(最新)竹原纤维结构和力学性能研究

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1、。云竹杯”首届中国竹纤维产业发展峰会竹原纤维结构和力学性能研究陶丽珍1蒋耀兴。王明芳11常州纺织服装职业技术学院2苏州大学材料工程学院摘要：本文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n】。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，成为一种被业内人土普遍看好的又一种新型纺织材料

2、。以竹子为原料的竹纤维，包括用物理方法生产的竹原纤维位】，以及用化学方法生产的竹浆纤维D1，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DXS一10A型10万倍扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope)跚：测试条件：恒温20℃，湿度65％RH；1．2．2竹原纤维的长度、细度测定仪器：采用Y311

3、型梳片式羊毛长度分析仪实际比较测量分析竹原纤维、和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lOmg，分度值0．02rag)比较测定竹原纤维、苎麻纤维的细度。测试条件：恒温20℃，湿度65％RH；1．2．3竹原纤维的结晶度测定仪器：日本理学2027型X衍射仪嘲嘲‘刀；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竹原纤维纵面、横截面形态特征“云竹_}i=。首届中国竹纤维产业笈腥峰仝我们利用扫描电子显微镜；_c'f它的形

4、态特征进行了分析．纵向(图l、图3)、横截而(图2、图4)的SEM观察结果如下图。图1竹原纤维纵向形态图2竹原纤维横截面形态图3竹原纤维纵向形态图4竹原纤维横截面形态由国1和隰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(如圈2和圈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

5、维的吸湿、透湿性较好。经过测量得到：竹原纤维纵面宽度在20～28um范围之间，横截面的长径在30O～50．0“口范飘之间，平均值为35．9Pmi短径在1j0～20．0P口范围之间，平均值为J49¨m；短径与长径之比在0．30～0．67um范围之间，平均值为043pm。由于竹原纤维的纵截而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”。2．z竹原纤维的长度、细度特征22．1竹原纤维的长度“云竹杯”首届中国竹纤维产业

6、发展峰会测试结果如表I和图5所示。表I竹原纤维与苎麻纤维的长度特征指标重量加权最长纤维短纤维率长度变异试样平均长度／m主体长度／m}码强‰系数／％竹原纤维90．4760．12154．946．2苎麻纤维103．II69．52552．542．79∞ll您BM岱∞171819∞21蕾墨疆墨墨图5长度一重量分布图由表l和图5可以看出：竹原纤维的长度分布范围为15．0--一215mm，重量加权主体长度为60．Imm，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--一255mm

7、，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，而且苎麻纱的纺纱工艺的配置对竹原纤维的纺纱具有一定的参考价值。2．2．2竹原纤维的细度表2竹原纤维的细度测试结果及与苎麻纤维的实测比较纤维细度范围／Nm平均细度／Nm标准差变异系数／％竹原纤维1500～200

8、017341196．9苎麻纤维1200～240018501248．2试验结果表明：(1)竹原纤维的平均细度为1734Nm，即5．8dtex，与苎麻纤维的细度相似(纺织厂用的。云竹杯”首届中国竹纤维产业发展峰会苎麻纤维，一般为5dtex左右，)比棉、羊毛等其他天然纤维粗。株洲雪松麻业有限责任公司已经用这种竹原纤维生产出24Nm、36Nm、51Nm纯纺竹原纱和51Nm竹棉、51Nm竹竹粘、51Nm竹天丝、68Nm竹棉混纺纱和其他规格纱线啪。(2)竹原纤维的细度较粗，与棉纤维细度相差太大，因此混纺中各