光叶楮纤维的制取及结构与性能研究

摘要

目前光叶楮纤维的研究和应用尚处在初级研发和市场探索阶段，本课题对光叶楮纤维做了较为系统的研究。定量分析了光叶楮的主要化学成分，并将其与其他麻类植物做对比。借鉴麻类纤维脱胶的方法，探讨光叶楮白皮的脱胶机理，并针对光叶楮纤维自身的特点，通过正交试验优化其脱胶工艺参数，最终确定其脱胶工艺。最后对光叶楮纤维的微观形态结构和性能进行了研究，同时与其他麻类纤维做了对比研究。 通过光叶楮的化学成分定量分析发现：光叶楮纤维中各成分含量与麻类纤维有很大不同，最主要就是体现在果胶含量较高达到6.70％。 针对光叶楮白皮果胶含量偏高的特性，制定了生物酶一碱氧一浴化学联合脱胶工艺，具体工艺路线如下：光叶楮原料→生物酶浸渍→水洗→碱氧→浴→水洗→打纤→抖松→脱水→给油→脱水→烘干。通过正交试验得到光叶楮白皮脱胶的最佳工艺参数为：NaOH质量浓度5g/L、双氧水质量浓度4 g/L、煮练时间150min。 取脱胶后的光叶楮纤维进行切片，通过扫描电镜观察光叶楮纤维纵向及截面形态发现光叶楮纤维横截面近似圆形，无中腔；纵向较平滑，有细竖纹。光叶楮纤维头端秃钝且手感柔软无刺痒感。通过对光叶楮纤维的细度、长度、回潮率和强伸性能的测试，发现光叶楮纤维的单纤维长度偏短，只有5-15mm，回潮率为11.78％与大麻纤维接近。通过单因子以及正交实验，得出活性染料上染光叶楮纤维的最佳工艺条件是染料用量占纤维重2％、元明粉用量为80 g/L、Na3P04用量为5 g/L、浴比为1：25、染色温度为85℃、固色温度为30℃、染色时间为30min。 通过本课题可使光叶楮纤维的研发与应用得以深入和扩展。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1光叶楮简介

1.2光叶楮纤维开发与利用现状

1.3目前麻类纤维脱胶工艺现状

1.3.1天然水沤微生物脱胶法

1.3.2化学脱胶法

1.3.3微生物脱胶法

1.3.4生物化学联合脱胶法

1.3.5汽爆脱胶法

1.3.6超声波脱胶法

1.3.7酶法脱胶

1.4本课题研究的主要内容

第二章光叶楮的化学成分分析及其特性

2.1光叶楮化学成分分析

2.1.1仪器设备及化学试剂

2.1.2实验方法

2.1.3实验结果与分析

2.2光叶楮主要化学成分及其特性

2.3本章小结

第三章光叶楮的脱胶机理及其工艺流程

3.1光叶楮的生物酶-碱氧一浴脱胶机理

3.1.1生物酶预处理

3.1.2碱氧一浴脱胶机理

3.2光叶楮脱胶的工艺流程

3.2.1试样准备

3.2.2生物酶浸渍

3.2.3水洗

3.2.4碱氧一浴

3.2.5打纤

3.2.6给油

3.3助剂的选择

3.3.1助剂硫酸镁

3.3.2助剂硅酸钠

3.4测试指标的确定

3.4.1测试指标的选择

3.4.2测试方法

第四章光叶楮脱胶工艺参数的确定及其优化

4.1脱胶参数确定的依据

4.2单因子试验

4.2.1氢氧化钠浓度对纤维性能的影响

4.2.2碱处理时间的影响

4.2.3 H2O2浓度对纤维性能的影响

4.3 正交试验方法的确定

4.4验证试验

4.5小结

第五章光叶楮纤维的结构与性能研究

5.1光叶楮纤维微观结构分析

5.1.1光叶楮纤维的扫描电镜测试

5.1.2光叶楮纤维的红外光谱测试

5.2光叶楮纤维的物理机械性能测试

5.2.1光叶楮纤维的长度和细度测试

5.2.2光叶楮纤维回潮率测试

5.2.3光叶楮纤维强伸性能测试

5.3光叶楮纤维的染色性能测试

5.3.1试验目的

5.3.2仪器药品及制样

5.3.3实验内容

5.3.4活性染料的上染原理

5.3.5染色工艺流程

5.3.6上染率曲线绘制

5.3.7染色性能比较

5.3.8单因素分析

5.3.9 正交试验与结果分析

5.3.10验证试验

5.2.11最优条件下光叶楮纤维上染率曲线的绘制及分析

5.4小结

第六章结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢