海滨锦葵茎皮纤维在纺织产业上的应用研究

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1、UniversityCode：10284StudentID：DG0830008S!堕亟yQD!b皇坌乜巳!l垦坌!iQDQ!b坌§!!i垒皇[Q!KQ墨!皇!全!圣KY坌yi[glQi垦坌【L：l￡[金墨l：巳i坌D!墨：lD!呈苎!i!金iⅡ鱼垡墨主[YADissertationinBiologyToBeSubmittedfortheDegreeofDoctorByLishanFanSupervisedbyProfessorPeiQinNanjingNanjing，ChinaSeptember，2011f

2、lU丫llllzlJlllll3llllJl7JJllJl2Jlll9Jlllll8llJJIlolJlJll毕业论文题目：盘送箜蓥茎廛红维查绫堡庄些土鲍座旦盟塞生堑鲎专业Q昼级博士生姓名：墓堡当指导教师(姓名、职称)：丛堡塾撞中文摘要衣食住行是人们生存的基本条件，首当其冲的是纺织业。随着世界人口的快速增长，纺织品的需求迅猛增加。目前世界上人类优质可耕地大约13．5亿hIIl2，而每年由于严重退化而放弃耕地有1000万hm2左右，现全人类人均不到0．25hm2的优质耕地，为保证粮食安全，用于纺织原料生产的土

3、地面积正不断减少；而用于替代天然纺织纤维的合成纤维因化石能源将在大约100年后枯竭，合成纤维的生产也将难以为继，因此人类必须寻找可持续发展的纺织纤维原料。海滨锦葵是一种耐盐植物，它可以生长在生态恶劣的高含盐的海滨盐土上，不与粮争地，既能改善海滨盐土的生态系统，而且由于其茎皮中含有较丰富的纤维素，又可以用来开发成为纺织纤维，因此研究海滨锦葵茎皮纤维在纺织产业上的应用，是发展盐土农业生态系统和生态纺织产业系统一个良好的选择。本文的研究目标是探索海滨锦葵纤维在植物中的生长规律，优选茎皮的最佳脱胶工艺，探明海滨锦葵

4、茎皮纤维的结构与性能，为海滨锦葵茎皮纤维的应用打下坚实的基础。本文利用化学脱胶、高温高压脱胶和超声波脱胶等工艺对海滨锦葵茎皮进行脱胶试验，通过正交试验得出高温高压脱胶的优选工艺。然后对脱胶后的茎皮纤维进行长度、细度、热学性能、吸湿性能、力学性能、染色性能等进行测试与分析，并将这些性能指标与棉、麻等常用纤维的性能进行对比，证明了海滨锦葵茎皮纤维是一种良好的纺织纤维。最后阐述了海滨锦葵茎皮纤维的应用前景及其生态工程评价。主要研究内容与结论如下：(1)通过对海滨锦葵茎皮化学组成的测定，明确了茎皮中各成分的百分比，

5、其中脂腊质占4．02％，水溶物占6。64％，果胶占18。50％，半纤维素占22．33％，木质素占8．78％，灰份占4．98％，纤维素占39．73％；根据茎皮中各部分的微量元素的测定，重金属元素在茎皮中的吸收含量呈尖部>基部>茎中部的一般规律。(2)通过对茎皮纤维生物量的测量，可知茎皮约占茎干的13—17％，通过单细胞纤维形态的分析，可知茎皮单细胞纤维长度为1．5．8ram，中部细度为10．15微米，呈纺锤状，表面有少量横节。(3)通过高温高压脱胶的正交试验，其高温高压脱胶的优选工艺为第一次脱胶为优选工艺为N

6、a0H：209／L，温度：130。C，时间：60min，尿素：1．59／L；第二次脱胶工艺为优选工艺为H202：159／L，温度：95。C，时间：80min，pH：8。脱胶后纤维各成分含量为：脂腊质占0．25％，水溶物占3．58％，果胶占0．73％，半纤维素占10．05％，木质素占12．44％，灰份占3．28％，纤维素占72．95％；高温高压脱胶和超声波脱胶能有效的减少碱的用量，提高脱胶效率。通过对脱胶后防粘措施的对比，可知煮练酶的使用，既可提高纤维的脱胶率，又可防止脱胶后纤维的粘连，十六烷基苯磺酸钠也具有

7、类似的功能。(4)对其聚合度与分子量的测定结果显示，海滨锦葵的聚合度在完全脱胶后可达519，与棉粕相当；通过对其红外光谱分析，可知其与棉纤维的光谱相似，主要物质均为纤维素I型；茎皮不同部位脱胶后的微观形态存在一定的差异，而其红外光谱则非常相似；通过对其XRD测试，可知其结晶度为69％，比棉略高；通过对其SEM测试分析，可知其纵向有明显的凹凸槽，横截面呈不规则椭圆形。(5)通过对其细度与长度的测量与分析，可知其两指标呈一定的相关性，工艺纤维细度愈大，则长度愈长；通过对其DSC．TGA的测试分析，可知其具有良好

8、的热稳定性；通过对其吸放湿性能和芯吸的测试，可知其具有比棉优越的吸湿性能；通过对其力学性能的测试分析，可知其具有较棉高的初始模量，纤维在拉伸断裂时表现出一定的脆断性；通过对其防辐射性能的测试可知其在1200．1300MHz频率内具有良好的屏蔽效能；通过对其染色性能的测试，可知其在直接染料的染色情况下，其上染率随着温度上升而提高；使用活性艳红X．3B染海滨锦葵茎皮纤维在温度小于35℃时，其上染率随着染色温度的升高而