收藏本站
《东华大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

牦牛粗毛形态结构及其拉伸细化工艺与机理研究

刘健  
【摘要】:我国是牦牛的主要饲养国,约占世界总数的92%,具有丰富的牦牛毛纤维资源。牦牛毛纤维中大多数为粗毛,长度较长,但粗、硬、品质差,主要作为一般纺织原料,因此其经济价值一直较低。随着生活水平的提高,人们对于假发制品的需求日益旺盛,限于人发资源量的限制,使用牦牛粗长毛作为其替代品已被广泛应用。由于假发的利用纤维长度越长其价值越高,因此,增加纤维长度降低其细度是提升纤维价值的有效途径。人工拉伸细化工艺是目前对角蛋白纤维最有效的拉长变细的加工方法,但现有研究主要集中在羊毛细化,对于牦牛粗毛的拉伸细化报道很少。此外,人们对于牦牛粗毛纤维的认识也不够全面,这将为进一步的改性处理造成很大的困难。 本文首次对我国产牦牛粗毛纤维的形态结构、皮质细胞特征、细胞及细胞间微细结构以及化学结构进行了细致研究。利用显微镜技术观察了牦牛粗毛纤维的外观形态结构,得到了单根纤维以及纤维之间的直径分布特点,同时阐述了纤维表面鳞片结构及截面特征。利用超声分离技术成功地分离出来牦牛粗毛纤维的皮质细胞,结合电子显微镜观察明晰了皮质细胞形态及其在纤维中的堆砌结构特征,并首次采用“长径比”指标表征皮质细胞形态,结果表明牦牛粗毛纤维皮质细胞整体形态较羊毛粗短,此外还对皮质细胞尺寸分布进行了研究。利用包埋技术成功制取到牦牛粗毛纤维的截面超薄切片,并利用透射电子显微镜观察到纤维的内部微细结构,发现多数纤维中含有髓腔,且纤维细胞无正副皮质之分,仅由单一结构组成。利用红外光谱技术得到牦牛粗毛纤维的红外光谱图,并分析其基本结构键吸收峰特征,结果表明其具有与羊毛相同的内部分子结构及结合键,但牦牛粗毛纤维内部无序结构多于羊毛。 为了对牦牛粗毛拉伸进行工业开发,本文利用实验拉伸装置对无捻牦牛粗毛纤维片状拉伸工艺进行了研究,重点分析了影响工业连续化生产的相关参数。利用不同工艺条件下牦牛粗毛纤维片的拉伸曲线,结合低初始模量、大屈服区长度、大断裂点伸长、低拉伸断裂率的评价标准,确定了最优工艺条件,即预处理时间10min,最佳拉伸方式为多级变速拉伸,最佳纤维拉伸率为60%;通过正交试验及方差分析,以沸水回缩率为评价指标,确定了牦牛粗毛最优定型处理时间,即一次定型时间5min,二次定型时间3min,烘燥时间20min,焙烘时间3min。同时,开发了一种全新的片状纤维连续化拉伸方法,并首次采用预处理拉伸一体化拉伸方式,并通过AutoCAD软件对其拉伸设备进行了模拟。 利用激光显微拉曼光谱技术,对拉伸过程中牦牛粗毛纤维二级结构的转变过程进行了深入研究,发现拉伸后牦牛粗毛纤维拉曼光谱酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅲ带和C-C骨架振动区均发生了显著变化,但对纤维二硫键的影响不大;纤维拉伸细化过程中存在α螺旋大分子向p折叠大分子的转变,同时伴随着部分已转变为p折叠结构的大分子重新回复为α螺旋结构的过程,且对细化纤维进行沸煮处理也会导致这一变化发生。同时,本文借助广角X-ray衍射仪,对原毛及细化毛纤维的结晶度和取向度进行定量分析,结果显示拉伸细化处理对牦牛粗毛的结晶度有较大的影响,而对纤维取向度影响相对较小,拉伸细化过程中存在大分子或微结构块的滑移。机理分析发现,牦牛粗毛纤维拉伸细化机理应是“大分子构象转变”理论和“微结构体的滑移”理论两者相结合的一个更为复杂的过程,其中以“微结构体的滑移”机制最为主要。本文提出“大分子转变滑移”理论,其基本原理为:打开纤维分子间交联,部分保持分子内的相互作用;在外力拉伸作用下,大分子首先发生构象转变,继而出现分子、微结构体的滑移,同时伴随分子构象的往复变化;完成拉伸后,迅速重建分子间交联,实现纤维的拉长变细的同时保持纤维弹性。 为了便于后期进一步的加工和使用,本文对拉伸后牦牛粗毛纤维形态、结构以及性能的变化进行了研究。结果显示:①纤维表面鳞片结构被劣化,覆盖密度随拉伸率的提高而降低,部分出现边缘翘起,甚至部分鳞片细胞出现滑移和损伤;②纤维直径显著降低,90%的细化纤维直径可比原毛减少约30%,截面形态由近圆形变为椭圆形:③纤维皮质细胞被拉长变细,在纤维中沿长度方向取向更加明显,排列更加紧密;④细化纤维的断裂强度和初始模量均高于原毛,且随着拉伸率的提高而逐渐增大,但断裂伸长率却呈现相反变化,另外,细化纤维抗弯刚度低于原毛;⑤细化纤维的摩擦系数逐步增大,其变化量随拉伸率增加而减小;⑥纤维浸润接触角随拉伸率的提高而逐渐减小,吸湿性大大增强,并极大地改善了纤维的染色性能,使低温染色变为可能。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TS102.316

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘航,陆凯;拉伸改性处理对羊毛机械性能影响的研究[J];北京纺织;2002年05期
2 梁治齐;蛋白酶处理牦牛毛的研究[J];北京联合大学学报;1996年02期
3 陆仲璘;;中国牦牛科学技术发展回顾与展望[J];中国牛业科学;2007年04期
4 刘梅;于伟东;;羊毛角蛋白作为生物医用材料的研究进展[J];材料导报;2005年09期
5 刘洪玲,于伟东,章悦庭;The Process Analysis of the Roller Stretching for Wool Slenderization[J];Journal of DongHua University;2003年01期
6 刘洪玲,于伟东,章悦庭;Investigating the Microstructure of Slenderized Wool Fibers at Different Stretching Ratios by Raman Spectroscopy[J];Journal of DongHua University;2005年01期
7 马晓光;张晓林;顾振亚;;Dyeing Behavior of Yak Hair Fiber Treated with Microwave Low Temperature Plasma[J];Journal of DongHua University;2006年01期
8 吴安成;宋修彩;严灏景;;特种动物毛纤维的性能研究[J];中国纺织大学学报;1987年06期
9 王一呜;;人发和牦牛毛的性能测试分析[J];中国纺织大学学报;1993年01期
10 钱和生,俞莲芳;傅里叶变换红外光声光谱法在纺织上应用[J];中国纺织大学学报;1994年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 侯秀良;山羊绒纤维结构与热学性能研究[D];东华大学;2002年
2 高晶;羽绒纤维及其集合体结构和性能的研究[D];东华大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 熊磊;纺织纤维显微红外光谱技术的应用研究[D];东华大学;2004年
2 唐芙菊;拉伸细化羊毛二级结构的分析与表征[D];东华大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱康,赵稼祥,丁光安,姚海文;红外光谱研究酚醛树脂固化过程中的结构变化[J];工程塑料应用;1988年04期
2 王岩,纪雷,王英杰,刘心同,牛增元,杜恒清;塑料树脂红外标准光谱库的创建与应用[J];工程塑料应用;2005年09期
3 郑丽娜;吕亚男;魏金刚;代佳丽;王经武;;rPET/R-MFMB/GF复合材料的结构及力学性能研究[J];工程塑料应用;2010年11期
4 杜宝中;祝保林;王君龙;;纳米SiO_2界面处理对CE基复合材料静态力学性能的影响[J];工程塑料应用;2012年02期
5 吴珊珊;程晓敏;汪乐春;唐根;;聚丙烯膜表面光接枝MBA的合成及研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年05期
6 邵辉琳;程晓敏;冯历萍;王鹏;;聚偏氟乙烯膜表面光接枝改性的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年05期
7 牛春娥;张利平;高雅琴;梁春年;李维红;魏云霞;;天祝白牦牛的毛绒生产性能[J];Animal Husbandry and Feed Science;2009年03期
8 徐汝云,边侠玲;稀硫酸控制定向溴化合成2,4—二溴苯酚[J];安徽化工;2004年03期
9 陶金;;稻秸秆纤维与麻纤维混合非织造布性能的研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年13期
10 牛春娥;张利平;孙俊锋;高雅琴;曹健民;;我国牦牛资源现状及其产品开发利用前景分析[J];安徽农业科学;2009年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汤燕伟;于伟东;;羊毛溶液和角蛋白膜的实用制备技术与基本问题[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 狄友波;孙常青;陈裕智;桑志强;曲娴;;复合纳米材料在毛绒纤维上的应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
3 曲娴;罗群芳;狄友波;;柔软剂的配伍对丝光羊毛手感及后加工影响的探讨[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
4 冯建永;段亚峰;张龙江;孙国良;李会成;;可生物移植类医用纺织品的开发与展望[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
5 毛晓芳;林素君;胡君曼;龚;;浅谈羊绒与羊毛纤维鉴别检测的策略与方法[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
6 徐乃库;肖长发;封严;甘秀丽;;甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸羟乙酯共聚树脂研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
7 张凤玲;王越;;非金属材料红外光谱图集的应用[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
8 徐巧林;陈军;徐卫林;;嵌入式复合纱与环锭纱的性能对比分析[A];2010年全国现代纺纱技术研讨会论文集[C];2010年
9 方建华;陈波水;董凌;王九;;酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响[A];中国石化协会、润滑脂专业委员会一届二次全体成员大会暨全国第十五届润滑脂技术交流会论文集[C];2009年
10 陈森;陈英;;等离子体在纺织材料改性中的应用[A];第六届全国印染后整理学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王冰;降解丝素放线菌的分离鉴定、发酵条件优化及其降解机制研究[D];山东农业大学;2009年
2 陈阳;驻极体中空间电荷新型测量方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姚闽娜;魔芋葡甘聚糖结构与其稳定性研究[D];福建农林大学;2010年
4 袁久刚;离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响[D];江南大学;2010年
5 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 高利坤;细粒难选金红石矿分步浮选工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2009年
7 孙咏红;聚环氧琥珀酸反渗透阻垢剂绿色化学研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 罗丹;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的设计、制备及表征[D];浙江大学;2010年
9 谢莉青;基于图像处理分析的机织物构成要素的综合识别方法与装置[D];东华大学;2010年
10 于湖生;黄麻纤维用于混凝土增强的研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪玲;KAP7.1、KAP8.2基因在辽宁新品系绒山羊兴盛期毛囊中的表达及分析[D];辽宁师范大学;2010年
2 李昌垒;抗熔滴涤纶纤维的研究[D];浙江理工大学;2009年
3 周旭玲;天然彩色棉/真丝混纺纱线及其产品的结构与性能[D];浙江理工大学;2010年
4 周蛟;全棉牛仔布的织物结构对其保型性研究[D];浙江理工大学;2010年
5 郭丹华;新疆营盘出土纺织纤维及其老化状况研究[D];浙江理工大学;2010年
6 赵存挺;介孔生物玻璃对银离子的装载、释放及抗菌性能研究[D];浙江理工大学;2010年
7 刘帅男;机织物规格要素与其光泽性能的关系研究[D];浙江理工大学;2010年
8 邹宗勇;建筑膜材料力学性能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 张锐;水刺非织造材料工艺参数与其保湿性之间的关系研究[D];浙江理工大学;2010年
10 沈锦玉;丝素蛋白/β-硅酸钙复合多孔支架的结构及其性能研究[D];浙江理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张令慧 ,潘鸿樑 ,薛永朗;特种动物毛绒的理化性能及其纺织产品探讨(上)[J];北京纺织;1982年01期
2 杨砚;浅析影响羊绒纱强力的主要因素[J];北京纺织;1997年03期
3 梁治齐;蛋白酶处理牦牛毛的研究[J];北京联合大学学报;1996年02期
4 陈永生,汪建华;氩气对多晶硅刻蚀的影响[J];表面技术;2003年02期
5 贾志海,安民;山羊绒生长机理研究进展[J];草食家畜;1996年01期
6 贾青,常洪,马章全;山羊的起源驯化和品种形成[J];河北农业大学学报;1997年02期
7 郑海其,于雪中;无胶棉的纤维、性能及应用前景[J];产业用纺织品;2000年02期
8 БузовБ.А. ,黄丽娜;新型服装用保暖材料[J];产业用纺织品;2003年01期
9 岳素娟,郝新敏,张建春,郭玉海;几种新型保暖絮材性能之比较[J];产业用纺织品;2005年02期
10 吴安成;宋修彩;严灏景;;特种动物毛纤维的性能研究[J];中国纺织大学学报;1987年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 侯秀良;山羊绒纤维结构与热学性能研究[D];东华大学;2002年
2 杨庆斌;大豆蛋白改性纤维的理化性能及混纺比优化的研究[D];东华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 熊磊;纺织纤维显微红外光谱技术的应用研究[D];东华大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁富年;粗毛纺混料的探讨[J];纺织学报;1994年08期
2 Robbin;;粗毛线围巾如何穿搭[J];都市心情;2007年01期
3 杨柳;汤元会;;羊毛分梳下脚料生产带子纱的工艺[J];毛纺科技;2009年11期
4 吕寅;丁小瑞;杨建忠;;变异山羊绒原绒中的纤维类型[J];毛纺科技;2011年03期
5 史淑芳,张荣娜,张云仙;过轮绒净绒含量测定方法的研究[J];检验检疫科学;1994年01期
6 姜秀溪;;粗毛资源应用与产品开发[J];济南纺织化纤科技;1997年03期
7 王泽文;对我国粗羊毛(地毯毛)标准的思考[J];中国纤检;1997年01期
8 张毓禾,凌光铨,姜爱训,戴珍如;棉纺工艺设备在粗毛纺上的试用[J];上海纺织科技;1981年11期
9 丁小瑞;杨建忠;李发洲;;山羊绒纤维长度与卷曲性能变异的研究[J];毛纺科技;2010年12期
10 李沁;兔绒生产技术[J];山西农业;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔宝凯;戴玉成;杨宏;;对药用真菌——粗毛纤孔菌(“桑黄”)的再认识[A];2008全国药用真菌学术研讨会论文集[C];2008年
2 岳腊梅;刘康升;梁惠文;;护仔康2号与大壮素的饲喂效果观察[A];2003全国家畜内科学学术研讨会论文专辑[C];2003年
3 陆嘉惠;李学禹;阎平;周玲玲;吴玲;;甘草属植物的RAPD分析及系统学意义[A];第二届中国甘草学术研讨会暨第二届新疆植物资源开发、利用与保护学术研讨会论文摘要集[C];2004年
4 杨柳;汤元;;羊毛分梳下脚料生产带子纱的工艺[A];第十六届全国花式纱线及其织物技术进步研讨会论文集[C];2010年
5 赵进;张金枝;郭晓令;徐宁迎;;长毛兔微卫星标记多态性长及其对兔毛质量性状的效应研究[A];第十次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C];2006年
6 吴红玲;蒋少军;闵江;王学海;;牦牛绒洗涤工艺的研究[A];第23届全国毛纺年会论文集[C];2003年
7 翟频;杨杰;吴信生;曹巍;严宏生;;皱襞型獭兔毛皮品质研究及其相关性分析[A];2007中国兔文化节“康大杯”兔业优秀科技论文、科普作品集[C];2007年
8 苏保宁;杨立;贾忠建;;利用二维核磁共振技术确定兰石草甙的结构[A];第十届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1998年
9 李学禹;;中国甘草属(Glycyrrhiza L.)植物种质资源[A];第二届中国甘草学术研讨会暨第二届新疆植物资源开发、利用与保护学术研讨会论文摘要集[C];2004年
10 王利平;邱莉;张鹏;;山羊绒分梳工艺探讨[A];第27届全国毛纺年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;春抓羊绒七要点[N];河北农民报;2005年
2 烟台天彩兔业有限公司 孔凡树;我说彩兔产业[N];山东科技报;2007年
3 潘进鹏;和田羊[N];中国畜牧报;2003年
4 陈群;消费需求升温 行情平稳上扬[N];中国纺织报;2006年
5 通讯员 马继 闹尔吉曼;粗毛改细毛 博湖农民发“羊”财[N];巴音郭楞日报;2008年
6 陈贵善;巧挑苗猪[N];云南科技报;2007年
7 胡积康;新西兰 羊毛减产 出口下降[N];国际经贸消息报;2002年
8 本报记者 王南 王润海;带血的羊绒产业链[N];中国经济时报;2007年
9 周忠于;购苗猪应把握的原则[N];陕西科技报;2007年
10 本报记者 李成业 巴乔;藏靴之乡的新生活[N];西藏日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘健;牦牛粗毛形态结构及其拉伸细化工艺与机理研究[D];东华大学;2010年
2 雷初朝;中国四个畜种(黄牛、水牛、牦牛、家驴)线粒体DNA遗传多样性研究[D];西北农林科技大学;2002年
3 赖松家;中国三个牛种遗传多样性和分子系统进化研究[D];四川农业大学;2004年
4 李彦欣;异种克隆牦牛,羚牛及相关机理的研究[D];中国农业大学;2004年
5 李齐发;中国牦牛分子系统发育的初步研究[D];南京农业大学;2004年
6 李晓明;牦牛周期黄体退化过程中黄体细胞凋亡的生物学特征[D];甘肃农业大学;2004年
7 甘措;藏族法律文化研究[D];中央民族大学;2005年
8 王晓梅;熔喷工艺气流对纤维运动及热熔纤网质量影响的研究[D];东华大学;2005年
9 王宗礼;PCR方法鉴别早期胚胎性别及相关技术的研究[D];甘肃农业大学;2004年
10 雍艳红;牦牛胎盘发生过程中细胞凋亡及其通路的研究[D];甘肃农业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李雨沁;粗毛黄褐孔菌人工驯化栽培及其降血糖、抗氧化活性研究[D];塔里木大学;2010年
2 徐军;半胱胺及协同应用对绒山羊消化代谢及产绒性能的影响[D];东北农业大学;2004年
3 牛春娥;天祝白牦牛被毛特性及超微结构的研究[D];甘肃农业大学;2007年
4 汤利;四川淫羊藿属植物资源叶表皮微形态及细胞学和同工酶研究[D];四川农业大学;2010年
5 赵进;长毛兔遗传标记多态性及其对生产性能的效应研究[D];浙江大学;2006年
6 金俊;澳大利亚美利奴羊毛油脂对于毛丛强力的影响研究[D];天津工业大学;2008年
7 胡玉波;牦牛毛纤维拉伸细化改性研究[D];东华大学;2009年
8 彭玉德;淫羊藿原料的质量研究[D];中国协和医科大学;2007年
9 张万全;中国西南地区淫羊藿属植物黄酮类物质研究[D];贵州师范大学;2009年
10 裴利宽;淫羊藿药材HPLC、IR指纹图谱法鉴别和质量研究[D];中国协和医科大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026