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山羊绒拉伸细化工艺及机理的研究

李立明  
【摘要】: 山羊绒是一种珍稀而昂贵的特种动物纤维,但是由于其本身的特点如长度偏短,卷曲偏多、偏深给加工带来了实际的困难。如能对山羊绒纤维施加一定的作用如拉伸,不仅可以使纤维变长,改善其卷曲,还能使纤维进一步变细。经过拉伸改性后的纤维不仅有利于后续加工的进行,而且能够充分利用有限的山羊绒资源、提升原料的价值。 由于山羊绒纤维与羊毛纤维存在较大相似性,而羊毛拉伸细化技术比较成熟。本文就是利用羊毛拉伸细化技术为基础,来研究山羊绒拉伸细化的工艺与机理。但是山羊绒与羊毛毕竟存在不同,故各种适用于羊毛拉伸的条件在进行山羊绒纤维拉伸细化时必须重新选择。 山羊绒拉伸细化工艺主要包括拉伸前的预处理工艺以及拉伸时的各种工艺参数的确定。山羊绒拉伸细化预处理溶液是按照专利选择的。拉伸前的预处理工艺(因素)主要包括溶液浓度、溶液温度、浸渍时间的确定。上述三个因素各自又有不同的水平,文中利用正交设计试验来选择因素的水平。试验好坏的评判是将从经过不同预处理的柬纤维中随机抽取单纤维并做拉伸试验,最好根据断裂强力、断裂伸长以及拉伸比应力来确定因子水平。 经过预处理溶液处理的束纤维再经过拉伸仪的拉伸可得细化山羊绒纤维。在拉伸时也必须确定拉伸的各种工艺参数,如束纤维捻度、握持隔距以及拉伸速度等。在确定束纤维捻度时是将束纤维加不同捻度,然后在不同的拉伸率以及拉伸速度下得到不同的拉伸曲线。比较各曲线,根据应力最小和屈服区最长的原则确定最佳捻度。同样在确定握持隔距和拉伸速度时也采用上述比较拉伸曲线的方法。根据确定的拉伸参数,试验还确定经过预处理的束纤维的极限拉伸率以及拉伸细化的最优拉伸率。 本文还测试了经过上述工艺得到的细化山羊绒纤维的各种物理机械性能,包括纤维的细度、长度和卷曲、鳞片和摩擦性能、拉伸性能以及沸水收缩率。通过上述测试可以得到细化山羊绒纤维的一些性能下降了,但是一些有利于山羊绒加工与利用的性能如长度、卷曲和细度都有不同程度的提升。这些提升正是山羊绒纤维细化改性的目的。但是也应尽量减小纤维其它性能的损伤。 在研究山羊绒拉伸细化机理时,本文从拉伸前后纤维的红外光谱、纤维切片TEM照片以及X衍射结晶度分析几个方面来分析了纤维中由a螺旋向β折叠转变。从实验结果看,经过拉伸后的纤维中存在a螺旋向β折叠的转变。但是只能定性说明存在a螺旋向β折叠的转变而无法定量说明。本文也认为山羊绒拉伸细化机理与羊毛拉伸细化机理一样也是拉伸使纤维中发生了a螺旋链向β折叠链的转变并使β折叠链固定下来。


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