开发了 适合l y o c e l l 织物染色的a z u r染色机。同时，国际上一些化学公司 如 汽巴嘉基还根 据l y o c e l l 纤维的特点进行了 染料方面的研究;丹麦n o v o n o r d i s k 公 司开发了生物酶技术。1 9 9 7年 9月在 d o m d i m 的国际会议上又有多篇详细论述 l y o c e l l 纤 维印 染 、 后整 理 技 术的 论 文发 表。 尽 管目 前l y o c e ll 织 物的 染 整 加工 工艺 在国际上还不够成熟，但它正在迅速发展并不断深入。 为了降低染整加工成木，目前a c o r d i s公司的科技人员正从两方面展开研究: 其一降低化学品成本，其二缩短工艺时间。主要有以下几个工艺可供选择: ( 1 )三步合一法:将第一次原纤化酶处理染色及第二次原纤化三合一， 使原来标准工艺需要的 1 4个小时减少到 8个小时，节省了6小时，加工后的织物 和标准工艺加工的织物手感一样。 ( 2 ) n o v o l v o t e c h 与诺得公司 合作采用原纤化酶和退浆酶相溶合的 酶处理， 使原纤化温度下降，时间缩短。 ( 3 )采用碱处理替代酶处理，成本降低，时间减少，而且加工后的织物颜色 较深，手感好。 ( 4 )利用双氧水处理，使纤维表层降解，以取消酶处理工艺。 其它公司的新发展还有: ( 1 )工艺日本大岛机械株式会社的工艺:退浆碱处理一金刚处理染色 烘干，其中金刚为一种新型磨绒机。 ( 2 )一种平幅连续仿鹿皮起绒机，称为 p e t r a ( b i a n c a l a n i公司生产)能通 过平幅整理获得桃皮绒效果一一原纤化/ 原纤分离和染色，这种工艺只需要水和洗 涤剂，机速为2 . 5 - 2 5 m / m i n . 2 . 2 国内发展概况16 1, 13 5 l y o c e l l 产品也在我国 掀起热潮，开发地区遍及上海、浙江、天津、江苏、安 徽、河北、山东、湖南、内蒙等省市，台湾聚隆纤维股份有限公司用自己的专利技 术 ( 台 湾专 利0 8 0 0 5 1 ) 投入生 产该 类纤维， 称为“ a c e l l o 琢o c e l l 纤维己 列入国 家 高 科技项目，在上海将建立t e n c e l 生产线，目 标年产2 万吨。 目前我国有些棉纺织企业，如保定一棉，青岛六棉，滨州华润等已经具备生 产l y o c e l l 纱和织物的能力;有些印染厂己 具有加工场o c e l l 的印染整理设备， 如深 圳永 新印 染 厂对 l y o c e l l 印 染已 取 得一 定的 经 验， 其己 拥有空 气喷气 染色机多台 和 a i r o 1 0 0 0柔软处理设备，形成了一定加工能力。华润纺织品公司从 1 9 9 5年开始 l y o c e l l 新 纤维的 推 广工作， 在%年为上 海首先引 进了l y o c e l l 纤 维， 在9 7 . 9 8 . 9 9 年与l y o c e l l 生产商a c o r d i s 公司 签定了 上 海的区 域性代理 协议， 2 0 0 0 年签定了 全 国 代理协议，代理a c o r d i s 公司生产的l y o c e l l 普通型a 1 0 0 棉型散纤维和法国 产的 直 接成条l y o c e l l 丝束。 我国 在l y o c e l l 产品 开发己 取得一定 成绩， 有的己 得到a c o r d i s 公司的质量认可，有的已远销美国和日本，在市场上也受到消费者的青睐。 但我国l y o c e l l 产品 开发 还属于初级阶 段， 在染 整加工 方面， 我国 科研机构 与 企 业结合， 分别在纤维素酶处理、 新型染 化料的 应用、 l y o c e l l 染色性能、原纤 化 的控制和防止、 切o c e l l 与其它纤维混纺织物的同 浴染色及抗皱整理等方面进行了 一系列研究，已 初步掌握了l y o c e l l 织物及其混纺纤维的一些染整加工技术。 但是 产品质量仍不稳定，印染布色档、死折痕等问题至今没有得到很好的解决，对于 幼o c e l l 中厚型织物开发难度更大。总的来说， 在高质量产品方面，由 于设备的限 制及工艺技术还未成熟，与国外产品有一定差距，需要不断完善。 三 l y o c e l l 纤维的应用 1 . 目 前国外对切o c e l l 产品的开发，大致有以 下七大系列产品: a . 牛仔布系列: 这是l y o c e l l 最重要的应用之一， 成份有1 0 0 % l y o c e l l . l y o c e l l/ 棉、 l y o c e l l / 粘、 l y o c e l l/ 氨纶弹力牛仔布。 b . 套装系列:l y o c e l l 呢绒面料大致有三类: 现在欧洲采用普通型 l y o c e l l 毛条来生产纯纺、 l y o c e l l / 毛混纺的精纺面 料。 涤/ l y o c e l l 混纺仿毛织物， 如西班牙t a m公司生产的l y o c e l l 6 5 / 涤3 5 精 纺匹染或色织仿毛织物。 l y o c e l l 与 毛交 织精纺花昵， 如意 大利s p i r i t 公司 生产的5 0 % l y o c e l l / 5 0 % 毛色织花呢。 c . 休闲系列:以 斜纹、卡其、细帆布、 灯芯条、小提花为 场o c e l l 的主要应 用面料，原料有 l y o c e l l 纯纺、 l y o c e l l / 棉、 l y o c e l l / 粘胶、 l y o c e l l / 亚麻、 l y o c e l l/ 尼 龙及l y o c e l l / 弹力织物。 d .色织系列:多为精致的 4 0 色织细纺塔夫绸，各类条格花型细米通条格， 色泽鲜艳，布身柔滑，悬垂性好，其中t e n c e l a 1 0 0 纤维在此系列得到较多应用。 e . 衬衫内 衣料系列:采用细支l y o c e l l 织物、 l y o c e l l / 氨纶弹力、 l y o c e l l/ 丝交 织物。 f .针织系列: 是l y o c e l l 应用的大类产品。 l y o c e l l 具有优良 的触感和悬垂性， 飘逸流畅， 尤其是轻磅弹性针织布， 是女性内衣的最理想质料。 随着t e n c e l a 1 0 0型 的开发成功，t e n c e l a 1 0 0 在针织品上的使用日益增加。 g .非织造布系列:有水刺无纺布、非织造布过滤材料等。 2 ， 在我国 开发的主要有机织和针织品，包括l y o c e l l 的 纯纺及其与 棉、 毛、麻、丝、 化 纤 等 的 混 纺 交 织 产 品 。、 a .棉型产品:有卡其、夫绸、斜纹类，有色织、牛仔布、牛津纺、提花类。 b .毛型产品:有精纺呢绒、 l y o c e l l/ 羊毛混纺羊毛衫，如上海春竹羊毛衫公 司 的l y o c e l l 羊毛 衫已 批量生 产与 销售。 我国 开发的l y o c e l l 纤维与羊绒的 混纺 产 品是国际首创， 获得a c o r d i s 公司的好评， l y o c e l l 与羊绒混纺可得到明显优点: 增加羊绒衫的强力和身骨;使羊绒衫具有丝般光泽;降低羊绒衫的成本。 c 麻型产品:由 于最近欧美流行亚麻和 l y o c e l l 产品， 我国 湖南洞庭麻纺织 厂和广东深圳一带企业开发且出口了 不少亚麻彻o c e l l 混纺交织产品。 d .丝型产品:开发出l y o c e l l / 绢丝混纺针织产品， 这些产品风格独特。 e .在工业应用上可用于过滤材料、传送带、篷盖布、香烟过滤嘴、缝纫线、 无纺布、保温絮料 一 等产业用纺织品。 功能 性的 琢o c e l l 产品有抗静电纤维、导电 纤 维及阻燃产品等。 四我国开发l y o c e l l 纤维的意义 l y o c e l l 纤维作为具有优良 服用性能的绿色纺织纤维， 其面料在手感和外观等 方面的多功能性使其开发应用前 景非常广阔，各国 对 l y o c e l l 纤维表现出异常的热 情。 但 l y o c e l l 产品 在我国 还处在开 发阶段， 特别在染整加工方面， 采用与 棉相同 的染整工艺，产品质量不稳定，印染布色档、死折问题还没很好的解决。在我国， 在染色工艺及染料的选择上没有自己的体系，尤其是对 幼o c e l l 的改性及功能整理 方面还是空白，产品开发力度也需进一步加强口 五 本课题的研究内 容 目 前我国的切o c e l l 开发主要着重于染料和染色工艺的 研究。 琢o c e l l 纤维在染 色加工中具有极易原纤化的性能，尽管它的原纤化能使其具有独特的风格，但服用 洗涤过程中出现的原纤化会降低其服用性。因 此，应使染整后的织物具有一定的抑 制原纤化的性能。 活性染料由于其优良的染色性能，更适合 l y o c e l l 的染色，所以在目前世界范 围内， 它被看作用于 幼o c e l l 的主要染料品种。 而且，活性染料由 于有很多种活性 基，以及许多种活性基组合，所以活性染料种类很多，差异很大，有很多需要研究 的问 题。 据报道，多活性基活性染料能抑制 l y o c e l l 的原纤化， 但活性染料不同， 作用能力不同。 本课题首先提出新的纤化评价方法。因为已有的原纤化处理方法各有利弊，本 课题采用的原纤化评价方法是改进的湿磨方法，能够满足研究的需要 本文采用不同类型的活性染料，分别应用浸染、轧焙、轧蒸和冷轧堆的染色方 法， 对l y o c e l l 织物染色。 讨论不同的 染 色 方法和染 料对l y o c e l l 织物质量的影响， 其中 最主要的是对 l y o c e l l 原纤化的影响。 采用理论结合实际的方法， 运用染料及 染色理论 ，对实验结果进行分析，以期能给实际生产一些指导。 第二章理论分析 一 l y o c e l l 纤维性能 1 . 1 l y o c e l l 纤维的 结构 以 下将t e n c e l , l y o c e l l 统一 称为l y o c e l l 加以说 明。 l y o c e l l 纤维是由 纤维素分子链构成， 它的结 构单元由 分子 链、晶 胞一基原纤 微纤原纤纤维组成。其结构根据 h . p . f i n k的实验得出的结论构如下表 2 - 1 所示: 表2 - 1 切o c e l l 纤维和粘胶纤维的结构比较 结构比较 粘胶纤维l y o c e l l 纤维 横截面形状锯齿形圆形/ 椭圆形 横截面形态皮芯层结构均相 结晶度变化高 结晶长度较小较大 结晶宽度较宽较窄 结晶部分取向度高高 无定形部分取向度变化高 采用红外谱图、 g p c , w a x d 、密度梯度管法、 n : 吸咐法等对 场o c e l l 的超 分子结构进行分析，结果表明 l y o c e l l 纤维为单斜晶系纤维素1 1 晶型，与粘胶纤维 不同，是一种高聚合度、高结晶度、高取向度的纤维，即比粘胶有更高的平均分子 量和更集中的分子量分布。 结晶 度是普通粘胶纤维的1 . 7 倍， 结晶区l y o c e l l 为5 0 % , 普通粘胶为 3 0 %，比 粘胶有更高的取向 度和纤维轴向的规整性。测得 l y o c e l l 短纤 和粘胶短纤的比 表面积分别为0 .3 5 9 4 m 2 / g 和0 .4 1 1 5 m / g ，说明l y o c e l l 纤维内 部结 构紧密，缝隙孔洞少。 1 .2 l y o c e l， 纤 维 缪 能 ” 原纤化性能 原纤化是指 l y o c e l l 纤维和织物在加工使用过程中，特别是在加工中常碰到的 碱性湿态条件， 并有机械外力作用下， 纤维劈裂成直径 1 -4 u m 的微细纤维的现象。 l y o c e l l 纤 维 有 极高 的 结晶 度和 取向 度， 原 纤 沿 轴向 排 列 成行， 且 原 纤 长 度 长 而原 纤 间的联系较为 松散，在碱性水溶液条件下纤维溶胀，且 琢o c e l l 纤维的横向 膨润能 力强，使原纤间的 距离增大，水分 子介入到原纤之间，进一步削弱径向 联系，在机 械作用下造成原纤分裂。 l y o c e l l 织物的原纤化分为 初级原纤化即纱线原纤化和次级 原纤化即纤维的原纤化。 2 )力学性能 从下表 2 - 2中可以 看出， l y o c e l l 的强度与涤纶相当 而高于棉和普通的 粘胶纤 维，特别有意义的是其湿强仅比干强低 1 5 %，这使得它能纺制成高强度的纱线。其 环锭纺纱线的强度为 2 .7 c n / t e x ;与涤纶相比，气流纺纱线的强度更高，适合纺制 细支纱，从而制备薄型织物;能以任何比例与其它纤维混纺而不影响外观和手感， 而且在整个混纺比范围内，纱线的强度高，能经受剧烈的机械和化学处理，并能用 生物酶处理，从而在重镑织物上制造各种手感。 表2 - 2 不同纤维的力学性能比较 指标 l y o c e l l 粘胶mo d a l棉涤纶 纤度 ( 旦)1 . 51 . 51 . 51 . 5 干强度 ( 9 月 ) ) 4 . 3 - 4 名2 . 5 2 . 93 . 8 - - 4 . 12 . 3 - 2 74 . 5 7 . 5 伸长 ( %) 1 4 1 62 0 - 2 51 3 1 57 - 92 5 - 3 0 湿强度 ( g / d ) 3 . 9 - 4 31 . 1 1 . 72 . 1 2 . 42 . 9 - 3 . 44 . 3 7 . 3 湿伸长 ( %) 1 6 1 82 5 3 01 3 1 51 2 -1 42 5 - - 3 0 吸水膨胀率6 59 07 55 03 且由l y o c e l l 短纤维和 粘胶纤 维的 抗弯次 数实 验表明， 在细度相同的条 件下， l y o c e l l 纤维的耐弯曲 疲劳性能明显优于粘胶短纤维，且分布较集中。 3 )热学性能 由l y o c e l l 纤维和粘胶短纤的t g谱图可知， l y o c e l l 纤维分解起始温度为2 8 8 .7 6 ， 粘胶短纤为 2 7 5 .6 7 c ，即 l y o c e l l 纤维的 热失重现象相对较轻微，耐热性能优 于粘胶纤维。 l y o c e l l 纤维在 1 9 0 0c , 3 0 m i n下的纤维断裂强度和断裂伸长率分别为 原 值的8 8 . 4 % 和8 8 .6 % ， 有良 好的 耐热 性能， 可满足加工和使用的 要求。因l y o c e l l 优异的湿模量赋予织物很低的收缩性，其干热及沸水收缩率低， 在纬编和经编织物 中其收缩性仅为2 %左右。 4 )吸湿性能 l y o c e l l 纤维在 标准大 气下的 平 衡回 潮率为1 0 .5 3 % ，小 于粘胶纤维的1 1 . 0 8 % , 如表 2 - 3 所示 裘2 - 3 纤维吸m il 后膨胀性能比转 纤维类型 l y o c e l l 纤维 粘胶纤维 细绒棉 横向% 4 0 . 0 3 1 . 0 8 . 0 纵向% 03-60-60 可 见l y o c e l l 纤 维表 现出 极高的 横向 湿膨 胀 率。 将l y o c e l l 纤 维 在n a o h 和h , s o , 水溶液中 浸渍膨胀后的直径膨胀率进行比 较， 发现 l y o c e l l 纤维在n a o h水溶液中 的直径膨胀率 远大于在h i s 0 4 溶液中的直径膨胀率。 5 )生产过程符合环保 l y o c e ll 的 生 产 采 用 溶剂 法， 将 木桨 或 棉 桨 粕 溶 解在 胺的 氧 化物 ( n m m o h z o ) 混合液中，在短时间内可得到纺丝原液，然后将纤维素溶液纺制成纤维，再将纺丝 工艺用过的溶剂回收再利用。在整个工艺中是物理作用，且胺的氧化物是无毒、无 腐蚀的有机溶剂，在室温下为水合结晶，含水率为 1 3 .3 %， 熔点为一 7 6 0c ，生产过程 中 溶剂回收 率 达9 9 .9 % ， 可 循环使用， 因 此整个 纤维生产过程无毒、 无污染。 l y o c e l l 原料是木桨等纤维素，产品使用后的废品可生化降解，不会造成二次污染。而且从 原料使用上来说，也符合环保要求: 表 2 - 4 棉花 l y o c e l l 土地使用农耕地 20,000m2/ 吨纤维( 世 界水平) 天然森林 6 1 0 0 m / 吨纤维 ( 奥地利) 水耗量高至2 9 ,0 0 0 m = / 吨纤维1 0 0 m , / 吨纤维 化学品/ 肥料 3 5 0 k g / 吨纤维3 4 5 k g / 吨纤维 二 l y o c e l l 纤维的整理12 3 1 2 . 1 影响l y o c e l l 纤维染整加工的两大特征是: a . lw 膨胀系数大， l y o c e l l 织物在水中 截面膨胀达4 0 %， 织物硬挺，易于起死 皱、擦伤和色斑。 b .原纤化:一般分为初级原纤化和次级原纤化，初级原纤化多为长短不一的 较长的绒毛，若不去除，不仅影响外观，严重时还会缠结成球，织物加工时会产生 磨擦痕。当再次原纤化时，从纤维内层产生短的微纤维，使织物表面产生优美的桃 皮绒风格。 l y o c e l l 纤维的原纤化给其织物的染色和后整理带来很多麻烦。 这两点将会在染整中产生一些问题:( l )易产生停机织档;( 2 )织物容易产 生死皱;( 3 )会产生染色不匀和织物擦伤;( 4 )原纤化不足，而在服用过程中再次 原纤化会影响服用性能。 因此，应优化加工路线，即采用更短的加工时间以产生较少的擦痕。一般来 说， l y o c e l l 纤维对折皱具有很强的记 忆性， 在首次湿膨胀状态下形成的任何皱痕都 会被持久地固定下来，因此， 第一个湿处理步骤常用平幅状态，以避免折皱的形成。 2 .2 常见的l y o c e l l 的染色工艺路线为: 光洁织物:工艺1 :平幅前处理平幅染色一树脂整理; 一工艺2 :绳状染色酶处理清除原纤及树脂整理; 工艺3 :在染色前做一次防原纤化的前处理。 桃皮绒风格的l y o c e l i 织物: ( 1 )第一次原纤化酶处理染色、第二次原纤化的路线，也称标准 工艺: 坯布一烧毛一前处理拉幅定型第一次原纤化酶处理染色 ( 第二次原 纤化)，脱水蒸汽翻转 ( 机械柔软加工) ; ( 2 ) 织物染色原纤化酶处理路线: 坯布，烧毛一前处理染色第一次原纤化一酶处理一脱水、蒸汽翻转 ( 机 械柔软加工) : ( 3 ) 色织布，原纤化酶处理路线: 坯布退浆一前处理一原纤化一脱水 ( 抛干)蒸汽翻转 ( 机械柔软加工) 。 l y o c e l l 纤维可与棉、亚麻、 羊毛、锦纶长丝、涤纶长丝和弹性纤维混纺，得 到各种不同风格的织物。但各种混纺织物的染整加工工艺不全相同，且光洁织物及 桃皮绒效果的织物的j _ 艺也不同。另外，针织物的染整加工工艺与机织物的也不尽 相同，加工工艺很多。 2 . 3 气流染色机加工法:在以上工艺中， l y o c e l l 纤维可用所有的染棉染料进行 染色，染色方法可采用平幅和绳状。在绳状染色中，应注意防止折痕的形成，如可 采用外国 推荐使用的气流染色机， 据称是专为 场o c e l l 织物染色设计，能有效的防 止折痕和磨擦痕，并获得很好的染色效果。生产气流染色机的主要厂家有德国的 t h i e s 公司和 t h e n公司，意大利的o b e m公司等。且可用气流染色机做前处理，较 强的机械作用有利于充分原纤化。 2 .4 树脂加工法: 整理对于生产l y o c e l l 光洁织物是很重要的。 经过树脂整理， 织物性能与普通的纤维素纤维相似，能减少在服用过程中的原纤化且提高织物的表 面性能。选择合适的交联剂能使干态和r态的折皱回复角增加，提高织物的洗可穿 性，染色后交联还能保持色牢度。但树脂整理往往会降低织物的断裂强度。 2 . 5 酶处理法:去原纤化主要采用酶处理法。 纤维素酶是一类高度选择性的酶， 它们能催化水解纤维素分子链中的 1 .4 -0 一葡萄糖普键。一般使用内切纤维素酶， 因为它们主要攻击纤维的无定形区，这样便在纤维中产生了 “ 额定断裂点” ，纤维 强力下降 较少，且能切除原纤。 所以 应根据不同的 l y o c e l l 织物 ( 如与不同的原料 混纺)与预期的表面效果来选择不同类型的酶产品。酶处理能提高表面性能，且经 酶处理后织物染色稍深，但它也会降低织物的断裂强度。 2 .6柔软整理法:柔软整理能赋予织物好的手感及耐磨性，且会使颜色加深， 但会加强纱线的原纤化，在选择时应注意与树脂整理的平衡。 三 l y o c e l l 纤 维的 原 纤 化及 控制与 利 用 l y o c e l l 纤维是由 取向 度很高的纤维素分子链的集合体，以 及这些集合体组成 的 原 纤 维 n乖 。 若l y o c e ll 纤 维 的 回 潮 率 为1 0 % 左 右 ， 则 相 邻 的 原 纤 维 与 原 纤 维 之 间是以氢键等微弱的结合状态相联结的。但是在润湿状态下，原纤维与原纤维之间 的结合被切断。 l y o c e l l 纤维在润湿状态下， 与纤维轴相相垂 直的 方向的强 度变得非常小， 此 时，若加以机械性磨擦处理，容易发生原纤化现象。 l y o c e l l 纤维的 原纤化与p h值 ( 染 浴及洗浴的 配方等) 、 机械作用力 ( 浴比 、 染机及洗机的类型、作用时间等) 、 温度等因素有关。其中，与 p h值关系最为密 切，但并不与n a o h浓度线性相关，在质量百分浓度为1 1 %时的原纤化程度处于峰 值，机械作用时间的长短与原纤化程度有较好的线性相关性。温度自身促进原纤化 的作用并不大，但在 p h值较高，条件非常有利于原纤化形成时，温度的影响将很 显著。 l y o c e l l 纤维的结构特征是纺丝过程中所赋予的，改进纺丝过程，避免纤维原 纤化的技术目前还不成熟。现在要解决这一问题，一方面要在纱线类型的选择和织 物结构的设计上做文章，另一 方面， 可通过生物、 化学整理来控制和利用这一特征， 包括酶处理，树脂整理，活性染料染色等。 采用物理和化学相结合的处理方法来控制原纤化程度是一个麻烦的问题。然 而利用这种原纤维的性质却可以达到以下各种效果: ( 1 )可以最大限度地体现出桃皮绒风格的触感; ( 2 )通过对原纤化进行巧妙的控制，可以获得高蓬松感; ( 3 )可以表现出高回弹性和良好的悬垂性; ( 4 )可以获得适度的防皱性和优良的尺寸稳定性; ( 5 )可以得到较浓艳的颜色。 四评 价 方 法 iii 卜 9 1, 12 2 1 l y o c e l l 纤维易 于原 纤化的 特性给印 染加工、 服装洗涤带来了 很多 麻烦。因 此， 采用合适的印染加工工艺，合理地控制原纤化是十分必要的。同时，建立合理的原 纤化评价方法也成为当务之急。 现在国际上常用的 对 l y o c e l l 纤维原纤化程度的评定分为纤维评价法和织物评 价法。 纤维评价法有c o u rt a u l d s 公