亚麻纤维改性技术研究进展
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改善亚麻织物服用性能的碱改性整理亚麻是一种独特的纤维,它具有优良的柔韧性、蓬松性和抗菌性,是可靠的生态环境友好型纤维素。
然而,与其他传统纤维类型相比,亚麻在服用性能上略有不足,这成为目前造纺行业中需要解决的关键问题之一。
为了改善亚麻织物的服用性能,经过多年的研究,目前已经开发出碱改性整理的技术。
碱改性整理是一种改善亚麻织物服用性能的制备技术,是一种纤维改性技术,通过控制亚麻纤维表面特征,在纤维表面加以改性,扩大短纤维之间的磨擦,增加表面摩擦力,从而改善亚麻织物的服用性能。
它主要使用碱性活性物质,如硝酸钠、柠檬酸、酶等,作用在亚麻纤维上,让纤维表面产生一层碱层,从而改变纤维表面的物理性质,使之具有更强的吸水性、柔韧性和表面摩擦力。
碱改性整理的技术具有以下几个优点。
首先,它改善了亚麻的服用性能,使亚麻具有更强的吸水性、柔韧性和表面摩擦力,这有利于提高产品质量,吸引更多消费者。
其次,它对纤维表面产生的改性是临时的,只要不暴露在高温高湿环境中,其改性效果便可以保持一段时间。
而且,碱改性整理过程中不会涉及有毒物质,是一种生态环境友好型技术,能够保证人们在穿着亚麻织物时不会受到二次污染。
目前,碱改性整理技术在改善亚麻织物服用性能方面已经取得了一定的成功,但其发展还存在一些技术问题需要解决。
首先,碱改性整理过程中可能会造成亚麻织物变色,使它们看起来并不十分美观,影响服装的美观度。
其次,碱改性整理过程可能会降低亚麻纤维的强度,使其易受到磨损。
因此,研发出能够满足人类服装需求的低污染、服用性优良的亚麻织物改性技术,仍然是行业面临的一项挑战。
为了改善亚麻织物的服用性能,碱改性整理技术的应用显得尤为重要。
目前,该技术已经取得了一定的成功,但其发展仍然存在一些技术问题需要解决。
今后,造纺行业将继续加大对芳纶面料碱改性整理技术的研究,尝试开发出更好、更高效的技术,从而推动亚麻织物服用性能的提高,为人们提供更好的服装体验。
改善亚麻织物服用性能的碱改性整理亚麻织物是一种被广泛应用的面料,以其质地轻质、柔软、通风、耐洗的优点著称。
在服装设计,裁剪,缝制等生产过程中,亚麻织物的使用被深入到家纺,运动服等方面。
但由于亚麻织物的细小纤维特性,使它的服用性能较差,存在容易发生起皱,耐磨性弱,干洗性能较差等缺点。
为了改善亚麻织物的服用性能,近年来,研究者提出了一种新颖的方法:碱改性整理。
碱改性整理是一种将细小纤维以化学反应优化的方法。
它主要是通过引入碱整理剂来使纤维发生化学反应,达到改善纤维的服用性能的目的。
碱改性整理的主要步骤是:先将细小纤维料进行碱处理,然后放入合适的提理液中提理,最后再经过烘干,最终得到改性整理后的亚麻织物。
碱改性整理可以改善亚麻织物的服用性,如增加纤维的耐磨性,增强纤维的弹性,减少纤维的起皱率,提高纤维的干洗性能,使织物更加丰满、柔软及其穿着舒适度。
另外,碱改性整理还可以改善亚麻织物的力学性能,使其在拉伸、压缩等方面有良好的服用性。
此外,它还可以提高织物色牢度,增加纤维的吸湿性和透气性,抗菌性能也得到改善。
它在服装设计,裁剪,缝制等方面也能发挥很好的效果,使服装更加美观富以丰富的外观。
碱改性整理是一种新颖的改善亚麻织物服用性能的方法,它的应用可以提高亚麻织物的服用性,使其成为时尚服装的理想材料,也可以提高亚麻织物的柔软度、光滑度、耐磨性、耐洗性等等,使其可以更好的服务于家纺,运动服等行业。
碱改性整理对于改善亚麻织物服用性有着重要的作用,它能改善柔韧性,改善服用性,提高弹性,使布料可以更好地传达服装设计者的原有思想,使服装有更好的外观和更加贴合人体曲线。
从以上可以看出,碱改性整理不仅可以改善亚麻织物的服用性能,而且可以改善织物的力学性能,色牢度,吸湿性,透气性,抗菌性。
碱改性整理是一种安全可靠,绿色环保的技术,是一种改善亚麻织物服用性能的高效方法,它拥有巨大的潜力和发展前景,将会在服装行业引发巨大变革。
改善亚麻织物服用性能的碱改性整理
亚麻科植物是世界上最常见的纤维植物之一,其纤维在纺织品中应用十分广泛,其服用性能也受到了消费者的高度重视。
然而,由于亚麻纤维的毛糙、内叉等原因,它的服用性能存在较大的缺陷。
因此,研究改善亚麻织物服用性能的方法,尤其是使用化学方法进行纤维改性的发展,成为当前研究的热点。
在早期的研究中,大多数改性化学剂以甲醇、乙醇、乙醛等双醇溶剂和聚乙二醇(PEG)为主要成分,但后来发现这类溶剂可能存在环
境风险。
因此,研究人员开始探索使用碱性有机溶剂作为改性剂进行纤维整理和表面改性。
碱改性能通过改变纤维表面电性,从而达到改善亚麻织物服用性能的目的。
首先,碱改性剂对亚麻纤维表面的吸收被证明可以改善表面摩擦性能。
其次,这种改性剂不容易脱水,可以有效地改善纤维的柔韧性。
此外,碱改性过程可以改变亚麻纤维表面的张力,并有效抑制衣料的缩水,从而保持衣料的良好外观。
研究表明,碱改性剂可以有效改善亚麻衣料的外观和服用性能,受到了广泛认可。
为了更好的使用碱改性剂,开发适用于不同纤维的新型改性剂,并从可持续发展的角度,从事碱改性过程中的环境影响和安全性的研究,是未来的重点工作。
总而言之,碱改性整理法不仅能够显著提高亚麻织物的服用性能,而且还可以大大减少对环境的影响,成为一种安全、可持续发展的纤维改性技术。
未来,碱改性整理法将继续发挥重要作用,在改善亚麻
织物服用性能方面发挥着重要的作用。
亚麻落麻纤维精细化改性工艺研究的开题报告一、选题背景亚麻落麻纤维是一种天然的草本纤维,具有良好的生物降解性、可再生性、可回收性和抗菌性等优点。
近年来,由于环保意识的增强和环保法律法规的实施,对天然纤维的需求和应用呈逐年增长趋势,因此亚麻落麻纤维的应用前景广阔。
然而,由于亚麻落麻纤维的表面活性差、水分敏感性较强和易腐烂,限制了其在工业上的使用。
针对亚麻落麻纤维的缺点,许多学者和企业开展了对其改性的研究,如化学改性、物理改性、生物改性等,但目前仍存在一些问题,如改性工艺繁琐、水处理成本高、改性效果不稳定等。
因此,本研究选择亚麻落麻纤维精细化改性作为研究方向,旨在探讨一种高效、经济、稳定的改性工艺,提高纤维的表面活性和机械性能,增强其在工业上的应用前景。
二、研究内容本研究将选取亚麻落麻纤维为研究对象,采用化学改性和物理改性相结合的方法,探索一种高效、经济、稳定的亚麻落麻纤维精细化改性工艺。
具体研究内容如下:1. 对亚麻落麻纤维进行表面处理,使用烷基化剂或硅烷化剂等化学试剂对纤维表面进行改性,提高其表面活性和耐水性。
2. 对表面处理后的亚麻落麻纤维进行物理改性,采用高温高压、微波辐射等方法,增强纤维的机械性能。
3. 评价改性后的亚麻落麻纤维的表面性质、机械性能和水分敏感性等性能指标,通过对比实验确定最佳改性工艺。
三、研究意义本研究将在亚麻落麻纤维的精细化改性方面进行探索和研究,可以为相应的纤维材料研究提供可行性思路和技术支持,对推动天然纤维的应用和发展有重要意义。
首先,本研究提高亚麻落麻纤维的表面活性和耐水性,可以增强其在工业上的应用灵活性和稳定性。
其次,通过物理改性方法,可以增强纤维的机械性能,提高材料的承载能力和耐磨性,进一步拓展纤维材料的应用范围。
最后,本研究的成果将为生物降解性、可再生性、可回收性等方面优于传统纤维的亚麻落麻纤维的应用和发展提供技术支持。
摘要本实验应用阳离子改性剂DMA-AC对亚麻织物进行接枝改性,采用活性染料上染改性和未改性的亚麻织物,比较它们的K/S值,并介绍了阳离子改性剂DMA-AC的作用机理,研究了染色工艺条件对接枝改性亚麻织物染色性能的影响(其中包括温度、碱剂、盐量、和染料用量的影响),并通过正交实验得出接枝改性亚麻织物染色的最优方案,即在低盐及少量染化料的染色工艺条件下染色,且通过验证实验证实经此优方案染色的亚麻织物的K/S值提高了25%,证明了活性染料染接枝改性亚麻工艺可实现提高染料的利用率,节约染化料的用量,为工厂生产降低成本,并减少了染整加工过程中对环境造成的污染,有效的实现了节能降耗,为经济环保型生产打下了良好的基础。
关键词:阳离子改性剂活性染料K/S值亚麻AbstractThis experiment carries on the stem grafting modification applicating of cationic modifying agent DMA-AC to linen textile, and uses on the reactive dyes to dye the modification and unmodified linen textile, compared with theirs K/S value, and introduced the cationic modifying agent DMA-AC action mechanism, and studies the condition of the dyeing progress to affected the stem grafting modified linen textile, including the temperature, the neutralization agent, the salty quantity, and the using amount of the dye, and obtained the excellent project of the stem grafting modified linen textile through the orthogonal experiment, namely ,dyeing in the low salt or under the dyeing technological conditions with little dye and chemical agent, which through the confirmation experiment confirmed that the dyed linen textile K/S value enhanced 25% after this superior project, and proved that the superior can enhance the ultilties of dye, saved the using amount of dye and chemical agent.This progress reduces the cost for the plant and reduced the pollution of dye in the entire process of dying and finishing which created to the environment,also realized the energy conservation and fallen consumes effectively.This excellent progress has built the good foundation for the economical environmental protection production.Key word:cationic modifying agent reactive dyes K/S value linen目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 本课题的研究意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本论文的研究内容 (2)1.4 本课题预期取得的成果 (3)第2章实验部分 (4)2.1 实验材料及药品 (4)2.2实验仪器 (4)2.3实验内容 (5)2.3.1 实验步骤 (5)2.3.2测试方法 (9)第3章实验原理 (10)3.1亚麻纤维结构越染色性能的关系 (10)3.2 亚麻接枝改性的原理 (10)3.3 活性染料染色机理 (11)第4章结果与讨论 (15)4.1阳离子改性后的亚麻织物的染色性能的变化 (15)4.1.1固色温度对染色性能的影响 (15)4.1.2盐对染色性能的影响 (17)4.1.3碱剂对染色性能的影响 (20)4.1.4 染料用量对K/S值的影响 (22)4.2染色牢度 (24)4.3正交实验与结果分析 (24)结论 (27)参考文献 (29)致谢 ...................................... 错误!未定义书签。
亚麻纤维改性技术研究进展赵 兵1,林 红2,陈宇岳2(1.苏州大学图书馆,江苏苏州 215021;2.苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021) 摘 要:亚麻纤维是一种绿色健康的可再生天然纤维,越来越受到人们的青睐。
本文从物理方法、生物技术、化学方法三方面详细地介绍了国内外亚麻纤维的改性技术,并展望了亚麻纤维的发展方向。
关键词:亚麻纤维;改性;进展中图分类号:TS195 文献标识码:A 文章编号:1009-265X (2010)05-0065-04收稿日期:2010-04-26作者简介:赵 兵(1984-),男,江苏苏州人,助理馆员,硕士,主要从事纺织材料改性研究工作。
通讯作者:陈宇岳,E 2mail :chenyy @ 由于全球环境污染的加剧以及人们日益注重健康和环保,天然绿色的纤维素纤维重新确立了重要地位,其中亚麻纤维以其优越的吸湿、散湿、降温、抗菌及抗辐射性,在“返璞归真,舒适健康”的潮流中备受青睐,越来越为广大消费者所喜爱,是21世纪最具发展潜质的功能性纺织“绿色产品”,国内外市场将会有一个较大的发展。
国内外的科技工作对亚麻纤维进行了大量深入的研究,本文对亚麻纤维的改性技术做了一个简单的总结与回顾。
1 亚麻纤维的结构与性能亚麻纤维来源于亚麻植物,是种初生韧皮纤维,与棉纤维相比具有杨氏模量高、聚合度大、单纤强力大等特点。
亚麻纤维中的半纤维素含量占30%左右,而棉纤维只有6%,亚麻纤维含有较高数量的木质素,脂腊质和果胶,棉纤维几乎不含木质素。
亚麻纤维的结晶度和取向度均比棉纤维高。
2 亚麻纤维改性技术亚麻纤维的结晶度和取向度高,难于染色。
目前,亚麻染色主要是采用加促染剂氯化钠和固色剂碳酸钠的方法,来改善亚麻纤维的染色性能,但该方法使用大量的无机盐,污水处理量大,生产成本高。
亚麻纤维主要用作夏季面料,虽然透气性好、散热快、滑爽不贴身,但由于亚麻纤维的延伸度小、初始模量高、弹性差、卷曲少、抱合力差,造成亚麻织物手感粗硬,抗皱性能差。
而且亚麻纤维聚合度大、结晶度高、模量和刚度大,纤维较粗,横截面大,因而受外力时不易弯曲。
当这种坚硬的纤维末段与皮肤接触时就会刺激神经系统,产生刺痒感。
因此可以通过改性的方法保留亚麻纤维的优点、克服其缺点,提高亚麻纤维的服用性能和使用价值。
2.1 物理方法2.1.1 低温等离子体技术近年来,等离子体技术在纺织加工中的应用日益引人注目,利用等离子体中含有的大量电子、离子、激发态的原子、分子等活性粒子来轰击材料表面时,会将能量传递给表层分子,使材料发生热蚀、交联、降解和氧化,并使材料表面产生大量的自由基或引进一些极性基团而使材料表面性能得到优化[1]。
舒蕊等[2]用空气等离子体引发亚麻后接枝丙烯酰胺,以扫描电镜和红外光谱验证了反应的发生,并且探讨了等离子体处理和接枝反应的工艺条件。
实验结果表明等离子体引发亚麻接枝丙烯酰胺后对直接染料的上染百分率有较大幅度的提高,染色牢度也有所增加。
李淳等[3]进行了不同等离子体对亚麻纤维接枝改性效果的比较,结果表明,空气等离子体的处理效果最好。
Wong K 等[4]研究了等离子体技术和生物酶制剂处理对亚麻织物结构和性能的影响。
2.1.2 超声波处理高淑珍[5]从直接染料上染亚麻织物的试验入手,初步探讨超声波在亚麻织物染色中的促进作用。
结果表明,应用超声波技术可以提高上染百分率、增大扩散系数、降低活化能。
这一方面是由于超声波的作用,使纤维无定形区的空隙和含量加大;另一方面由于超声波的作用使染料的分散程度提高,从而可以使更多的染料分子更容易地扩散进入纤维的无定形区,因此上染百分率提高,上染速率增大,匀染透染性好,以及可以实现织物的低温短时间染色等一系列的效果[6]。
Ahmed N.S.E.等[7]探讨了超声波处理对亚麻纤维活性染色染色性能的影响。
・56・2.1.3 机械方法机械方法主要包括研磨和切碎两种。
研磨法又分球磨、锤磨等。
纤维素是一种高结晶性聚合物,在研磨过程中能有效地吸收机械能而引起其形态和微细结构的改变,使结晶度下降,可及度提高。
其中球磨是最有效的预处理技术,球磨法可使纤维素结构松散,使微纤中及微纤间晶区中存在的分子间氢键断裂,从而使纤维素的水解速率和葡萄糖的最大产率都得到提高。
机械法无污染,可对纤维素进行绿色加工以提高纤维素对各种化学反应的可及度[829]。
2.1.4 蒸汽闪爆技术蒸汽闪爆技术是将一定量的纤维放入已加热到预定温度的闪爆器中,把控制在一定温度及压力的热蒸汽通入闪爆器中,保压一定时间后突然卸压,使已渗入纤维素内部的热水蒸汽分子以气流的方式从较封闭的孔隙中高速瞬间释放出来,可使纤维素内部的缠结、缠绕及紧密堆砌区得到有效的疏松、梳理,同时使纤维素分子内、分子间氢键断裂,破坏纤维材料的内外层结构,以赋予材料所希望的性能[10]。
2.2 生物技术目前,生物酶制剂主要用于提高麻纤维的柔软性处理,以提高穿着服用性能。
另有文献报道利用酶来提高亚麻纤维的染色性能[11212]。
酶是一种特殊的蛋白质,具有生物催化的功能。
使用生物酶对纤维素纤维进行生物整理,对环境无污染,节约能源,整理后的织物上不残留任何有害化学物质,是一种十分有应用前景的新方法[13]。
目前,可用于纤维素的生物酶主要有果胶酶、脂肪酶、纤维素酶等。
以纤维素酶为例,从目前的研究来看,纤维素酶至少包括3类不同性质的酶:纤维素内切酶、纤维素外切酶和纤维素二糖酶。
纤维素内切酶可以沿纤维素分子链随机的水解β-1,4-苷键。
而纤维素外切酶只能从纤维素分子链的一端(通常为非还原端)切断纤维素分子,并形成纤维二糖或葡萄糖。
纤维二糖酶的作用是将纤维二糖水解成葡萄糖。
高洁等[14]以纤维素酶对亚麻纤维酶整理工艺进行研究,探讨酶的处理温度以及时间对酶整理效果的影响。
通过实验,确定了最佳工艺条件及参数,并对酶整理后亚麻织物的白度、强力性能进行了测试,结果表明经纤维素酶整理的亚麻纤维白度、断裂强度都有所下降,但是织物的手感变的柔软,品质提高。
Ren等[15]探讨了氧化还原酶对亚麻纤维的改性作用。
Jin C等[16]研究了生物酶处理对亚麻织物的影响。
2.3 化学方法2.3.1 NaO H改性曹颖等[17]研究了碱处理时间对亚麻可纺性能指标的影响。
结果表明:亚麻落麻的木质素和果胶含量随着碱处理时间的增长而减小,失重率和细度随着碱处理时间的延长而增加,断裂强度和断裂伸长率随碱处理时间的延长出现先增大后减小的规律,处理时间的延长有利于减少超长纤维,但短绒率增大。
在尽量减少纤维损伤的前提下,提高工艺纤维的细度,把碱处理时间控制在2h以内比较合理。
曲丽君等[18]采用碱改性的方法对亚麻织物改性处理,再经水洗柔软等后整理工艺,使亚麻织物服用性能得到提高。
姜繁昌等[19]研究了亚麻纤维在不同浓度的NaO H、NaClO溶液处理后,其微细结构、双折射率和密度的变化情况。
2.3.2 尿素法改性尿素法改性[20]是一种利用尿素中的羰基与碱纤维素反应的原理对麻纤维实施改性的方法,经过尿素改性后的亚麻纤维发生溶胀,提高了其表面粗糙程度,增加了其毛效,这有利于在轧染染色过程中亚麻纤维对染液的吸附,有助于提高染料与纤维发生染色反应的几率,从而提高其轧染染色时的上染率和染色深度。
2.3.3 液氨法改性液态氨是由常温下为气体的氨冷却到-34℃所获得的液体物质。
其化学性质与水相似,粘度和表面张力均比水低,故容易渗透进入亚麻纤维内部。
液氨分子体积小,不仅可以达到亚麻纤维的无定形区,也可以到达其晶面和晶区内,形成氨2纤维素复合物,从而拆散或破坏纤维素大分子间原有的氢键网络,加剧链段运动,并使亚麻纤维的中序区逐渐向低序区和无序区转移,使纤维素大分子的取向度下降、非晶区增大,使液氨分子与亚麻纤维素分子形成结合能更强的O H-N键。
同时,非晶区面积的增大,为后续高弹交联剂的进入提供了更多的空间。
冯家好等[21]研究了液氨/交联处理后亚麻织物的服用性能,张华等[22]研究了液氨处理对亚麻纤维结构与织物性能的影响。
还有学者研究了液氨处理对亚麻纤维微细结构的影响[21223]。
2.3.4 化学接枝改性法根据亚麻纤维或织物性能上的不足,用接枝共聚或缩聚的方法实现亚麻接枝改性,引入相应的化学基团,从高分子结构与性能的关系的理论分析可・66・知,可以改善亚麻的染色性能,还可提高亚麻纤维的弹性、柔顺性、抗折皱性。
接枝改性法主要有对亚麻纤维接枝甲基丙烯酸甲酯的研究[24];对亚麻纤维进行N-羟甲基丙烯酰胺接枝及胺化改性的研究;利用环氧类季铵盐AM改性剂对亚麻纤维进行改性的研究;对亚麻纤维进行季铵基改性[25]、接枝乙烯基类单体、接枝甲基丙烯酸甲酯的研究等[26]。
2.3.5 壳聚糖整理壳聚糖又称脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳质,是甲壳素脱去乙酰基后的产物。
壳聚糖资源丰富,主要来源于废弃的虾、蟹壳类,可减少对环境的污染。
壳聚糖具有许多独特的性能,如良好的生物降解性、生物相容性等,应用前景十分广阔[27]。
壳聚糖主要用于改善亚麻织物的染色、抗皱、抗菌性能。
任亮等[28]以壳聚糖溶液对亚麻织物进行预处理,再以活性染料、直接染料染色。
探讨了壳聚糖处理工艺中壳聚糖浓度、浸渍温度、浸渍时间和焙烘温度等对亚麻织物染色性能的影响,确定了较佳工艺条件。
试验结果表明,壳聚糖预处理亚麻织物可提高织物的染色性能,预处理后亚麻织物可采用低盐或无盐染色工艺,对环境友好。
陈朝晖等[29]的试验结果表明,经降解后平均分子量为1100左右的壳聚糖处理后,亚麻织物上染率提高显著,日晒牢度、水洗牢度和撕破强力均有所提高。
李晓艳等[30]通过正交试验探讨了制备低聚水溶性壳聚糖的最佳工艺,研究了降解壳聚糖的浓度及分子量对亚麻防皱整理效果的影响。
结果表明:经0.2%分子量为9312的降解壳聚糖整理后的亚麻织物的折皱回复角可达216°,比壳聚糖提高了54°。
2.3.6 丝胶、胶原蛋白整理丝胶蛋白是一种球状蛋白,具有易溶、吸水、凝胶化、可改性和抗氧化等特性,在化妆品、食品、医药和生物材料等方面有良好的开发潜能。
胶原蛋白具有独特的三股螺旋结构,具有独特结构、低抗原性、优越的生物相容性和生物降解性,在生物医学材料、药物输送载体、组织工程、化妆品、食品等领域获得了广泛应用。
张燕[31]选用了丝胶、胶原两种蛋白对亚麻纤维进行改性处理,对丝胶蛋白亚麻纤维和胶原蛋白亚麻纤维的结构及性能进行了研究和表征。
结果表明:不同处理条件对氧化亚麻纤维的增重率有一定的影响,但氧化亚麻纤维经蛋白溶液处理后的断裂强度和断裂伸长率基本不变。
氧化亚麻纤维和蛋白之间形成了共价结合。
氧化亚麻纤维经蛋白处理后表面变平整,结晶度无明显变化,而且蛋白亚麻织物的抗皱性能、吸水性能、紫外线防护功能等有所提高。