液氨处理对亚麻纤维结构与织物性能的影响.pdf
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1、第2 9 卷第6 期 2 0 0 8 年6 月 纺织学报 J o u m a lo f1 1 e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 6 J u n 2 0 0 8 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 “2 0 0 8 ) 0 6 一0 0 6 8 0 5 液氨处理对亚麻纤维结构与织物性能的影响 张华1 2 ,冯家好3 ,李俊3 ,张建春2 ( 1 东华大学纺织学院,上海2 0 1 6 2 0 ;2 总后勤部军需装备研究所,北京1 0 0 0 8 8 ; 3 东华大学服装学院,上海2 0 0 0 5 1 ) 摘要为提高膨化处理在亚麻织物整理过程中的应用
2、效果,观察并测定不同工艺处理后亚麻纤维的红外光谱、 结晶结构、吸湿率、染色及其织物物理机械性能的变化。实验结果表明:不同膨化处理对亚麻纤维素的化学组成成 分没有明显的影响;烧碱处理能够引起亚麻纤维结晶度的减小,液氨处理也能破坏纤维的结晶结构,使其结晶度下 降;烧碱,液氨处理后亚麻织物的吸湿率和平衡上染百分率分别增加了1 9 0 8 和1 2 6 l ;烧碱液氨处理后亚麻织 物的抗弯刚度、折皱回复角和拉伸强力等性能均好于用烧碱处理的织物。 关键词亚麻;液氨处理;碱处理;徽细结构;力学性能 中图分类号:偈1 9 5 5 1 3 文献标识码m E f f e c to fU q u i da m m
3、 o I l i at r e a t m e n to n 置i n es t r u c t l I I eo fl i n e n 6 b e ra n di t sf a b r i cp r O p e r t i e s Z H A N GH u a l 一,F E N GJ i a h a o j ,UJ u n 3 ,Z H A N GJ i a n c h u n 2 ( 1 c 0 如鲈矿f 如,D D 啦跏沁硌酊,眦,咖i2 0 1 6 2 0 ,吼i 舭; 2 丁k 口叫m n 蹴r 胁f 豇妇矿舭M 删如咖如蛳聊眦矿C I P _ M ,& 彬昭 1 0 0 0 8
4、8 ,c 打m ; 3 I l i 慨如如蹴,踟嘞眦妇函螂沿,抛,泓越2 0 0 0 5 l ,蕊厶珏) A b s t r 锄c tF o re n h a n c i n gt h ee f to fl i q u i d 帅m o n i aa n ds o d i u mh y d m x i d es w e U i n gt r e a t m e n to fl i n e nf a b r i c , i r I f h 陀ds p e c t m ,c r y s 谊I l i n es t r u c t u r e ,r i s t u I e 弛g a i n ,d y
5、 e i n gp m p e n i e sa n dm e c h a n i c a Jp m p e r t i e s0 fl i n e n f a b r i c st r i e a t e db yd i f 玷m n ts w e l l i n gp r o c e s s e sw e r em e 鹊u r e d hi sf o u n dt h a tn os i g n i f i c 肌tc h a n g e se x h i b “i n t h ec h e I I l i c a ls t m c t u r eo ft h el i n e nf i
6、 b e r st r e a t e db yd i f k r e n ts w e l l i n gp r o c e s s e s H o w e y e r ,c r y s t a l l i n i t yw 船 d e c r e a s e dn o to n l yb yt l l eN a 0 Ht r e a t m e n tb u ta l s ob yt h eN H 3t r e a t m e n t ,e s p e c i a l l yb yt h el a t t e r M o i s t u r e r e g a i n 舳de q u i
7、l i b r i u md y e i n gr a t e0 ft h e 讪r i ct r e a t e db yN a O H N H 3w e r ei n c f e 8 s e d1 9 0 8 跚d1 2 6 l r e s p e c i v e l y N a O H N H 3t 弛a t e dl i n e nf 如r i ch a sb e t t e rc a n t i l e v e rb e n d i n gs t i 踟e s s ,c r e a s eD e c o v e r ) r ,t e n s i l e s t r e n g t h
8、a n do t h e rm e c h a n i c a lp r o p e r t i e st h a nt h em e r ;c e r i z e d “n e nf a b r i c 1 【e yw o r d sl i n e n ;l i q u i d 锄m o n i at r e 砒m e n t ;c a u s t i cm e r c e r i z a t i o n ;f i n es t m c t u r e ;m e c h a n i c a lp m p e r t i y 亚麻织物因其具有吸湿散热快,挺括自然,防紫 外线,穿着舒适凉爽等性能
9、而为人们所青睐,但是亚 麻织物上色率低,染色时易出现不匀不透,手感粗 糙,耐皱性差,难以满足消费者的要求。研发人员试 图通过交织、混纺和印染后整理等手段来改善织物 性能。实验表明烧碱丝光处理能够消除前处理折 痕,提高亚麻织物的染色深度和艳度等。1 。液氨 处理能够提高麻织物的折皱回复角、尺寸稳定性以 及免烫指数等服用性能J 1 。虽然已有关于液氨或 烧碱处理后亚麻纤维微观结构及性能研究方面的相 关报道,但是对亚麻织物进行烧碱和液氨联合处理 的研究鲜见报道。为此,本文测试了液氨或烧碱处 理后亚麻纤维的红外光谱、吸湿率、保水率及其染色 性能的变化,研究了不同膨化处理对亚麻纤维微观 结构的作用机制,
10、并分析了烧碱,液氨联合处理后亚 麻织物染色性能、外观形态及力学性能的变化,以期 收稿日期:2 0 0 7 一c r 7 2 2 修回日期:2 0 0 8 0 2 2 7 作者简介:张华( 1 9 6 9 一) ,男,工程师,博士生。研究方向为纺织材料和纺织品的研发。E m a i l :8 t h 眦 2 6 3 n e t 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第6 期张华等:液氨处理对亚麻纤维结构与织物性能的影响 6 9 找到合适的整理方法来提高
11、亚麻织物的服用性能。 1实验部分 1 1 材料与化学试剂 实验用织物( 纱线线密度7 2t e x ,经纬密度 2 2 8 根1 0c m 1 9 7 根1 0c m ) 为亚麻平纹漂白半制 品( 浙江汇丽印染整理有限公司) 。 液氨、氢氧化钠( 工业用烧碱) 、盐酸( 分析纯) 、 直接大红( 锡利B N ,C i b a 公司) 、元明粉。 1 2 实验方法 将亚麻织物带张力浸入2 0 氢氧化钠溶液中, 室温下处理5m i n ;热水( 7 0 一8 0 ) 洗5m i n ,洗2 次; 从丝光架上取下织物,温水洗;盐酸( 2 L ) 中和处 理5I I l i n ( 浴比1 :2 0
12、) ,充分水洗至中性,晾干。 将亚麻织物带张力浸泡在液氨溶液中处理 lm i n ,热水( 7 0 一8 0 ) 洗5I l l i n ,洗2 次,从丝光架上 取下试样,温水洗,盐酸( 1g L ) 中和处理5I I l i n ,充 分水洗至中性,晾干。 1 3 测试方法 1 3 1 红外光谱分析 采用P e r k i nE l 眦r 傅里叶变换红外光谱分析仪 进行红外光谱扫描。测试条件:反射角4 5 。,扫描次 数1 6 次,分辨率1c m 。 1 3 2X 射线衍射分析 采用x 射线衍射仪( 日本理学R I G A K u D M A x B 型) 进行纤维结晶结构的测试。测试条件为
13、: C u 靶,A = 0 1 5 40 6n m ,电压4 0k v 。电流4 0l n A 。样 品的结晶度通过分峰法计算。 1 3 3 吸湿率与保水率测定 将试样浸泡到蒸馏水中( 浴比l :2 0 ) 2 4h ,然后 离心脱水( 30 0 0r l l l i n ) 处理3l I l i n 后测得质量驴,。 再将试样放到湿度为6 5 的环境中,静置2 4h 后测 得质量职,最后于1 0 5 干燥3h 后测得质量甄。 分别按式( 1 ) 、( 2 ) 计算得到织物的吸湿率和保水率, 求5 次平均值。 吸湿率= 保水率: 掣1 0 0 甄。 掣1 0 0 甄 “ ( 2 ) 1 3 4
14、 上染百分率测试 将织物浸到8 0 染浴( 染料2 0 0t ,l g ,L ,元明粉 4g ,L ,浴比l :5 0 ) 中,取染色残液l Om L ,稀释至 1 0 0r I l L 后用7 2 2 型分光光度计测其最大吸收波长下 的吸光度,再根据式( 3 ) 分别计算各时间点所对应的 上染百分率。 上染百分率= ( 1 一砉) 1 0 0 ( 3 ) 式中:A ,为不同时间所取残液的吸光度;A 。为空白 染浴的吸光度。 1 3 5 物理机械性能测试 抗弯刚度按照文献 9 介绍的方法进行测试。 折皱回复角按照G B3 8 1 9 1 9 9 7 纺织品折痕回复性 的测定一回复角法中的垂直法
15、进行测试。撕破强 力按照G B ,T3 9 1 7 2 进行测试。拉伸强力按照G B T 3 9 2 3 1 进行测试。 2 实验结果与讨论 2 1红外光谱 膨化处理前后亚麻纤维的红外光谱曲线如图1 所示。可看出,亚麻纤维中肛葡萄糖苷键的特征峰 ( 8 s r 7c m 一处) 没有发生变化,这表明液氨处理对纤维 素的化学组成没有明显的影响。经液氨或烧碱处理 后,亚麻纤维( 沪H 缔合光带) 特征峰l1 1 3c m “处的 吸收值都减小了。发生变化的还有34 5 0 。34 0 0c m 一 处的吸收峰( 旷H 伸缩振动峰) ,28 9 9c m 叫处的吸收 峰( C H 伸缩振动峰) ,l
16、6 3 6c m 一处的吸收峰( 属于 吸附水的卜H 振动峰) ,l4 2 9 及l3 7 2c m 1 处的吸收 峰( C H 弯曲振动峰) 。 4 0 0 035 0 030 0 02S 0 02 I ) 0 0l5 加10 0 0 5 0 0 渡敦c m 一1 注:8 一未处理:b 一液氨处理;c 一烧碱处理。 图l亚麻纤维的红外光谱图 F i g 1 嫩黜d8 p e e l l ao f l i 咖6 b e 璐 N e l s o n 和O C o n n o r 【1 0 。1 2 1 提出用结晶指数表征 混合纤维素纤维结晶度的高低,计算结果列于表l 中。可以看出:经膨化处理后,
17、亚麻纤维的结晶度都 有一定的下降,尤其是液氨处理的亚麻;亚麻纤维的 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 7 0 纺织学报第2 9 卷 结晶指数与依据x 射线衍射曲线图计算得到的结 晶度的变化规律是一致的。 表l 亚麻纤维的结晶度、结晶指数及晶型 T a b 1 C r y s t a I l i I l i t y 。c r y s t a m 呻i n d e x 粕dc r y s 协m 眦 s t r u c t u r eo fn I 陀n 疗
18、b e r s 2 2结晶结构 液氨或烧碱以不同历程对纤维进行膨化作 用引,液氨作用形成氢键合成物而烧碱则生成钠纤 维素,在氨中的氮原子因存在着未共享的电子对,因 此能与纤维素中的O H 进行作用,结果以0 H N 取代O H O 而形成润膨合成物,当用水把氨去除 时,此合成物便被分解。相反,在水相的烧碱溶液中 N a + 取代一O H 基团中离子化的H + 而形成稳定的化 合物。无论是氨纤维素合成物或钠纤维素化合物, 当试剂被去除时,纤维素I 便会发生点阵的变化,所 以经液氨或烧碱处理后,亚麻纤维的结晶结构都会 发生较大的变化,如图2 所示。 1 01 21 41 61 82 02 22 4
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