收藏本站
《东华大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微波对纤维素纤维结构与性能的影响及应用研究

张丽  
【摘要】: 纤维素纤维是一类重要的纺织原料而且资源丰富,人们在重视纤维素纤维使用性能的同时,对纤维素纤维的利用、处理和研究进行了重新认识和发掘。而微波加热处理技术是一种节能高效的热能技术,微波处理纺织材料正是微波技术与纺织领域相结合而开辟出来的新领域。 尽管微波处理技术发展较早,但是关于微波对纤维作用的研究,大多数国家主要从事其应用方面的研究,而关于微波与纤维相互作用的微观机理方面的研究未见报道,因而目前仍然没有一套完备理论对微波与含水纤维素纤维的相互作用进行描述,对于微波处理后的纤维素纤维结构与性能的研究也未见系统的文献报道。 本文选择棉和苎麻为天然纤维素纤维的代表,粘胶、天丝和醋酸纤维素纤维为再生纤维素纤维的代表,采用不同微波处理参数,对不同状态参数的五种纤维素纤维的外观形貌、微观结构及内部结构的影响进行系统性的研究,得出微波处理对纤维素纤维结构与性能的影响规律,并将微波干燥应用于纤维素纤维产业的毛巾干燥行业。首次建立了纤维素纤维微波干燥的动力学模型,系统的描述了微波作用下的纤维素纤维的失水程度和过程。同时首次采用核磁共振技术,对于微波处理前后的棉纤维进行晶粒内部结构表征的研究和对比,得出微波处理后棉纤维结晶结构的变化趋势。并将微波处理技术应用于企业生产中的毛巾烘干处理工序中。主要研究内容和结论如下: 研究了纤维素纤维的介电特性,对纤维素纤维中水分的状态:游离水和束缚水的介电特性进行了分析和阐述,并对纤维素纤维的微波损耗进行了分析,建立了纤维素纤维的细度(N_(tex))与纤维单位长度的微波损耗(P_l)之间的关系式。 研究了微波处理后五种纤维素纤维的失水规律。醋酸纤维素纤维的干燥曲线和其它四种纤维差别较大。开始醋酸纤维素纤维干燥速率最大,随着水分的损失,粘胶和天丝的干燥速率逐渐成为最大,其次是棉纤维和苎麻;对于不同初始回潮率的同种纤维来说,干燥曲线的形状基本相同,即干燥规律相似,而且随着纤维初始回潮率的增加,微波干燥时间逐渐增加;随着润胀程度的增大,对于水分的去除也就越困难;随着功率以及纤维含杂率的增大,棉纤维的干燥速率大大增强。 研究了微波干燥动力学模型,纤维素纤维的干燥模型可以用Page方程MR=exp(-kt~n)来表示。经回归拟合得出的方程可以用于描述棉纤维微波干燥过程中水分的变化情况。 研究了不同回潮率的纤维进行微波处理后强伸性能的变化。除了醋酸纤维素纤维,其余四种纤维在初始回潮率为0的时候,经过微波处理,纤维强度都是显著性下降的:随着初始回潮率的增大,棉纤维、粘胶、天丝的断裂伸长率有了显著性的提高,其中升高的幅度为粘胶>天丝>棉纤维,苎麻没有显著性提高;在回潮率较小的范围内,微波处理之后纤维的初始模量是增大的,随着回潮率的增大,初始模量变化不显著。 研究了微波功率与时间对纤维强伸性能的影响。对于棉,粘胶和天丝来说,在微波处理时间一定的情况下,随着微波功率的增大,纤维强度和断裂伸长率先增大,后减小。在微波处理功率一定的条件下,随着微波处理时间的延长,棉纤维、粘胶和天丝的纤维强度先上升,后下降,而苎麻只出现强度下降的数据点;随着微波时间的延长,棉和粘胶的断裂伸长率先上升,后下降,苎麻只有显著下降的数据点,而天丝只有显著上升的数据点;初始模量均先上升,后下降,但是下降后的数值也比原样的数值高。 通过SEM图观察可知,微波处理后的纤维横截面和表面形貌变得粗糙但是变化微小,苎麻和天丝表面出现细小的裂缝和断纹,棉和粘胶的表面变化比较小,醋酸纤维素纤维表面几乎没有变化。 通过X衍射分析可知,实验所提供的微波处理不会引起纤维素纤维内部晶体基本结构的变化,但是微波作用之后的棉,粘胶和天丝的结晶度以及晶粒尺寸均有下降,而且微波对于再生纤维素纤维的晶区作用比天然纤维素纤维作用强烈。 通过红外光谱分析可知,经过微波处理后棉纤维的化学组成没有改变,在3100~3600cm~(-1)。区间内两条谱线的峰形不同,说明微波处理后纤维的分子间氢键、分子内氢键发生了变化。微波处理之后的吸湿指数增大。 通过核磁共振碳谱表征分析可知,微波处理之后的结晶度要小于原样,但是由于微波处理之后的棉纤维有相当高的侧向有序指数,其在C2,3,5共振区域有更好的清晰度。X衍射和核磁共振均表明棉纤维是以纤维素I_β为主,微波处理改变了纤维素的晶型,晶型含量I_α和I_β均降低,但是比例基本保持不变,微波处理之后向次晶转化。 以干燥毛巾为例,研究了微波在纤维素纤维产业中的应用,并与传统的干燥方式进行了对比。将初始回潮率为300%的纯棉一等品毛巾分别采用微波和烘箱两种方式进行干燥,结果表明,采用微波干燥比传统烘箱干燥的耗时短,速度快,干燥后的毛巾强度和吸水性能改善。两种干燥方式对毛巾脱毛率和色牢度影响等同。 纤维素纤维的结构与性能是纤维素学科的基础性研究课题。本研究在微波一纤维素纤维作用理论的指导下,将微波应用于纤维素纤维产业上,以期为微波在纤维素纤维产业上的应用提供理论依据。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TS101

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 徐旭峰;微波强化碱处理黄麻快速脱胶工艺研究[D];华南理工大学;2011年
2 杨磊;微波强化催化降解纤维素的研究[D];河北工业大学;2011年
3 李响;低阶煤和生物质煤浆表面改性及其成浆特性研究[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯金松,李丽华,张金生;单模聚焦微波辐射合成对羟基苯甲酸正丁酯[J];辽宁石油化工大学学报;2005年02期
2 薛文良;程隆棣;李艳;;微波技术在现代纺织工业中的应用[J];纺织导报;2006年04期
3 徐卫林;微波辐照对纺织材料的加热与烘燥研究[J];纺织学报;1998年06期
4 童孟良;;微波干燥在亚麻纺织工业的应用[J];化纤与纺织技术;2006年01期
5 叶君,熊犍,苏英芝,谢国辉;微波辐照下羧甲基纤维素的制备[J];造纸科学与技术;2002年05期
6 袁海军,张钧,黄广连;微波加热与远红外加热均匀性实验研究[J];国防科技大学学报;1998年03期
7 夏建慧,姚熹,丁士华,王冠;NaCl晶体结构的ε_r计算[J];物理与工程;2002年05期
8 陈燕,陈羽白,周学成;荔枝微波干燥的试验研究[J];中国农机化;2003年05期
9 夏敏,程琼;微波加速法合成3-氰基香豆素[J];染料工业;1999年04期
10 李永红;李跃明;沈玲;;微波促进有机反应原理及微波有机合成仪[J];化工技术与开发;2006年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕生华,王结良,何洋,梁国正,陈成泗;UHMWPE纤维高强度绳索的研究[J];工程塑料应用;2003年06期
2 徐珍珍,许德生;苎麻竹纤维功能性纺织面料研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
3 袁惠芬;王旭;;混纺纱线中化纤最优长度的讨论[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
4 李建;毕松梅;;一点法分析壳聚糖特性粘度偏差值的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期
5 徐珍珍;梁惠娥;;涤纶仿真丝面料的开发及其服用性能探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
6 陈香琳;;基于LabVIEW开发的工程机械虚拟仪表[J];安徽建筑;2010年03期
7 段智英;杨致荣;;氦氖激光对营养液和蒸馏水电导率的影响[J];安徽农业科学;2009年06期
8 李文;潘家祯;许洪朋;;木质纤维素类生物质转化生物乙醇预处理B2B工艺的发展研究[J];安徽农业科学;2009年07期
9 李建国;杨薇;黄小丽;王婵;;微波干燥自动控制系统[J];安徽农业科学;2009年07期
10 高雅琴;王宏博;梁丽娜;常玉兰;李维红;席斌;郭天芬;;蓝狐、水貂和獭兔的毛纤维显微结构观察[J];安徽农业科学;2009年31期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱德泉;蒋德云;王继先;周杰敏;;微波干燥对小麦品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 展义臻;;纺织品物理生态染色技术[A];“科德杯”第六届全国染整节能减排新技术研讨会论文集[C];2011年
3 郝龙云;蔡玉青;;棉/毛混纺织物耐久压烫整理与活性染料染色同浴工艺研究[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
4 王显方;;水溶性平行纺柔体纱生产工艺探讨[A];第十七届全国花式纱线及其织物技术进步研讨会论文集[C];2011年
5 王显方;姚海伟;;包芯柔体纱棉织物性能分析及产品开发[A];第十七届全国花式纱线及其织物技术进步研讨会论文集[C];2011年
6 崔瑞芳;马晓虹;吕悦慈;;大豆蛋白纤维产品开发及性能分析[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
7 李毓陵;陈旭炜;余旺苗;;远红外织物保暖功效表征的研究[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
8 王东;高山;耿向阳;王新;曹忠雷;齐宏进;;磁控溅射法制备防水透气织物的应用性能研究[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
9 李波;;腈氯纶阻燃织物的开发及应用[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
10 董艺;;芳纶/晴纶混纺阻燃纱线的生产实践[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李丽;湿热地区降雨对墙体传热的影响研究[D];华南理工大学;2010年
3 张春红;废纸二次纤维氰乙基化改性及制备复合材料的研究[D];昆明理工大学;2009年
4 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
5 罗锦;PTT/PET并列复合纤维的自卷曲结构及其性能[D];东华大学;2010年
6 陈四海;PET/PTT自卷曲纤维双组分配置、热处理及其结构性能分析[D];东华大学;2010年
7 赵雪;微波对羊毛微结构的影响及其在染整加工中的应用研究[D];东华大学;2010年
8 杨梅;准分子紫外辐射对纺织品的表面改性[D];东华大学;2010年
9 张金秋;大麻纤维的形态、结构与吸湿性能及其成纱品质的研究[D];东华大学;2010年
10 陈红燕;竹条/乙烯基酯复合材料的界面吸湿性能及界面性能的AFM表征[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周琦;咸干花生微波焙烤工艺研究与品质评价[D];华中农业大学;2010年
2 吴楠楠;亚麻/竹纤维功能性面料的开发[D];安徽工程大学;2010年
3 张传晖;煤矿架空乘人装置的系统研究[D];山东科技大学;2010年
4 狄东晗;矿井风机监控保护系统研究[D];山东科技大学;2010年
5 王坤;液体粘性传动研究及应用[D];山东科技大学;2010年
6 宋金壮;白光LED用不同光色发光材料的研究[D];长春理工大学;2010年
7 李昌垒;抗熔滴涤纶纤维的研究[D];浙江理工大学;2009年
8 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
9 张声诚;相变调温混纺纱的制备及其织物性能研究[D];浙江理工大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫军;冯连勋;;蒸汽爆破技术的研究[J];现代农业科技;2009年11期
2 杜兆芳,曹建飞,方木胜;黄麻酶脱胶工艺研究[J];安徽农业大学学报;2005年01期
3 张长安,张林文,张一甫,曾竟成;短切麻纤维无纺针刺毡的制备研究[J];玻璃钢/复合材料;2004年05期
4 姜锋;马丁;包信和;;酸性离子液中纤维素的水解[J];催化学报;2009年04期
5 刘丽妍,王瑞;麻纤维复合材料及其应用[J];产业用纺织品;2004年02期
6 郑来久,刘剑宇;黄红麻微生物脱胶影响因素及机理研究[J];东华大学学报(自然科学版);2004年03期
7 陈琼华;于伟东;;黄麻和红麻单纤维的形态及特征[J];东华大学学报(自然科学版);2007年02期
8 李沅,孙衍宁,班卫平;纤维素在酸及酶催化作用下的降解特性[J];大连轻工业学院学报;2000年03期
9 杨秉耀;陈新芳;刘向东;郭海滨;;水稻不同品种叶表面硅质细胞的扫描电镜观察[J];电子显微学报;2006年02期
10 郭振库,金钦汉;微波萃取技术[J];分析科学学报;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 朱圣东;微波技术用于植物纤维素原料生产酒精的研究[D];华中农业大学;2005年
2 曲丽君;大麻机械脱胶与碱氧法脱胶研究[D];东华大学;2005年
3 黄铭;微波与颗粒物质相互作用的机理及应用研究[D];昆明理工大学;2006年
4 宋文路;基因改造和驯化细菌利用水葫芦发酵联产氢气和甲烷的机理研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 管云玲;大麻碱氧一浴一步法短流程脱胶漂白新工艺研究[D];青岛大学;2003年
2 杨英贤;罗布麻超声波脱胶工艺研究[D];青岛大学;2006年
3 刘陶;麻丝非织造布农用地膜的研制与性能研究[D];安徽农业大学;2006年
4 桂斌;新型高效水煤浆添加剂的研究[D];浙江大学;2006年
5 李珊珊;精细水煤浆的颗粒孔隙、成浆及燃烧机理研究[D];浙江大学;2006年
6 徐蓓蕾;黄麻纤维精细化改性和可纺性能研究[D];东华大学;2007年
7 刘彩芳;水煤浆添加剂及工业废液与煤种的适配规律研究[D];浙江大学;2007年
8 潘晓辉;微波预处理玉米秸秆的工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 唐义勇;国产与孟加拉黄麻微观结构和化学性能初探[D];东华大学;2009年
10 何晓红;黄麻纤维的生物法精细化技术研究[D];东华大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 云振新;微波传感器及其应用[J];半导体技术;1994年05期
2 胡建人;微波快速烘干硅胶的生产工艺研究[J];包装工程;1999年01期
3 王涛,石林锁,陈新社,李亚奇;多谐振荡器在湿度测量中的应用[J];传感器技术;2003年09期
4 王世杰,隋修武,何平,张立儒;一种抗强电磁场干扰的温度传感器[J];传感器技术;1996年01期
5 杨水金,梁永光,孙聚堂;对羟基苯甲酸酯的合成[J];稀有金属材料与工程;2003年12期
6 时维春 ,李好信;木材介电系数与含水率的关系——木材介电系数混合规则[J];东北林学院学报;1984年04期
7 朱建华;微波介电加热及其在化学中的应用[J];大学化学;1998年06期
8 熊犍,叶君,梁文芷,彭纪南;绿色革命中纤维素科学的战略地位[J];大自然探索;1998年02期
9 梁昌洪,谢拥军;谐振腔法测量复介电常数样品的精确变分分析[J];电子科学学刊;1993年01期
10 侯金松,李丽华,张金生;单模聚焦微波辐射合成对羟基苯甲酸正丁酯[J];辽宁石油化工大学学报;2005年02期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 科技部部长徐冠华;[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗军;微波促进卤素交换氟化反应研究[D];南京理工大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石晓敏;丁雪梅;吴雄英;于冬燕;;棉/纤维素纤维混纺比检测中棉纤维面积折算系数的研究[J];中国纤检;2007年12期
2 H.Struszcyk,王珏;纤维素纤维的工艺现状和发展前景[J];国外纺织技术;1998年01期
3 冯有容;Tencel纤维染色性能研究[J];染料工业;1996年04期
4 ;NaOH/H_2O系纤维素纤维的研究[J];福建轻纺;2000年07期
5 蔡玉兰;王东伟;;天然竹纤维的固态核磁共振谱表征[J];纤维素科学与技术;2009年01期
6 何建新;王善元;;天然纤维素的核磁共振碳谱表征[J];纺织学报;2008年05期
7 张魁城;纤维素纤维的改性整理[J];天津纺织科技;2002年02期
8 唐莹莹;陈华君;潘志娟;;纤维素纤维在活性污泥中的生物降解性[J];纺织学报;2010年09期
9 G.Sames,陈廷;纤维素纤维在非织造布中的应用[J];国际纺织导报;1998年03期
10 H.Liickert ,惠捷;非粘胶法工艺生产纤维素纤维的技术进展[J];国外纺织技术;1994年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;松堆丝光工艺的理论与实践[A];徐谷仓论文精选[C];2008年
2 孙戒;王彬;张琦伟;汪海波;;纤维素纤维长碳链季铵盐交联改性及其染色性能[A];第七届全国染色学术研讨会论文集[C];2009年
3 奚道荣;何鹰;;果胶酶在棉织物前处理中的应用[A];2009全国染整行业节能减排新技术研讨会论文集[C];2009年
4 奚道荣;何鹰;;果胶酶在棉织物前处理中的应用[A];康地恩杯第八届全国染整前处理学术研讨会论文集[C];2009年
5 潘笑娟;林鹤鸣;;纤维素纤维用活性染料的染色性能研究[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
6 王洪海;;Tencel/棉高支高密织物前处理工艺[A];康地恩杯第八届全国染整前处理学术研讨会论文集[C];2009年
7 马晓辉;邹小祥;吴琼;;HFJA506紧密纺加工纤维素纤维纱生产实践[A];“同和杯”2008年全国紧密纺纱技术开发应用研讨会论文集[C];2008年
8 黄雷;赵青;刘国平;;纤维素纤维在某大型地下结构工程裂缝控制中的应用研究[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年
9 ;高效环保节能的练染—浴助剂[A];2009全国染整行业节能减排新技术研讨会论文集[C];2009年
10 杨序纲;孙文奇;;纤维素纤维的拉伸断裂行为[A];第五次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1988年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 洪峰;德国汉高巨资收购熊猫粘胶[N];中华建筑报;2004年
2 本报记者 顾鑫;成本推动价格上涨[N];中国证券报;2009年
3 李宇鹏;粘胶短纤:价格一路飙升[N];中国纺织报;2007年
4 李玉亭;粘胶企业酝酿小幅提价[N];证券时报;2007年
5 记者 葛明;张新实到翔盛粘胶等企业调研[N];宿迁日报;2011年
6 赵文;防水材料粘胶“新一代”六大部委推广“冷处理”[N];中华建筑报;2003年
7 本报记者 杨复强;全力打造行业领先品牌[N];中国房地产报;2004年
8 易建华 李秉成 何剑 庞湘颜;东风分公司成功试制出恒粘胶[N];云南经济日报;2007年
9 武汉新兰德 余凯;价格再创新高 粘胶行业机会再现[N];证券时报;2007年
10 记者 徐玉海;山东海龙两新项目建成投产[N];中国证券报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张丽;微波对纤维素纤维结构与性能的影响及应用研究[D];东华大学;2008年
2 许云辉;选择性氧化法制备环境友好型功能棉纤维研究[D];苏州大学;2006年
3 吕家华;纤维素酶对纤维素纤维的作用[D];东华大学;2003年
4 朱勇清;棉纤维优先表达ABC转运蛋白的初步研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
5 程博闻;环境友好型阻燃纤维素纤维的研究[D];天津工业大学;2003年
6 潘颖;莲纤维的结构与性能研究[D];东华大学;2011年
7 肖金秋;含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色研究[D];大连理工大学;2008年
8 逄奉建;共混粘胶的粘弹性及其纤维的成形结构和性能[D];东华大学;2002年
9 朱圣东;微波技术用于植物纤维素原料生产酒精的研究[D];华中农业大学;2005年
10 张宏伟;棉纤维HVI测试性能与转杯纱强力之间关系的研究[D];中国纺织大学;1996年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 全凤玉;阻燃粘胶的制备及性能研究[D];青岛大学;2003年
2 刘迤涓;经济全球化背景下提高我国粘胶纤维业竞争力的思考——以粘胶长丝为例[D];南京理工大学;2002年
3 邵阿娟;膨胀型阻燃剂整理棉的工艺及阻燃棉的性能研究[D];苏州大学;2007年
4 韩其亮;溶解法鉴别纤维素纤维研究[D];北京服装学院;2010年
5 卓文明;新型棉用耐久阻燃整理剂的合成及应用[D];东华大学;2009年
6 张慧;粘胶纤维生产废气治理技术的研究[D];湘潭大学;2003年
7 许长海;竹纤维染色性能与理论研究[D];青岛大学;2004年
8 居静霞;棉纱的碱处理及其纳米载银工艺研究[D];苏州大学;2006年
9 韩晓建;功能性纺织纤维的结构测试与性能分析[D];安徽农业大学;2002年
10 邵夏兰;棉纤维活性染色中无机盐代用品研究[D];东华大学;2012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