竹原纤维结构与力学性能研究

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1、竹原纤维结构和力学性能研究发布于:2006-6-19点击次数:160   陶丽珍1，蒋耀兴2，王明芳1(1．常州纺织服装职业技术学院，江苏常州213164；2．苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021)摘要；文章主要研究了竹原纤维的基本形态特征：同时对竹原纤维的力学性能特点作了详细分析。关键词：竹原纤维；形态结构；力学性能中图分类号：TSlO1．921 文献标识码：A 文章编号：：1009-265x(2006)03-0001-04      竹子是一种常绿植物，具有分布广、适应性强、生长快、成材早、经

2、济价值高等特点。在我国，我们的祖先早在四、五千年前就开始对竹子进行研究开发了[1]。近年来，通过科技人员的努力，竹子纤维已被成功地用于纺织行业，成为一种被业内人士普遍看好的又一种新型纺织材料。   以竹子为原料的竹纤维，包括用物理方法生产的竹原纤维[2]以及用化学方法生产的竹浆纤维[3]后者属再生纤维素纤维。本文所研究的是前者，即纯天然的竹纤维——竹原纤维。1 试样与试验方法1．1试样   竹原纤维结构和力学性能研究发布于:2006-6-19点击次数:160   陶丽珍1，蒋耀兴2，王明芳1(1．常州纺

3、织服装职业技术学院，江苏常州213164；2．苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021)摘要；文章主要研究了竹原纤维的基本形态特征：同时对竹原纤维的力学性能特点作了详细分析。关键词：竹原纤维；形态结构；力学性能中图分类号：TSlO1．921 文献标识码：A 文章编号：：1009-265x(2006)03-0001-04      竹子是一种常绿植物，具有分布广、适应性强、生长快、成材早、经济价值高等特点。在我国，我们的祖先早在四、五千年前就开始对竹子进行研究开发了[1]。近年来，通过科技人员的努力，竹

4、子纤维已被成功地用于纺织行业，成为一种被业内人士普遍看好的又一种新型纺织材料。   以竹子为原料的竹纤维，包括用物理方法生产的竹原纤维[2]以及用化学方法生产的竹浆纤维[3]后者属再生纤维素纤维。本文所研究的是前者，即纯天然的竹纤维——竹原纤维。1 试样与试验方法1．1试样   竹原纤维、苎麻纤维、棉纤维、粘胶纤维等。1．2试验方法1．2．1 竹原纤维纵向、横截面形态特征测定   仪器：上海电光研究所生产的I)XS一10A型10万倍扫描电子显微镜[4]：   测试条件：恒温20℃，湿度RH65％；1．2

5、．2竹原纤维的长度、细度测定   仪器：采用Y3ll型梳片式羊毛长度分析仪实际比较测量分析竹原纤维、苎麻纤维的长度分布特征。采用Y171纤维长度切断器、JN-A型精密扭力天平(称量10mg，分度值0．02mg)比较测定竹原纤维、苎麻纤维的细度。   测试条件：恒温20℃，湿度RH65％；1．2．3竹原纤维的结晶度测定   仪器：日本理学2027型x衍射仪[3-7]   测试条件：管电压为40kV，管电流为30mA，扫描速度为2°／min；2试验结果2．1竹原纤维纵向、横截面形态特征   利用扫描电子显微

6、镜对竹原纤的形态特征进行了分板，纵向(图1、图3、横截面(图2、图4)   由图1和图3可知，竹原纤维的纵向表面有许多微细的凹槽，伴有少许裂纹，并且横向有明显的横节，没有天然转曲。正是因为这些凹槽和裂纹，使得竹纤维可以在瞬间吸收或蒸发水份，具有良好的透气性。   横截面的SEM结果显示(图2、图4)，竹纤维的截面呈扁平的多边形，内有中腔，在中腔内分布有分裂状的丝状纤维，部分截面上有辐射状裂纹，这些中腔也使得竹纤维的吸湿、透湿性较好。   经过测量得到：竹原纤维纵面宽度在20～28t~m范围之间，横截面的

7、长径在30．0～50．0μm范围之间，平均值为35．9μm；短径在11．3～20．Oμm范围之间，平均值为14．9μm；短径与长径之比在0．30～0．67范围之间，平均值为0．43。   由于竹原纤维的纵向和横截面的结构特征，可以迅速地吸收大量的水分、透过大量的气体，具有良好的吸湿放湿性和透气性，因此专家称之为具有“呼吸功能”的纤维[3]。2．2竹原纤维的长度、细度特征2．2．1竹原纤维的长度   测试结果如表1和图5所示。表1 竹原纤维与苎麻纤维的长度特征指标   由表l和图5可以看出：竹原纤维的长度

8、分布范围为15．0～215mm，重量加权主体长度为60．1mm，短纤维率为4．9％，长度变异系数为46．2％。苎麻纤维的长度分布为15．0～255mm，重量加权主体长度为69．5mm，短纤维率为2．5％，长度变异系数为42．7％。从以上实验数据可知，竹原纤维的长度比苎麻纤维略短，长度整齐度稍差。同时图5显示，竹原纤维和苎麻的长度一重量分布状态是相似的，说明竹原纤维与苎麻纤维的长度、细度指标非常接近，所以在苎麻纺设备上加工竹原纤维是可行的，而