湖工院纺织材料学讲义第8章 纤维的可加工性

PAGEPAGE13第八章纤维的可加工性纤维的可加工性XE"可加工性"\y"ke3jia1gong1xing4"是指纤维被加工成可纺织用纤维的性质。其包括两大要素：“初加工XE"初加工"\y"chu1jia1gong1"”；“可加工性质”。第一节纤维的可初加工性一、棉的初加工可行性1.棉的初加工及可行性棉的初加工包括棉的采摘和棉纤维与棉籽及杂质的分离。图8-1棉纤维的初加工工艺内容及流程棉花的采摘（2）籽棉的分级分垛（3）籽棉清理(4)轧花机轧花工序是籽棉加工的最主要工序。轧花是通过轧花机完成，有皮辊轧花机和锯齿轧花机两大类。(5)皮棉清理（6）打包2.棉中“三丝”去除的可能性棉花中的“三丝”现象是人为的。人发、动物毛发、羽毛、羽绒、其他纤维来源于敞开式的堆放、晾晒、搬运等；丙纶纤维则来自于采摘和包装用袋，是完全可以在其发生的源头加以控制和杜绝的。（1）源头的杜绝（2）去除“三丝”的可能性3.棉的其他加工可行性棉的丝光处理棉的丝光是在有张力(纱线、机织物)或无张力（针织物）的条件下，将棉制品用浓烧碱溶液处理，并清洗、中和烧碱的加工过程。虽在加工步骤上不属于初加工，但对纤维的升级利用是一种可行的方法。20世纪60年代后就有进行棉丝光整理的应用研究。棉短绒的获得棉纤维的切断及植绒应用棉的洗涤表8-1棉纤维含糖量与可纺性的关系含糖量(%)0.30.3～0.50.5～0.8>0.8可纺性正常轻度粘性有粘性严重粘性二、毛的初加工可行性1.毛的分拣和分梳加工（1）羊毛的剪毛和分拣加工剪毛通常在每年春季进行。细毛羊、半细毛羊一般一年剪一次毛，粗毛绵羊每年可剪两次，分春季和秋季。图8-2毛类纤维的初加工内容及流程（2）羊绒XE"羊绒"\y"yang2rong2"的抓毛与分梳加工每年春季4-5月间，是山羊抓绒XE"抓绒"\y"zhua1rong2"季节。2.毛的洗涤和除草杂（1）毛的洗涤（2）炭化XE"炭化"\y"tan4hua4"除草杂3.羊毛其他初加工的可能性羊毛的细化XE"细化"\y"xi4hua4"羊毛拉伸细化在原理上以不破坏羊毛鳞片为前提，对纤维施以预浸渍处理、拉伸细化和结构定形稳定，以达到改变纤维分子构象和分子间结构，并使纤维变细伸长。羊毛的丝光化XE"丝光化"\y"si1guang1hua4"羊毛丝光的基本原理是将羊毛表面鳞片部分或全部腐蚀去掉，以达到丝光的效果。三、丝的初加工可行性1.基本概念与过程图8-3蚕丝的初加工流程及内容示意2.各步骤的作用及方法杀蛹与烘干干茧XE"干茧"\y"gan4jian3"分拣与包装生丝加工生丝加工主要是实现蚕丝从茧中的分离和被连续均匀地集束（绪）成丝（缫丝）。绢丝XE"绢丝"\y"juan4si1"的加工绢纺XE"绢纺"\y"juan4fang3"的原料为不能缫制长丝的废茧。绢丝纺工艺有精练、制绵和纺纱三阶段。3.丝胶XE"丝胶"\y"si1jiao1"和丝蛋白质的利用丝胶液的提取蚕丝主要由内层的丝素(Fibroin)和外层的丝胶(Sericin)部分组成。家蚕丝的丝胶占20%～30%，柞蚕丝的丝胶占占12%～13%。丝胶的主要成分是球状蛋白，由18种氨基酸组成。丝胶液的应用丝胶被广泛应用于纺织改性、化妆品添加剂、食品添加剂和蛋白生物材料等方面。四、麻的初加工可行性1.基本概念与步骤麻的可初加工性本质就是可脱胶性，可有效、适度的脱胶性。2.脱胶方法及可行性天然沤麻XE"沤麻"\y"ou1ma2"脱胶人工化学脱胶XE"化学脱胶"\y"hua4xue2tuo1jiao1"图8-4麻脱胶机制及纤维分离示意其他人工脱胶方法a.生物酶脱胶b.微生物脱胶c.闪爆处理d.超声波处理3.麻纤维柔软细化的可行性柔软化加工细化的可能性(a)红麻原纤维(b)揉搓细化后图8-5红麻纤维揉搓细化前后的截面形态第二节化学纤维的初加工一、形态及形态稳定的可加工性1.纤维的切断XE"切断"\y"qie1duan4"化纤是连续纺丝而成，要适应短纤纺纱系统和仿天然纤维必须切断。切断牵切XE"牵切"\y"qian1qie1"2.纤维弯曲变形加工可行性机理对单一结构纤维的变形其主要条件：①要求原结构的稳定、均匀与可塑；②引入结构占有比的适量和结构有序性的保持；③纤维原外观性状宜为圆形；④合理的表面或处理处的快速升温与降温；⑤有合适的热定形处理，使变形结构稳定。对复合结构纤维的变形XE"变形"\y"bian4xing2"其主要条件是：①要有两种或以上组份或结构的纤维体完全平行粘合构成；②各组份（或结构）体的力学性质，尤其是收缩性能不同；③两主要组份（或结构）在径向呈双边或偏态分布；④两主要组份（或结构）体在轴向呈空间螺旋或随机转向；⑤两主要组份（结构）体的比例适当，并具有可纺丝性。二、纤维溶解与劈裂的可加工性1.溶解分离加工溶解主要解决海岛型超细纤维的“海”部分。图8-6海岛型纤维的构成2.劈裂分离加工三、回用纤维的加工及方法1.必要性2.回用的可能性及方法3.回用的一般对象及用途对象纤维回用的对象可以包括：废弃的植物纤维（棉、麻）和动物纤维（羊毛、蚕丝）及其制成的纱或织物或衣物；化学纤维与天然纤维混纺织物；纯化学纤维纺织品；各种非织造布；加工中的回丝及废丝等。用途四、纤维的整理与卷装1.纺织加工油剂添加纺织加工油剂XE"加工油剂"\y"jia1gong1you2ji4"的目的是方便纺织加工，提高产品质量。除棉纤维外，几乎所有的纤维及其加工都要添加纺织油剂。2.卷装成形第三节纤维的损伤与清洁化加工纤维的初加工一般都会损伤纤维，尤其是天然纤维的初加工，均是损伤性加工。因此，要减少纤维初加工中对纤维的损伤。首先必须明晰纤维损伤的来源与形式。纤维初加工会较多的涉及生物和化学加工，并会排放大量污物，形成对环境的污染，要减少和防止这类污染，应采取清洁化的加工。一、初加工中的纤维损伤1.损伤类型纤维初加工中的纤维损伤XE"纤维损伤"\y"xian1wei2sun3shang1"主要表现在以下几方面：①纤维长度，在纤维开松、梳理、撕扯分离过程中的纤维断裂，这是即时明显的损伤；②纤维表面，易于发生色泽变化和产生缺陷；③纤维力学性能，产生结构和分子间作用破坏的损伤和脆化；④色泽，在炭化、酸碱、高温以及残留化学物质的作用下产生泛黄现象；⑤形态，在各种液体的腐蚀、膨胀、溶解析出作用下纤维形态的变化，等等。2.降低损伤的方法图8-7PH值对羊毛的损伤二、清洁化的初加工1.清洁化加工的概念（1）清洁化加工的基本内容清洁化加工XE"清洁化加工"\y"qing1jie2hua4jia1gong1"或称清洁化生产是环境保护和生态的重要组成部分。这不仅是生产后期所做的“三废”治理，更重要的是在纤维利用、整个加工过程中和最终材料的应用及废弃处理中保持生态平衡的绿色生产。故称绿色加工XE"绿色加工"\y"lv4se4jia1gong1"。（2）清洁化加工的具体内容建立可持续性原料选择和能耗计算的依据与规则；建立加工及技术生态XE"生态"\y"sheng1tai4"性的评价体系；

选择清洁的原材料和能源；选择无污染或少污染的替代品和清洁工艺与设备；强化生产技术管理和综合技术改造，提高生产过程的资源和能源的综合利用率；减少生产排放物，并尽可能高效、低耗费地处理与处置排放物；实现以最小投入、最大产出、最小污染和能耗的理性加工。2.纤维初加工中的清洁问题纤维初加工中的清洁化问题主要涉及非纤维类污物的去除、处理与处置；有用物质的高效提取和利用；纤维类不可用物质的分离去除和规避杜绝；各种纤维的回用、再生技术；纤维性能的提高与使用价值提升的加工技术；以及纤维分离中的机械和清洁加工方法的采用与创新等。3.清洁化的初加工合理分拣在加工初期，若能对这些进行合理地分拣、归类，不仅可以做到优质优省加工和优质优用，而