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黄麻纤维精细化及其染整深加工研究

王维明  
【摘要】:黄麻是一种天然可再生纤维素纤维,具有与苎麻、亚麻等麻类纤维一样的优良特性和独特风格,如凉爽、透气、舒适和优良的吸放湿性,且可生物降解。但黄麻纤维素含量低,手感粗硬,刚度大,抱合力差,不适合纺纱。所以,黄麻纤维传统上主要用于制作麻袋、绳索、包装材料和粗麻布等。近年来,经过科研工作者的共同努力,虽然较大程度地改善了黄麻纤维的可纺性,但黄麻纱线支数仍然很低,仅能满足室内装饰品、地毯等纺织品的要求,还不能用于生产服用纺织品。此外,黄麻及其混纺织物存在易泛黄和易起皱等缺陷,且染深色性较差。因此,本论文就黄麻纤维的精细化和染整深加工进行研究。 本论文首先研究了黄麻纤维的化学、生物酶及生化联合精细化技术。预浸酸可有效提高碱处理效率,添加剂的种类和用量对纤维的断裂强度、分裂度有显著影响,保险粉和过氧化氢具有互补作用,其联合漂白作用可达到亚氯酸钠漂白效果,还可提高纤维的分裂度;果胶酶和木聚糖酶具有良好的协同效应,在生物酶处理之前进行碱处理可改善精细化效果,经生化联合精细化处理,黄麻纤维中的大部分杂质已被去除,显著提高纤维的分裂度和表面光洁度。在一定处理条件下,化学精细化在提高结晶度的同时不会影响纤维的晶形结构;精细化处理对黄麻纤维的热分解性能具有一定的影响,可降低最大热分解温度。 黄麻纤维织物前处理研究是本论文的重要内容之一。首先比较了酸退浆、碱退浆、氧化剂退浆和生物酶退浆对退浆率的影响,发现苏红退浆酶2000L有较高的退浆效率。在酶处理之前进行热水预处理可提高退浆效果,退浆后仅需一次热水洗涤即可获得较高的退浆率。最佳退浆工艺及流程为:预处理(渗透剂JFC 1g/L,浴比1:20,温度80℃,时间20min)→酶处理(SDL0.8g/L,渗透剂JFC 1g/L,pH值为中性,浴比1:20,70℃处理45min)→热水洗(80℃洗涤2min)。还研究了无氢氧化钠存在的条件下,低温练、漂一浴法处理技术。与常规二浴二步法相比,处理织物的失重小、断裂强力高和润湿性能优良(t<1s),但白度欠佳。白度要求较高或染浅色产品,练、漂一浴法处理后需要加一道漂白处理。练、漂一浴法的最佳整理工艺为:精练剂TA-1106ml/L,双氧水7ml/L,双氧水促活剂TA-1162ml/L,JFC 1g/L,浴比1:20,温度75℃,时间50min(TA-116添加前处理30min,添加后处理20min)。 改善和提高黄麻纤维织物的染色性能是本论文的另一个重点。论文研究了缩水甘油三甲基氯化铵(Glytac)对黄麻纤维织物的改性技术及其改性对织物染色性能的影响。黄麻纤维织物Glytac改性可进行低盐、低碱染色,降低染色温度,提高染料利用率、染色提升性、水洗色牢度和摩擦色牢度,而不会影响日晒色牢度和匀染性。最佳改性条件为:Glytac 40g/L,氢氧化钠8g/L,JFC 2g/L,浴比1:20,温度60℃,时间45min。此外,通过染色热力学和染色动力学研究得知:改性织物的吸附等温线属朗缪尔型,其吸附性能与Pseudo二级速率方程具有很好的拟合性(R~2>0.9945);活性染料染Glytac改性织物属放热反应,随着温度的升高,染料的吸附速度加快,但染料在织物上的饱和吸附值和标准亲和力减小。 本论文还研究了生物酶、柔软剂及两者结合的整理技术对黄麻纤维织物柔软性能和刺痒感的影响。生物酶和柔软剂虽然能在一定程度上改善黄麻纤维织物的柔软性和刺痒感,但不能完全消除刺痒感。而在生物酶处理后,再用柔软剂对织物进行处理,可进一步改善织物的手感,并消除织物与皮肤接触时产生的刺痒感。通过对酸性、中性和碱性纤维素酶的比较发现酸性纤维素酶Cellusoft L改善黄麻纤维织物的手感和刺痒感有很好的效果,其最佳整理工艺为:Cellusoft L 3.0%(o.w.f),JFC 2g/L,pH值4.8,浴比1:10,温度50℃,时间60min。此外,研究发现氨基硅油8040是一种较适合于黄麻纤维织物的柔软整理剂,其最优化整理工艺条件为:804015g/L,JFC 2g/L,轧余率90%,预烘温度80℃,预烘时间3.0min,焙烘温度150℃,焙烘时间3.5min。 为了提高黄麻纤维织物的形态稳定性,论文还用乙二醛做为交联剂,着重研究了催化剂、添加剂及其处理条件对整理效果的影响。氯化镁是一种效果优良的催化剂,可降低焙烘温度,但会影响断裂强力;三乙醇胺、壳聚糖和次亚磷酸钠均可在一定程度上提高断裂强力,但会影响折皱回复性;三乙醇胺、壳聚糖和次亚磷酸钠具有很好的协同作用,可在提高断裂强力的同时,减小对折皱回复角的影响;氨基硅油柔软剂有利于折皱回复性和断裂强力的提高。乙二醛整理的最佳工艺为:乙二醛60g/L,氯化镁60g/L,壳聚糖0.8g/L,次亚磷酸钠24g/L,三乙醇胺10g/L,氨基硅油804020g/L,轧余率100%,预烘温度90℃,预烘时间3min,焙烘温度140℃,焙烘时间3min。


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