竹原纤维和竹浆纤维的结构与性能研究

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1、竹原纤维和竹浆纤维的结构与性能研究发布于:2006-7-24点击次数:113 摘要:对竹纤维性能进行了测试,通过几种不同方法的分析鉴别,可以很清楚地区分竹原和竹浆纤维,并可纺性。 关键词:纤维素纤维:性能:测试:分析:竹原纤维:竹浆纤维 竹纤维是以竹子为原料的纤维素纤维,根据选材及加工工艺的不同,可分为竹原纤维和竹浆纤维。竹原纤维是将竹材通过物理机械的方法,或用天然药物浸泡后经整料、制片、浸泡、蒸煮、脱胶、分丝、梳纤、筛选等工艺去除其中的木质素、多戊糖、竹粉和果胶等杂质而制得。竹浆纤维则是用化学的方法制成浆粕后纺丝制得。为了更好地区别竹原纤维和竹浆纤维,我们做

2、了一些试验,以便更好地了解竹纤维的性能。l形态结构特征 了解竹纤维的形态结构,不仅有助于辨别纤维,还可由此推断它的可纺性,竹原纤维和竹浆纤维形态结构对比见表1。  该试验用竹原纤维和竹浆纤维长度都为88mm,外观较相似,具有蚕丝般光泽,纤维粗硬,粗略看似苎麻纤维,但比苎麻纤维细,竹原纤维比竹浆纤维略白。  制作纤维横截面切片,采用DZ3视频显微镜,放大倍数为750倍。观察到竹原纤维横截面形态为不规则腰圆形,有中腔,表面有很多裂纹;纵向特征有沟槽、横节,结构较粗糙。竹浆纤维横截面为不规则锯齿形,锯齿形表面有向芯层弯曲的趋势;纵向形态平直,表面有沟槽。两种纤维的表

3、面形态结构见图1~4。2理化性能2.1纤维的强伸性能   实验仪器:YG003A型单纤维电子强力仪。   实验条件:拉伸速度20rnnl/min,试样夹持长度20mm,纤维根数30,温度20℃,相对湿度65%。   竹原纤维和竹浆纤维的机械性能见表2。由表2可得出如下结论。   (1)竹原纤维干湿断裂强度比竹浆纤维高。但竹原纤维经过吸湿后,强力明显下降。在纺纱过程中应当适当控制其含湿量,以保证纺纱过程的顺利进行。   (2)在测试单纤维的过程中,发现竹原纤维的强力不匀率偏大,而竹浆纤维强力和伸长比较均匀,原因是竹原纤维明显存在着粗细不匀。   (3)纤维断裂伸

4、长的大小与其内部结构如结晶度、取向度、分子间力的大小等密切相关,竹浆纤维的伸长率明显大于竹原纤维。   (4)初始模量的大小表示纤维受较小拉伸力时的抵抗变形能力,竹浆纤维的初始模量比竹原纤维高,说明该纤维的刚性较好,其制品比较挺括,而竹原纤维制品则比较柔软。   (5)断裂比功的大小说明纤维的韧性,断裂比功大表明纤维的韧性较好,而且耐磨,其制品一般比较坚韧。从表2数据分析,竹浆的韧性优于竹原纤维。2.2耐热性能   纤维的热学性能与内部结构密切相关,采用YG252A—l型熔点仪进行耐热性试验,发现竹原纤维和竹浆纤维有区别,竹原纤维在200℃以后颜色开始微黄,3

5、00℃变成淡黄色。竹浆纤维在200℃时无变化,到260℃开始微黄,300℃变成了深黄色,有焦味。2.3燃烧性能   按照FZ/TO1057.2-1999纺织试验鉴别方法《燃烧法》实验观察,两种纤维燃烧的共同特征为:靠近火焰不熔不缩,接近火焰,迅速燃烧,离开火焰,继续燃烧,气味为烧纸味。不同特征:残留物竹原纤维为少量白灰,灰烬呈黑色,而竹浆纤维为白灰较多,灰烬呈深灰色。2.4溶解性能   用75%的硫酸溶液溶解,两者性能几乎相同,基本无法区分。2.5着色反应   着色反应试验可将适量的纤维放在碘一碘化钾饱和溶液中进行,冲洗晒干后,竹原纤维呈黑色,而竹浆纤维不染色

6、,两者有明显的区别。在36℃阳光暴晒200h后,竹原纤维呈黑蓝青,竹浆纤维不变色,竹原纤维和竹浆纤维的化学和热学性能对比见表3。2.6纤维的吸湿性和可纺性   竹原纤维和竹浆纤维的吸湿能力大于棉而小于粘胶,这是由于纤维内的空隙比棉多,结构比较疏松,水分子容易进入。经测试,竹原纤维回潮率为13%,竹浆纤维的回潮率为12%,两种纤维的吸湿和放湿速率较快,室内相对湿度高时吸收水分子,干燥时再将水分子释放,可起到调节湿度的作用,因而竹制品具有凉爽感,尤其适合作内衣、运动服、夏季服饰面料等。   由于竹原纤维和竹浆纤维具有优良的吸湿和放湿性,使其具有良好的导电性。纺纱时

7、不会积聚静电,因此缠绕机件的现象较少,纺纱加工顺利。与吸湿性差的合成纤维混纺可改善合成纤维的可纺性,有利于成纱。3 结语   通过对竹原纤维和竹浆纤维的对比认为,竹浆纤维的性能更为优越,表现为强伸度变异系数小,伸长率大,纤维韧性、耐磨性、可纺性较好。但不管是竹浆纤维还是竹原纤维,都具有天然纤维和化学纤维许多的优点,如天然的抗菌性、良好的染色性、柔软的手感、蚕丝般的光泽,具有快速的吸湿和放湿性能,使该类纤维具有广阔的发展空间。

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