竹原纖維與麻類纖維相似,具有高結晶、高取向結構的特性,因此織物存在低彈、易皺、刺癢和手感粗糙等缺點。為此,人們對纖維改性進行了大量的研究工作,其中以堿處理研究最為廣泛,并已應用于生產。竹原纖維的微觀和形態結構與麻類纖維有一定的差異,堿處理后的結構與性能也不同。
本試驗采用NaOH處理和乙二醛交聯改性,對竹原纖維紗線結構與性能進行研究,希望通過堿處理來減少紗線因交聯造成的強度損失,并擴大纖維的可及區域,提高乙二醛與纖維的交聯程度;或降低纖維和紗線問的內應力,使乙二醛能均勻分散在纖維內部以促進交聯效果,均勻分散負荷,以期在提高竹原纖維折皺彈性的同時,有效降低紗線強度的損失。
1試驗
1.1材料及試劑
材料18.2 tex竹原纖維紗線(湖南株州雪松公司,用丙酮萃取24 h后再用去離子水清洗lO次,在50℃條件下干燥備用)
試劑NaOH(分析純,國藥集團化學試劑有限公司);C2H2O2(天津膊迪化工公司);MgCl2?6H2O、檸檬酸(分析純,天津市福晨化學試劑廠);CuSO4(分析純,國藥集團化學試劑公司);ZnSO4(分析純,天津科密歐化學試劑開發中心);H2SO4、JFC、Na2CO3。
1.2紗線處理
1.2.1堿處理
松式堿處理將絞紗浸入以去離子水配成的NaOH溶液中,于室溫(20℃)條件下處理20 min,然后用質量分數為2%的H2sO4溶液(zn2+,Mg2+)中和15 min,再用去離子水充分洗滌,最后在室溫下晾干。
張力堿處理將絞紗繞在鋼絲框上,以防止紗線收縮。其它處理同上。
1.2.2交聯
室溫下將絞紗于交聯劑溶液中浸漬5 min。交聯劑溶液由質量分數為2.5%60 g/L的乙二醛溶液與氯化鎂/檸檬酸催化劑,以及質量分數為l%的Jfc混合而成。將經交聯劑浸泡的絞紗取出擠干后,在50℃下干燥10 min,然后于160℃焙烘3 min;再用5 g/L Na2C03溶液在50℃下沖洗5 m
1.3 X衍射譜測試
Ultima3型x衍射儀(日本理學公司),測試條件:Cu—Kct射線,電壓40 kV,電流40 mA,測角器轉速5°/min,20為5°一45°。
纖維的結晶度使用MDI jade7.0分峰,將無定形區散射與各晶面的衍射峰分開,根據各晶峰的面積可算出結晶度。
纖維堿處理后,纖維素Ⅱ的含量計算方法見文獻。
1.4紅外光譜測試
用TENSOR 27 Spectrometer(BRUKER)測試改性前后的竹原纖維紗線紅外光譜,掃描32次。
1.5掃描電鏡測試
通過液氮脆斷,用Quanta 200(荷蘭FEI公司)觀察纖維的斷面。
1.6紗線回潮率的測試
20(℃、濕度65%條件下,對各紗線稱重(W1),將其烘干(105℃)至恒重(W2),按下式計算回潮率:
1.7紗線機械性能的測試
參照GB/T 3923.1—1997《紡織品織物拉仲性能第l部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》,采用YG021T型電子單紗強力機,每試樣測50次,取平均值。測試條件:拉伸速度500 mm/min,夾持長度500 mm,預加張力20 cN,(65%±2%)RH,(20±2)℃。2結果與討論
2.1 X衍射分析
竹原纖維紗線經不同濃度NaOH松式處理和張力處理后的XRD圖譜如圖1、2所示。
圖1竹原纖維紗線松式堿處理的XRD圖譜

圖2竹原纖維紗線張力堿處理的XRD圖譜

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