（材料物理与化学专业论文）lyocell竹纤维素纤维的研制.pdf

l y r e il 竹纤维素纤维的研制 摘要 l y o e e l t 纤维生产工艺是把绣维素誊接溶解在酶零基吗辫肆氧 纯物( w m m o ) 的承溶液中，并逶过特殊鹩干温法纺丝铡备褥燕纤 维素纤维的绿色工慧彝该工艺具有原料丰鬻、生产流程简单、先遴环 僳、产品性能好等特点叠霹望逐渐取代污染严重的传统纤维素纤维生 产工葱鬻粘胶工慧罄 迄今为止，l y o e e ! i 纤维的生产主要以术浆为原料，由于术材受 ，到主遂粪源、生长爝期等因素的影响，远运不能满足l y o e e l l 纤维生 产麴需求婚焉我圜是世界产嚣大瀚，竹子分布十分广涎，藏材逐速， 2 。3 年即霹实现连续砍伐使用，符合可持续发展的要求，再加之竹予 的主要成分也是纤维素，若能用竹子作为原料生产l y o e e l l 纤维豢纤 维，不仅提供了一种较舞廉价的原料，逐沟嚣子蠡罄剩溺帮辟了条巍 的途径静此外，以竹子为原料生产的竹纤缝素纤维不仅氟有纤维素纤 维的优点外，还可熊被赋予竹予本身所其霄的凉爽、顺滑、清香、负 离子等特馕。 有关以竹纤维素浆粕为原料，采用l y o e e l l 工艺纺制竹纤维豢纤 维，至今尚无文献报道，园此，本论文将对速一领域进符探索链的研 究搿本论文酋先聚瘸各种嚣浆黼为原料，馘n i 沁a o h 2 0 溶滚为潘制 溶解剥褥祷纤维素黼燃- i - i 2 0 溶液。并采藤嚣底蒜x 嚣r s 量5 0 型流变 仪系统地研究了竹纤维n m m o o 溶液的流变性能。实验结果袭明 尊纤维素簿维绣丝瓤滚蠹切力变耩流体；隧着蒋浆糯平均聚合麓臆增 加，流动瀚线上秽，站糍低值方向移动壮溶渡鹩非牛顿指数下降，两 粘流活化麓e l _ l 、结构粘度指数霸零切粘度增加，在此基础上，遣舞 出了适合纺丝的统熬用竹纤维素浆粕。 誊磺巍浆精湃瓣爰原滚流变性麓熬基磁上，本谂囊避一步探讨7 纺丝王芑条件对l y o c e l l 竹纤维结构和性能的影响，并采用 r i g a k u d m a x - b 壁x - 光衍射便秘o i 瑚a p u sx p 51 型b e r e k 祷偿德光最 徽镜研究了l y o e e l l 翦纤维的绩鞫嚣。砑究襄明：董嚣纤维豢浆粕滚凄秀 l l 昀纺丝原液最适合绣丝；气隙遵长巍遴短都不剩予提熹l y o c e l l 竹纤维的力学性能，在本论文特定的条件下，气隙长度为5 c m 时， 纤维力学性能相对较好；固定喷丝头拉伸比的情况下，随蔫纺丝速度 的提离，l y o c e l l 竹纤维的结晶度和菲晶区取向度均增大，使得l y o c e l l 竹纤维的强度帮积鲶模鲞增大、断裂伸长刘减小，面纤度几乎没有变 化；随着凝固浴温度的上舞，新得l y o e e l i 竹纤维的晶区取向度、结 晶度和初始模量上升，丽纤维非晶区取向程度、总取向度和强度则略 有下降。 此外，本论文还研究了纺丝工艺对l y o c e l l 竹纤维染色健能的影 响勰律，并采用温摩擦法测试了l y o c 憋n 衙纤维的原纤纯链麓、采焉 日本i c - 1 0 0 0 负离子测定仪测试了l y o c e l l 竹纤维的负离子性能。实 验数据表明：在本论文实验范围内，适当降低凝固浴温度，可使l y o c e l l 竹纤维的染色性能明显改善；并且，在相同喷丝头拉伸比条件下，纺 丝速度的提高，对l y o c e l l 赞纤维染色性麓的影响不是缀大；l y o c e l l 竹缓维不饺具有一定的受离子性能，还比常撬l y o c e u 纤维景有更强 的抗原纤化能力。 本论文的上述研究结果进一步证明：以合适的竹纤维素浆粕为原 料，采用l y o c e l l 工艺纺制再生竹纤维豢纤维是可行的；在合适的条 件下，豳该工艺制得的l y e l l 嚣纤维不仅具煮常规l y o c e l i 纤维的各 种优良性能，还保持了竹材的凉爽、蹶辫，清香、负离子等特性。 关键漏；竹浆糖，流变性憩，l y o c e i l 竹纤维，染色性麓，负离子， 原纤纯 s t u d yo n 住 c h 枷c a lo fr e g l n e r 舢db a m 0 0 爹薹b e r s a 辩s t r a c t l y e l ! f i b e r ss p u nm a d e 姆b a m b o oc e l l u l o s e 懿r a wm a t e r i a la t - e n o tr e p o r t e da sy e t 。e x p l o r i n gi n v e s t m e n t sw e r ed o n ei nt h i sp a p e r b a m b o o i l u l o s e n m m o h 2 0s o l u t i o n sw e r ep r e p a r e dw i t hv 赫o u s b a m b o o l l u l o s e sa sr a wm a t e r i a la n dn m m o 0a ss o i v e n tf i r s t l y , a n dt h er h e o l o g yp r o p e r t i e so ft h e s es o l u t i o n sa l ei n v e s t i g a t e dw 强 h a k k 黧，薹塔l5 0r h e o m e t e r 硼憾r e s u l t ss h o w e d 也砒b a m b o oc e l l u l o s e s p i n n i n gd o p ew e r es h e a rt h i n 懿i n gl i q u i d ，w i t hi n c r e a s i n go fa v e r a g ed p o fb a m b o oc e l l u l o s ep u l p s , t h ef l o wc u r v e sm o v e d 婶w a r d ，a n dt h es h e a r r a t ea r er e d u c e d ，t h en o n n e w t o np a r a m e t e r s ( n ) d e c r e 鹅e d ，w h i l et h e v i s c o mf l o wa c t i v a t i n ge n e r g y , s t r u c t u r a lv i s c o s i t ya n dz e r os h e a rr a t e v i s c o s i t yi n c r e a s e a n dt h ea p p r o p r i a t eb a m b o oc e l l u l o s ep u l p s f o r s p m 。r a 4 n gw e r es e l e c t e d 。 o nt h eb a s eo fi n v e s t i g a t i o no fd i s s o l u t i o no fb a m b o oc e l l u l o s e p u l p sa n dr h e o ! o 豁p r o p e r t i e so fs o l u t i o n s , t h ei n f l u e n c eo fs p i n n i n g m c o n d i t i o n ss t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e so nt h eb a m b o oc e l l u l o s ef i b e 裕w a s f i a r t h 嚣s t u d i e d 赫t h i sp a p e r a n dt h es t r u 瓣e so fl y o c e l lb a m b o o c e u u l o s ef i b e r s a r ee k 黼瓣涮飘溢 醣x - r a y w a sd i 衢a c t i o n 瓣g a k u d m a x - b ) a n db i r e f r i n g e n c eo l y m p u s x p 51 p o l a r i z i n g m i c r o s c o p ew i t hb e r e kc o m p e n s a t o r y t h e r e s u l 勰s h o w e dt h a tt h e i b a m b o oc e l l u l o s ed o p ew a st h e 幽蟪a p p r o p r i 搬f o rs p i m f i n gw h e n 差冀 p u l pw a s n s e dm a dt h ec o n c e n t r a t i o no fc e l l u l o s ew a sii 。t h el e n g t ho f a i rg 豫s h o u l db e5 c mb e c a u s et o ol o n ga n ds h o r tw o u l dl e a dt op o o r m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s a n dw h e nt h ed r a wr a t i oo fs p i 戚n gw a sf i x e d ， t e n a c i t ya n dm o d u l e so ft h ef i b e rw i l lb ei n c r e a s i n g ，w h i l ee l o n g a t i o n d e c r e a s i n ga n df i n ew a su n c h 飘g e da l o n gw i t hs p 妇i n gs p e e di n c r e a s i n g ， s i n c et h ec r y s t a u i n i t ya n do r i e n t a t i o no f 蝴o r p h o u sp 础m 。e ra s m 。g a n d a l o n gw i t ht h et e m p e r a t u r eo fc o a g u l a t i o nb a t hi n c r e a s i n g ，t h em o d u l eo f f i b e rin9 c r e a s i n 。g d u e 协t h ee 删l i 赫姆。l n c r e a s 堍，w h i l et e n a c i t y d e c r e a s e dd u e 纯t h eo r i e n t a t i o no fa m o r p h o u sp a r td e c r e a s i n g ， f u r t h 勰o r e , t h es p k 戚n gp r o c e s sc o n d i t i o na l s oi n f l u e n c e dt h e d y i n gp r o p e r t i e so fl y o c e t lb 疆爨妇c e l l u l o s ef i b e r s 。a n dt h ef i b r i l l a t i o n p r o p e r t i e so fb a m b o ol o y c e l lw e r em e a s u r e d 姆w e t - a b r a t i o nn u m b e r t h en e g a t i v e - i o nw a sm e a s u r e db yi c - 10 0 0n e g a t i v e i o ni n s t r u c t i o n ( j a p a n ) i nt h i sp a p e r t h ed a t as h o w e dt h a ti nt h ee x p e r i m e n t a la r e ao f t h i sp a p e r , t h ed y i n gp r o p e r t i e so ft h ef i b e ri m p r o v e do b v i o u s l yw h e nt h e t e m p e r a t u r eo fe o a g u l a t i o nb a t hw a sc o m p a r a t x v e l yl o w i n c r e a s i n gt h e 。i v s p 碱n gs p e e dh a dl i t t l ei n f l u e n c eo nt h ed y i n gp r o p e r t i e si ft h ed r a w r a t i oo f 卵玉雌蝇w a ss a m 够。t h ea n t i - f i b r i l l a b i i t yo fl y o c e l lb a m b o o c e l l u l o s ef i b e rw a sb e t t e rt h a nt h el y o c e uf i b e rf r o mw o o dp u l p 。a n dt h e f i b e rh a dn e g a t i v e - i o n 。 t h e - w o r ki nt h i sp a p e rp r o v e dt h a ti ti sp o s s i b l et ou s el y o e e l l t e c b o o l o g y t o p r o c e s sa p p r o p r i 搬b a m b o oc e l l u l o s e 砷韬m a k i n g r e g e n e r a t e db a m b o of i h e r t h er e g e n e r a t e db a m b o of i b e r ss p u n 姆 l y o c e up r o c e s sn o to 嘶h a dt h eg o o dm e c h n i c a lp r o p e r t i e sw h i c ht h e l y o c e l lf i b e 黼勤鼬啪o dp u l ph 撼b u ta l s oh a ds o m es p e c i a lp r o p e r t i e s o fb a m b o om a t e r i a l ，l i k ec o o lf e e l i n g , s m o o t h , s c e n t e da n d 搬避 n e g a t i v e - i o n i c ，e t c f e n gk u n ( p h y s i c sa n dc h e m i s t r yi nm a t e r i a l s ) k e yw o r d s ：b a m b o op u l p s ，1 l h e o l o g yp r o p e r t i e s ，l y o e e l lb a m b o o c e l l u l o s ef i b e r , s p 蕊i n g ，s t r u c t u r e ，磁i 鹪p r o p e r t i e s ，n e g a t i v e - i o n ， f i b r i l l a b l i t y 鼙- 附件一。 寨华大学学位论文原剖性声明 本人挥煎声明：藐恪守学术道德，豢尚严谨学风。擀呈交的学位论文，是本人在导师的 撵零下，狻霪进行磷巍薹馋掰彀_ 霉的藏襞。除文孛墨鬻确连爨鞫孳l 蔫黪蠹蓉静，率谂囊不毽 畲任翘篡锻个人或集体恕缝发表或撰霉避韵作晶及藏粜的内容。论文为奉a 亲自撰霹，我对 所写的内馨负责，并完垒意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文捧者签名 日期：如彩年 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论冀作者完垒了解学校有关堞霹，使用学位谂建的规定，嬲意学校保蜜并嘲黼家 畜美舔忿壤飘麴送交谂支的复瘁磐翻毫孑黼，允诲谂交禳蠢阕或偌露。零a 授投寨拳大学霹 以将本学诬论文的全都域鄢分内容编入脊关数据库进行梭索，可以采阑影印、缩印或搁攒等 复制手段保存和汇编本学位论文。 僚餐爨，在冬解密后逶趱零龋投书。 本学德论文属予 幂保密酣 = 三爿 蜀鹣删莎睾蒡淞霹 ? 指导教师签名。 却扳 l 黎臻失举磷圭学证论文 第一鬻簿畿 第一耄前言 褥生纤维素纤维已有一翁雾颦的靛溪历史7 。它是馘暴熬纤维索为溅辩，缀 一纂舞蕊耪理羲拖攀变纯生成糙嗣熬滚俸，再绣铡为纤维。再生缚维素纾壤熟誊 暇湿性好、易染色、抗静电、易于纺织拥王、制成的织物花色鲜艳，穿潜舒进， 透气性好等优良性戆，因此，辫蠡纤维索纤维在服装工业、j 织造毒、王煌滤枣、 王戴丝，工业织物以及阻燃纤维和具有较高离予变换性能的特种纤维方谢都有着 较鳓广泛熊用途。其中粘胶纤维生产王憩是最早广泛采用熬再生纤维素纾维的铡 造方法。 糖荻纤雏翦生产至艺爱壤拣 众所阗麴，糖胶磐维楚辩整纤维褰纤维最晕产韭琵韵主要品静，艇窀鹣生产 过疆复杂，生产工艺雅以控制；占地建筑面积太、所用设备多、效攀低、水、咆， 汽消耗太、成本高；溷时副魔成产耪多，箕生产过程需用到烧碱、硫酸、：藏纯 碳蒋腐蚀性化学物质、副反应产物多，套产生大量硫化氢、二硫化碳等甜瓣气体 鞠禽锌废水，环境污染福当严震耩1 。 蠹此，国外一些发达邕絮融先詹襻止或救缓了该品种的生产。据悉，冈本 羹瀚3 年基垒帮箨止糕蓑纤维生产，鼗羹及赣羧舞繁重点生产她嚣襄酸，其产 羹娥在大鳐凌下降。鼹畜嚣裸意识淡薄域篱家工渡发震承乎鞍低靛堑溯魏域熬糕 黢鳕绻产量曝鸯增教潮。 瓣铡和淘汰蒋统稿黢纤维生产麓主镦纪垒球纤维监界的共识，纤维工鼗麓遮 鞫塞也量纣诸实麓 5 1 。磐随着垒球糯藏释壤产璧麴稳定下降，王效蒺遮鞫豢熬纤 维豢纤维结构也进行了相应调攘阐。綦予上述现状，我国也应该尽快开发污染少、 惨髓好、生产工艺先进躺掰塑髯燕纤维索纾维黻逐囊替代祷统的粘腔纾雏的生 产。 薰蕊l y o 霉d l 纤维酶生产王艺 凌予糙获纤维芏艺翁斡鞭缺点，纛二卡氆缀孛勰爨寨，许多瓣究赣裁麴了满 藤孥太拳褒壹攀壤避文 蒸牵裁富 怒市场鬟拣及符佥环裸标准，开始致力予罨找纤维寨漪新溶剂，并开发褥生纤维 豢纤缝酶新的生产工艺阎。通过多年的努力，猷俅孽基吗啉攒氧化 a n m m o ) 为溶剂l y o c d l t 艺便应运丽生，以该种方法生产出来的纤维称为l y o c d ! 纤维。 因就，这种工艺遵被称隽l y 摊e l l 纤维生产工艺。 薹童耋l y o c e l l 野维酶发震焉史帮生产现糗 l y o c e l ! 纤维生产工艺是把纤维素直接溶解在m 甲基码啉一姝氧化物科m m o ) 的承溶渡中，然后进错特殊的于滠法纺丝的一种纤维生产工艺，1 9 8 0 霉申请了 庭燮工艺誊利和产品专利。该专剩产投艏由魈o 公司获得，1 9 8 7 年a k z o 公司 将专利权授予k n z i n g 公司，1 9 9 0 年又授予了英国c o u r t a u l d s 公司( 先并入a c o r d i s 集蘸、现势八i z n z i n g 集团。生簧产磊蔼橱寄c o u r q a u l d s 公震的t e n c c l ，包括青 光短纤维和正业用短纤维；奥地利l c n z i n g 公司的“l c n z i n gl y o c c l l ”短纤维；德 麓的t i t k ( t h u r i n g i a n 耋辍塞瞻f o rt e x t i l ea n dp l a s t i c sr e s e a r c h ) 的a l c c m 鸯光短纤 维。a c o r d i s 公司1 9 钾年建立了8 0 t a 攥模的长照中试装鬣，开始生产长丝， 1 9 9 8 年产晶已试销。c o u r t a u l 如公司经过扩建，到1 9 9 9 年已有l o 万讹的短纤 生产髓力。l e n z i n g 公司两条线经1 9 9 7 、1 9 9 8 年扩建看到l 辨9 年生产能力瞧遮 5 ，5 万抛。此外，螽湾的a c t i o n 化学和纤维公司、南韩的科学和技术学院以及 徽罗簸靛v n i i p v 耩l r u s s i & - is c i e n t i f i c - r e s e a r c hl r m t i t u t eo fp o l y m e rf i b e r s ) t 鏊在 进行类似工芑的研究。目前全世界l y o c e l l 纤维的生产能力将近1 6 万谢7 d 4 】。 虽然l y o c e u 纤维蠡八卡掣代泰丸十年筏初起受剽纺织薹犍弄和学术赛的广 泛关注，在阐外得到了迅速发展姆潮。如前所述的各大l l l 外公司，不仅生产l y o e e i l 短丝，l y o c e l l 长丝的生产工艺翔技术也在研究和拜发之中。但是与国外相比， 中犀对l y o h 纤维生产工艺的研究起步鞍晚，经避科学互律菊多年酶磷究，咩 产1 0 0 吨l y o c c l l 纤维国产化工装与设备的研究”的顼目己通过了鉴定，罔前年产 1 0 0 0 吨l y o e e l l 纤维中试线已经建藏著正雀试运转。 _ _ 一 1 2 2l y o e e l l 纤维工悲熬流程覆德点 l y o c c h 纤维生产王艺是一种不经过化学反巍瓶生产纤维素纤维韵新工艺 【城。如前所述，它是剩用n m m o 为溶剂蠹接溶解纤维素经于滠纺工艺最后制得 纤维素纤维。它鹩生产避程一般分为三辞势：纤维繁浆粕酶瓣解、纺熊鞫纤维的 盾处理、溶剂回收。熙体方法是将粉碎好的纤维素浆柏加入n m m o 和水的混和 衮攀炎擎醺釜攀魏逾变 薰一攀黎害 溶粼孛裁戚缭丝原藏，魏避糕巾簸薰要燕天撬氯裁等戳黔使纤壤豢在滔鳞蓬程 中的氡化降解最詹还需要控制水分的含量小于1 3 。3 ，使乏达到最好的溶解能 鸯。遥常在豁薹豁下鬟蔫予浸藏翁墼，在羝滠拳潜或承煞毳数鼢体系糕器藏 形，经水洗，上油，干燥和溶剂回收等工序，制成l y o c e l l 纤维，工艺流襁参见 麴辫1 - 1 。 纤艘鬻 薹 l y 档o l l 鼯罐 辫! - il y o c e t ! 野缀工慧漉糕瓣 从图1 ：l 中可以蓊出，l y o c e l l 纤维工艺具有以下优点； 瓣生产蒙瓣帮蓬程薄环壤没蒋或裰多污染，n b f m o 罴释氮萋氧德勃， 对a 体、生物、环境凡乎没脊毒性。 酪溶熬在较究豢瓣塞辩耱褥琴蘩缝申遴行，露霞昝鬓。誊誉n m m o 鹣凝 固浴经过纯化，蒸发除去避蟹的水，剩下的经浓缩的m 纠f 0 可再循环使阁剩工 艺溅程孛去，并曼n m m o 鹣霞毂鬻蠢瓣+ 薹籍戳主。 ( 3 ) 生产工艺简单。整个流程不发生化学反应，降低了化学试剂的使用爨， 醵7 鬻铲剿黔漆裁筹，突育少璧懿撬戴潮，溪黠至蕊多骤十努箍挚，生产对阚更 有几个小时。 垂棼纾雏莅麓筑爨，强魔楚荬惹漾强太太撬予鞍夔纤维，黍簌赞逶，戮遵健、 染匏性和懋瓣性好，兼备天然、合成纤维的优点，w 与任何纤维混纺。 1 黛潦l y o e e f l 纤维的饿能 麴嚣鬻遴，l y o 锵f l 纤缕具有较巍豹千茬和瀑鞭，岛潦鲶等繁蘸纤维耦娄， 尤其是其瀑态下强鹰掇失比糕胶纤维鬟小褥多，只下降1 5 左右，逮也燕粘胶 纾缝无法蹴掇的她方。l y o i i 纾维萼穗、粘腔等冀它纤维素纤维爱聚醋纾难的 主要性能魄较霓表孙董。 象攀夫攀矮壹攀攥论文 麟一章羲喜 袭i - il y o c e u 纤维与其德纾维的性麓比较 、 龋釉 性能 l y o c e u 蒙醺棉鞋黢 纤魔( d t e x ) l 。7l 。71 7 强整( e n d t e x ) 鬣。4凄，2 一蓬。5霎。3 t ，5 乏3 也苎 伸长攀) i 拈1 62 5 _ 2 37 固2 0 志5 湿强( e n d t e x ) 3 。7 珥14 。知5 22 。7 - 3 11 0 1 2 星孛长率， l 秘l 霉鹳蔻51 2 1 露2 5 0 8 湿摸羹( e n d t e x ) 2 72 l1 05 吸水性( ) 6 5 35 09 0 瑟外，l y o e e l l 遂葵鸯较暌鬟的原纤能特性。l y o c e u 纤维的独特缝缝赋予了 其在纺织，染整、服用和环保的独特性。 m 在纺缀、染整加王上的馋越性 一l y o e e l l 纤维与其窀纤维素纤维和蒙蘸纤维溉统更容爨，热丽可竣薷其它纤 维的强度、外观效果、悬垂性和手感等： 湿悫强度高，施经受褥超嵩速后整理生产工艺； 染色性能好，可适用于多种染料并凰均染性离，色泽深耐水洗牢度好。 0 独特的服用健麓 - l y o e e l l 纤维的离强度使窀适于制造超细纤维，织造轻簿织物和厚薰织物， 制褥的超簿织物的辨规效果、等感、悬垂健和加工性靛息好； l y o c e l l 纤维的藉澄模量健冀织物的鳙承率缀低、绦形健好； - l y o e e i l 纤维由纛然纤维素为原料制得，其织物具有良好的手感和悬垂性、 穿着透气藕箭适； 利用l y o c e l i 纤维的原纤化特性，经过处理可以做成仿天鹅绒等表面效果的 织镌。 ( 3 ) 有利于环境保护 l y o c e l l 野维以纤维素为聪辩制成，舆有良好的生物可降鳃性，其产品废弃 镌在鱼然弊中麴生物懿麴榫埔下会较快墼物降解成二氧讫碳和水，不会影响生态 环境【1 7 删。 l 。2 。4l y o e e h 纤维的用途和发屣前景 l y o e e l l 纤维的一螳突出憔麓s 使其在服装和芏她上有了广泛的应用，出现 了许多可喜豹成果。据称，l y o c e l l 纤维可以做成高档防护服渊，这种防护服酉 以隰挡雨雪而且透气，又可以和阻燃剂缀好结合起剡阻燃效果。在女挂正作服顿 东华大学硕士学位论文 第一章前言 域，k l o p m a n 公司已开发出一种新的护士服，它不仅达到了较好的保型性和耐久 性，而且尽量延长了工业洗涤寿命，同时还具有时装的特性。由于l y o e e l l 纤维 可以和丝、棉、毛、麻、合成纤维甚至粘胶纤维混纺，因此，可用作高级的牛仔 服、内衣、女式时装、高级男式衬衣和休闲服等。用l y o c e l l 纤维做成的服装受 到了美国、日本和欧洲等发达国家消费者的欢迎，销量日趋渐长，因此，许多著 名服装设计师也纷纷选择l y o c e l l 纤维织物作为他们设计服装的面料。不过，对 于服装领域的多品种、多系列而言，其在产业上的开发才刚刚开始，大量的产品 还在研究开发之中 2 1 1 。 目前，除服用领域外，l y o c e l l 纤维也开始应用于非织造布、工业用布、工 业丝和特种纸张的制造。并可用于医用的药签、纱布和过滤产品竭。由于它的 高强度和吸湿性，还可以用以揩拭物品，也可以用来制造印花地毯。此外，一些 研究者还在探索其在其它工业、军事领域的应用，如应用于碳纤维原丝领域等 阻冽。 l y o c e l l 纤维的种种优点表明，该纤维是现阶段最有潜力和发展前途的再生 纤维素纤维，它不仅能够适合世界上经济发展对环境保护的要求，而且为竞争性 强烈的纺织品市场带来了活力，它的广泛应用必定会引起世界纺织品的变革。专 家预测：随着l y o c e l l 纤维产品开发和应用技术研究的进展和突破，l y o c e l l 纤维 的需求量在全世界范围内将大幅度增加，并占据更多的市场份额硼。 1 3 再生竹纤维素纤维 如前所述，粘胶纤维工艺具有污染严重、纤维强度低等缺点，已经难以较好 的符合世界经济迅速发展的要求。相比之下，l y o c e l l 纤维的优点不言而喻，但 它主要以木浆( 少量棉短绒) 为原料1 2 引，由于木材受到地资源、自然条件、生长 周期等因素的影响，远远不能满足l y o c e l l 纤维生产的需求。而我国是世界产竹 大国，且竹子的主要成分也是纤维素，其分布十分广泛，成材迅速，栽种成活后， 2 - 3 年即可实现连续砍伐使用，符合可持续发展的要求。用竹子( 其主要成分为 纤维素) 作为原料生产l y o c e l l 纤维素纤维，不仅提供了一种较为廉价的原料， 还为竹子的利用开辟了一条新的途径。而且，据报道，以竹子为原料生产的竹纤 维除了具有纤维素纤维的优点外，还具有许多特殊的性能。科学研究表明，竹材 纤维是一种十分奇特的异型植物纤维，由显微镜可观察到原生竹纤维的横截面布 裳鬻失攀硕士学位论文 榘鬻箭离 满了运簌糕匿形嚣空洞，筵冀内赫形成诲雾警状靛稼，是一种天然魏麓拳空纾臻； 冀三，它韵鼍缨警藏废极冀发达，簿熬褒瞬阕啜峻耪蒸发拳势，嚣就，以髂绛维 制残翁绣缀赫，可羹嘉蓊潦、骧，囊、透气等撬照特牲；萎三，蒋材蟊赛黧骞天 然抗夔的特健，因而滗需遗避蕊制簸蠼褥霹打剿撬蔼的功能，而鼠对入体嚣疆蔼 过黢爱痘，薏不易因斌洗、蘑攥莓磐老簇降低蒸抗菌持久毪。此豁，数蒋瓣麓藤 料的产品，还有望其有竹子举持的清蒋，负离予效应等 2 9 1 。由此可见，潮竹子 襻为原穗料并戳l y o c e l l 王艺来生产纤维素纤壤，不仅萄解决l y o c e l l 纤维羔惹原 料的问题，而且有望赋予l y o c e l l 纤维许雾新的特性，由此可为l y o c e l l 纤维家族 薪蘸耱靛开发开蒜了一条耨路。 耋o 。1 簧耋嚣磐维素绎维酶缕耩篱鸯攀髓麓篱奔 现有错纤维素纤维攘趣羔骞法靛熬爨，哥努秀蔗生髂缚缝釉褥生霸辫缝。豢 璧嚣缓缝缎壤一歉凳2 0 - 5 0 r e x ，袋魏、辩丝缀多，鸯拳率赢达1 3 ，蔗壁瀚予箕 脱艇不完垒，致使萁色泽编黄毂攘影响织物麴包调。由其纺制成麴织物普潺襻在 捌撵成本嵩、柔韧性差、色泽黯浚等缺点，所以原生竹纤维在服懒辗域没嚣广黧 的市场前景秘o j 。本论文在此就不作详绷介绍。 有关髯生竹纤维素纤维的磺巍报道，熏今为止，所见文献全部为糙胶法生产 的辩生竹纤维。粘胶法再生竹纤维豢纤雏的垒产过程与粘胶纤维大致楮湖，所激， 糕胶工艺生产的再生嚣纤维熟拣粘腔缫维鲍形态特征：截面为锯齿形，襄霹蠢蹬 粼参舞图薹堙、图耋。 黼l 以辅腔工岂生产的冉生竹姘绻液咖嘲! - 3 牯股工艺生产的辫斑竹纤瓣截谳 裹耋。为糖蓑法铡褥鲶辩生嚣纤绻豢终壤鸯暴生镗纤维、糕腔纤维炭糯纤壤 麴憾熊比较。由该裘可以看蹴，瀵道糕黢王芑雠得的再生幸擘纤维豢纤维的辍魔与 糕腚缛缝糕戳，爨熬鞍甄； 素华太学磺圭鬻整德交 纂一霉蘩富 表l 忿竹纤维与其它纤缳素纤维的物理机械性能比较 纤维类别原生竹纤维粘胶法竹纤维粘胶纤维 棉 予鳜裂戤( c n ( t t e x ) 2 誊3 2 。l 黧l 。5 麓。l 。9 一3 ，l 湿麟囊强度( e n d 镪x ) l 。3 警l 零了 o 。7 * | 12 。3 之。5 干断裂伸长( 粼) 2 3 ，8 1 7 。0 32 0 2 s7 9 回潮率( ) 1 3 0 39 6 11 3 0 9 0 1 3 0 髯生竹纤维索纤维的国内外研究现状 国外对竹纤维的研究主要集中在原生竹纤维豢纤维的研究上，对于再生竹纤 维素纤维的研究报遘毒錾鬻少。经过大爨憋文献查舞，蓐井霞发蠛鼷本东丽株戴会 社曾戳嚣糟为原辫、并莱用粘胶法生产再生稚纤维素纤维，据说，所生产鹩纤维 已开始用以制作外衣和内衣的衬里例。 国肉鼷蘸有河= l e 誊藁纯纾公霭、上海浆粕总厂黻及上海月誉纯纤有限公司等 死个单饿瓣褥生竹纾维索纤维进行了研究瑟1 谰。健德稠都采潮粘腔法生产辫生酋 纤维素纤维，生产工艺流程长、污染严重，并且，由表1 - 2 可以看出，粘胶法再 生竹纤维寨纤维干漫强度均较低，无法满足纺织加工及新产晶搿发对纤维的新要 求，因就，最有采震新盂艺才麓飙搬本生解决上述瓣题。 综上所连，本论文拟用更为先进的l y o e e l l 工蕊来取代传统的粘胶工艺，利 用新的原料一竹浆粕来生产性能更好的再生竹纤维素纤维，这就是本论文立题的 背景。 1 4 本论文的主要工作及意义 1 4 1 主纂工作内容 l 默嚣篥是蔗辩避褥溶解蔓艺探索，豢l 褥裔格韵绩丝纛滚，劳对缝罄燕滚 流变性能进行探索； ( 2 ) 巍上述研究基张上，选用畚运的竹浆原料，并采用l y o ! l 工艺纺制再 生嚣纾缝索纾缝豳l y o e e l l 蒋纾维寨纤维，戳藉祷裙l y o c e l | 暂簿维) 。 ( 3 ) 初步研究凝诵潘温度及不嗣条件下纺丝速度等因素对l y o e e l l 竹纤维力 学性能和缡构的影响。 鳓祷步研究7l y o c e l l 嚣纾维的染雹性裁、原纾纯性麓教爨离子效藏等性 能。 零拳夫擎硬士攀短稔变 繁一章瓣塞 1 4 2 创新点 l y o c e l i 纾维盼躐材料狳格普遴缡蔫，寻求廉债和优良的蒸辩成了各鬣蕉注 韵焦点。蒸于此露鹂，瓣禽我国麴嗣情，奉论文选耩了黻资源攀塞的竹子制成的 竹浆为原料，采用l y o c e u 工艺纺制再生竹纤维素纤维，而这一工作至今未见报道。 羹a 3 本论文媳工作意义 l y o c e i l 纤维有广瓣麴发震裁繁，窀将在不久的来来更多熬替代糖胶法裳产 纤维素纤维，符合世界纺织行业的发震趋势。目前，l y o c e u 纤维生产的主蘩原 料为木浆。但本材在我豳短缺，丽竹材在我国分布广泛、资源率寓且生长抉遴。 奉论文鹩工傣将提供瓣辍新麓事誉廉价的嚣浆隽原耩、采溺l y o c e l l 王芑翁制 再生竹纤维素纤维的新途径，并且由遮种方法纺制的蒋生竹纤维索纤维不仅舆有 一般棉型、本型纤维素纤维的性能，矮雷望具有抻蔼、滑爽、滴番、负离子效虑 等誊遵攘型、本型纤维索纤维掰不其簿酶特殊槛熬。阕此，本论变妻孽王律将瓣提 升纺织产龋技术含量及谶一步开发绿色纺织品具有重要的现实意义。 零攀太学骥悫攀链论文第二拳舞验 第二章实验 2 1 实验原料 溶剂# n ，含水5 0 ( w w ) ，德国b a s f 公司生产，n m m o ( n - 紫基 驾麟饕氧化穗，箕势矛式为c s h i j n 0 2 ，熔点轰1 8 4 。实鞣生产中都果溺 n m m o h 2 0 作溶剂，n m m o - h 2 0 是含一个水分矛的水合物，熔点为7 2 ； 抗氧化剂：没食予酸丙脂，分予式为c i o h l 2 0 s ，上海化学试剂二厂生产； 竹纤维素浆粕： i 霉，纤维缀嚣纤维寨浆粕，聚合度51 5 ，静纾缝素的含量。2 上海化纤 浆粕总厂生产； 2 襻，逑纸缀褥纤维素浆粕，聚合度1 2 7 0 ，静纤维素酶含豢8 2 。2 ，福建鄂武 嚣浆厂生产； 3 襻，造纸级竹纤维素浆粕，聚合魔11 4 0 ，洳纤维素的含量8 7 8 ，四川中雅 纸韭有限公司生产； 碱憝理髯，2 _ i | 、3 毒：为了研究蒋绎维素浆糯中半纤维豢及杂质含量黯傩纤 维素溶液流变性能的影响，将部分竹纤维素浆粕l 拌，2 撑和3 群分别进行了碱处理， 具体方法如下；将部分赞纤维素浆粕l 敬2 赛、3 撵分剔翔入至l j 浓度为1 7 。5 的氯 氡纯镳溶液中进褥她理，控制浴魄为1 ：1 5 ，温度麓麴，处理时阚4 5 m i n 。她理 结束后，趱滤，并将竹纤维素中残留的碱液中和、清洗干净盾，在烘箱中干燥至 恒重，制褥碱处理竹纤维素。 2 2 竹纤维素溶液的制备 将浓度为5 0 w t 的n m m o 水溶液在减压条件下蒸浓到瘫浓度，蒸浓时需 翔灭一定壁的没食予酸嚣貉榫隽抗戴蘩，防止n m m o 麴氧纯分解，在6 0 - 1 0 0 。温度下抽真空蒸浓，真空度保持在0 。1 m p a 左右，巍震n m m o 刺2 0 体系的m m o 浓度达刘要求的浓度( 通过测定在一定温度下溶液的折光指数，褥查浓度折光 指数袭，确定n - t ：惑, l o 滚滚酶浓度；蒋纤维素浆粕缀粉碎蜃，程一定遗度下囊空 干燥一定时润平衡求分，然后在o 。5 升的不锈钢搅拌釜中加入一定量的、粉碎的 并干燥过的竹纤维素以及一定量已蒸浓的n m m o 水溶液，在9 0 - l o o 、真空条 件下搅拌溶解一段时湖，蓑赣纾维豢窕垒潞解，生成琥璃色透甓豹嚣纤壤素 寡孥太攀矮壹攀斑瓷交 繁二鬻燕虢 n m m o 水溶液。溶解釜示意图参见图2 - 1 。 i 图玉i 溶解釜示意黼 l 攘抽真空系统2 _ 搅拌装置 3 加热爽套4 - 排料露 2 3l y o c e 竹纤维的捌备 将制得的纺丝原液在自制的小型复丝纺丝机上采用干湿法量艺进行纺憋( 纺 墼装置示意雾参霓图象罐。在一定缆照温度下，缀丝原液经计蠹桑盘喷丝缀髂囔 穗，纺越细流流经一段空气气隙爝避入凝固浴，然后至卷绕等正痔。纺丝互艺参 数可根据不同的实验因的来设定。分别在不同的纺丝速度( 8 蚓m i n - 1 2 0 m m i n ) 、 凝固浴濑壤固。c - 3 0 c ) 、气隙长度( 1 e m - l o e m ) 、喷毽板孔数1 0 0 孔帮2 1 0 飘，孔 径太小一皴巾= 0 0 8 粼，纺丝舔液浓度拶- 1 3 酷及固定嚷头拉伸睨情嚣下 改变纺丝速度( 8 0 m m i n - 1 1 0 m m i n ) 篱条件下制备了各种l y o c e l l 竹纤维 4 s 删j 。 广糕 ，控 弋 ， 1 ， 爨2 - 2 绣丝装羹示意图 2 4 测试 2 4 1 嚣鳕维素浆鞫警甥聚合度的测试 袭华太擎骥士攀毽诠交 篱二鬻爨骢 本论嶷采用经典的铜氨法测定了竹纤维浆粕1 群，2 岸和3 撑的聚合度：将一定 量的竹纤维素浆糖溶解在锶氨溶液学，在2 5 c 的慑温水浴中，粥0 。6 m m 的琵纲 警粘度诗测定赞纤维素菜鞫镳氨溶渡流经毛缨警新溺的黠闻，然艏采用下式分剽 计算聚合物溶液的增忱粘度1 1 r 和纤维寨样品的平均隳合度d p ： 璐；_ ( t , - t o ) 一1 ) 堍 一d p 。三垡塑- 。 ( 2 2 ) c x ( 1 + 0 2 9 7 7 ，) 、 式书，t o 和专势剽蕊铜氦空毒漆滚耧蒋纤维素浆麴铜氨溶液瀛经毛缨警麴时 间；c 是竹纤维素浆柏铜氨溶液中纤维素的质量百分数。 2 4 2 戆浆翱绣丝蓐液瀛囊裢裁韵翱试 在7 0 - , 1 0 0 下、控制剪切应力藏匿在0 0 1 3 0 0 0 p a 内，使用鞭a a k 叠r s i 5 0 型流变仪( c 3 5 ! o 型锥板、锥板与底檄之间的间隙为0 0 5 3 r a m ) 测定竹纤维索溶 液鲍动态爱稳悫流变镶麓。 2 4 3l y o c e l l 竹纤维性能的测试 2 4 3 。1 纤维纤度的测试 采搠1 型纤维绷凄役中豳翁缀大学研制，测试范圈o ，8 罐嬲渤【，蹙持 长度2 0 r a m ，测量误差壁2 ，测试环境条件为：2 0 c 、6 5 l 隆j - i ，每个样品测3 0 ，撮取平均催。 2 4 3 2 纤维力学性能的测试 采用x q * i 型纤维强律度仪( 中阑纺织大学轿制) ，测试菰羼秘1 0 0 c n ，爽 持长疫瓣，测量溪菠蒸圭2 。纤维疑裂时阕控制在2 0 - j = 3 s 内，测试器境条件 为：2 0 c 、6 5 r h ，每个样品测3 0 粮取平均值。 2 4 3 3 姆o c e h 嚣纤维絷色性缝灏试 本论嶷研究中选用下述两种活性染料c l b a c r o ns c a r l e tl s ，2 g 和活饿黄 k - 6 g 分别对粘胶法和出幂同纺丝工装纺得l y o c 惑l l 竹纤维进行染色性能的测试。 活性繁糕：c 懋a c r o ns c a r l e tl s - 2 g 和溪链黄k - 6 g ，汽爨精忧孛菇 寒鬻太譬鬻惫鬻餐德交爨二霉蜜簸 有限公司提供。 捩器设备：电子努橱天平感鼙不犬予0 。0 0 0 4 竟) ：四我电热恒遗水潜锅； 紫外分煮光度计u v - 3 0 0 0 ；玻璃染艇；移液管；烧褥：容量糕。 试剂：无水硫酸钠( n a 2 s 0 4 ) ：化学纯；光水碳酸钠( n a 2 c o ；) ：化学纯； 皂靖。 本稔烹研究孛撒糕霄家标准剐选用c i b a c r o ns c a r l e tl s - 2 g 帮滔栏黄 k - 6 g 两种染料对再生竹纤维进行染色性测试，巢用u v - 3 0 0 0 紫外分光光度计测 量染液，皂滚及其残液的吸光度。邀测得的吸光度接如下的公式霹以计算纤维的 吸色搴联) 和露色率雾嘲，避丽遴步跪较在不同凝蠢滔温灌下纺褥酶野维麓 染色性能的差异。 纤维的吸色率：黔( 1 x l ；茗= 1 0 0 ( 藏中；x - 染色残渡中 染辩含璧搴嘲；薄蠢雅菜液煞暖光度；器。染色残液憋吸巍度；瓣糠难染滚帮染照 残液的测试浓度的倍数k 纤维的固色率：f = e 。y ：l x ! 0 0 ( 式中：錾皂煮洗涤液中来藏着 麓檠辩含薰；o 标准襄渡麓霰竞凄；皂煮残滚翡啜光度；绺栝礁皂渡翻患煮残 液的测试浓度的倍数) 。 2 。罐0 l y o l l 嚣纾维漂纤纯性裁黪努褥 根据原纤化的产生条件，采用翔圈2 _ ：3 所示的实验装置测霆l y o c e l l 纤维的 湿磨擦值。图2 - 3 中，磨辊为周长1 2 c m 左右的铁旗皮带轮，装程三相电动机上， 鬯瑰氍与变频器籀逢。竣定变颞嚣工棒频率，德泡穗枫转速阁蹇，并记录转速。 癌辊褂震德一层纯稿布( 包绕所有麴棉布选择为质地均匀的垒糯府绸) ，布长度 固定为3 0 c m ，并用自来水浸润一段时间后均匀的卷绕在辊上。将待测的样品剪 戒嘲矮熬小段，教程水中浸泡一段翳闻使之竞全润