竹原纤维结构和力学性能研究论文

竹纤维的结构性能及其纺织品的生产工艺分析 摘要3-4Abstract4-7序言7-19 1.开发竹纤维产品的意义7-8 2.国内外的有关研究8-19第一章 竹纤维概况19-36 1. 竹纤维自然生长与环保特性19 2. 竹纤维的种类19-20 3. 竹纤维的制造过程20-22 3.1 原生竹纤维20 3.2 竹浆纤维20-22 4. 竹纤维的结构22-30 4.1 竹纤维的大分子结构22-26 4.2 超分子结构26-28 4.3 宏观形态结构28 4.4 微细结构28-30 5. 竹纤维的化学成分30 6. 竹纤维的基本性质30-36 6.1 具有较好的吸湿性、透气性30 6.2 天然抗菌性30-31 6.3 除臭作用31 6.4 防紫外线作用31-32 6.5 较好的染色均匀性32-33 6.6 不耐酸碱性33 6.7 较强的耐热性33 6.8 可生物降解性33 6.9 物理机械性能33-36第二章 竹纤维纺织品的开发与应用36-39 1. 纯竹纤维产品36 2. 交织、混纺产品36-38 2.1 竹纤维与真丝混纺36-37 2.2 棉、竹纤维混纺37 2.3 氨纶、竹纤维包芯纱产品37 2.4 竹纤维与多种纤维的混纺产品37-38 3. 功能性产品38-39 3.1 远红外竹浆纤维38 3.2 负氧离子竹纤维38 3.3 芳香竹纤维38-39第三章 竹浆纤维纺纱工艺研究39-66 1. 竹浆纤维纯纺特细特纱、细特纱的成纱工艺技术研究40-56 1.1 原料预处理40-41 1.2 纺纱工艺流程设计41 1.3 各工序纺纱定量的设定41 1.4 各工序工艺设计及技术措施41-56 2. 竹浆纤维的混纺性能研究56-62 2.1 原料选择58 2.2 纺纱工艺流程58 2.3 各工序的工艺配置及技术措施58-62 3. 竹/棉混纺氨纶包芯纱的纺制62-64 3.1 原料性能62-63 3.2 生产工艺分析63 3.3 纱疵控制63 3.4 成纱质量63-64 4. 本章结论64-66第四章 竹浆纤维的织造工艺和产品开发66-72 1. 服装面料的设计与开发66-69 1.1 色调与花型的设计66 1.2 纱支的选择66-67 1.3 密度和紧度的确定67 1.4 织物组织的设计67 1.5 织造主要工艺参数设计67-69 2. 家纺产品面料的设计69-72 2.1 色调与花形的设计69 2.2 纱线的选择69 2.3 密度和紧度的确定69 2.4 织物组织的设计69 2.5 织造主要工艺参数设计69-72第五章 竹原纤维的纺纱工艺分析72-76 1. 原料预处理72 2. 车间温湿度72-73 3. 工艺流程73 4. 各工序主要工艺参数73-76 4.1 开清工序73 4.2 梳理工序73-74 4.3 并条工序74 4.4 粗纱工序74 4.5 细纱工序74-75 4.6 络筒工序

竹纤维的物理，化学性能竹纤雏有以竹材为原料制成浆粕，经纺丝加工而成的竹浆粘胶纤维；也有从竹材中以物理化学方法直接提取出的天然竹纤维，两种纤维因来源不同，故性能差异很大。本文对两种竹纤维的结构与性能进行了较全面的比较研究。研究结果表明：天然竹纤维具有优异的抗茵性能，夏季干爽舒适性好，热稳定性好，结构上属结晶度高、大分子排列紧密的典型的纤维素Ⅰ型结晶。竹浆粘胶纤维则由于纺丝过程而在性能上受到很大损伤，强力低、结晶度低、大分子排列较稀疏，回潮率高，属于与普通粘胶纤维相似的再生纤维素纤维。编辑本段竹原纤维的化学成分与组成 竹原纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素(表1)，3者同属于高聚糖，总量占纤维干质量的90％以上，其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等，大多数存在于细胞内腔或特殊的细胞器内，直接或间接地参与其生理作用。 纤维素是组成竹原纤维细胞的主要物质，也是它能作为纺织纤维的意义所在。由于竹龄的不同，其纤维素含量也不同，如毛竹嫩竹为75％，1年生为66％，3年生为58％。竹原纤维中的半纤维素含量一般为14％～25％，毛竹平均含量约为22．7％，并且随着竹龄的增加，其含量也有所下降，如2年生长竹24．9％，4年生23．6％。编辑本段竹原纤维的结构形态 经扫描电子显微镜观察，竹原纤维纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等(图1)，内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹，与苎麻纤维的截面很相似(图2)。竹原纤维的这些空隙、凹槽与裂纹， 犹如毛细管，可以在瞬间吸收和蒸发水分，故被专家们誉为“会呼吸的纤维”，用这种纯天然竹原纤维纺织成面料及加工制成的服装服饰产品吸湿性强、透气性好，有清凉感。编辑本段竹原纤维的性能 经过傅立叶变换红外光谱法、x射线衍射、电子显微镜、抗菌测试、热重分析及其它常规测试仪器的测试，表明竹原纤维是一种服用性能极佳的天然纤维素纤维。 3．1 竹原纤维的物理性能 纤维的长度可根据使用者的要求，制成棉型、中长型和毛型所需要的长度，长度整齐度较好。竹原纤维的一般技术参数见表2。竹原纤维具有较强的毛细管效应(试验条件：30℃，预张力4 g)，5 min时为6．74 cm，15min时为6．85 cm，30 min时为6．90 cm，60 min以后保持不变，略高于棉纤维，远高于苎麻、粘胶纤维和再生竹纤维。 3．2 竹原纤维的抗菌性能 竹原纤维具有较强的抗菌和杀菌作用，按照AATCC6538对竹原纤维、亚麻纤维、苎麻纤维与棉纤维进行抗菌性能测试，结果见表3。可以看出，竹原纤维与亚麻、苎麻均具有较强的抗菌作用，其抗菌效果是任何人工添加化学物质所无法比拟的，天然、环保、持久、保健等特点与人工加工的抗菌纤维截然不同，且其抗菌效果具有一定的光谱效应。由于竹原纤维中含有叶绿素铜钠，因而具有良好的除臭作用。实验表明，竹原纤维织物对氨气的除臭率为70％～72％，对酸臭的除臭率达到93％～95％。另外，叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，因而竹原纤维织物具有良好的防紫外线功效。 生态功能性竹原纤维的介绍 竹子应用广泛是大家熟知的，但应用于服装领域还是近几年的事。用竹子加工成的纤维称为竹纤维，竹纤维分成两大类； 第一类：天然竹纤维——竹原纤维 竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。 制取过程：竹材→制竹片→蒸竹片→压碎分解→生物酶脱胶→梳理纤维→纺织用纤维。 第二类：化学竹纤维 化学竹纤维包括竹浆纤维和竹炭纤维 竹浆纤维：竹浆纤维是一种将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维，其制作加工过程基本与粘胶相似。但在加工过程中竹子的天然特性遭到破坏，纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。 竹炭纤维：是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入粘胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。 圣竹竹原纤维 的技术参数 平均细度：6dtex 平均强度：3.49CN/dtex 平均长度：95mm 竹原纤维具有抗菌、仰菌、除臭、防紫外线等功能是天然功能性纤维。 竹原纤维可以进行纯纺和混纺，是毛纺、麻纺、绢纺、棉纺、色纺、半精纺等企业开发和推广新产品所要选择的新原料之一，混纺产品更是走向内衣、袜子等领域不可或缺的品种之一。苏州圣竹牌竹原纤维纯纺支数可达60Nm，面料生产企业可以选用圣竹竹原纱线进行交织，增加面料的功能性，例如采用亚麻39Nm和竹原纤维39Nm进行交织，面料在保留麻产品风格的同时，又增加了产品的抗菌除臭功能，提高了产品附加值。TEL:133584464098(林小聪) 通过对竹原纤维的除臭性测试，结果如下： 氨的初始浓度40PPM 时间 0分钟 2小时以后 24小时以后 氨的浓度（PPM） 40.0 4.4 0.6 实验表明：由于竹原纤维中含有叶绿素铜钠，因而具有良好的除臭功能，根据这一特性，竹原纤维袜子，由于竹原纤维（与棉纤维相比）比较粗、硬，纯竹原纤维虽然可以织袜子，但效率低、消耗大，为了改善纱线的柔软度， 50/50竹原/棉21s、30/70竹原/棉30 s混纺纱线，采用这两种纱线为原料开发竹原纤维袜子获得了成功。 竹原纤维介绍 竹原纤维是一种全新的天然纤维，是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维，天然竹原纤维与竹浆纤维有着本质的区别，竹原纤维属于天然纤维，竹浆纤维属于化学纤维。竹原纤维的研制成功标志着又一天然纤维的诞生，其符合国家产业发展政策。天然竹原纤维具有吸湿、透气、抗菌抑菌、除臭、防紫外线等良好的性能。 竹原纤维的抗菌抑菌性 抗菌试验按JIS L1902-2002定量方法检验，结果如下 1、 金黄色葡萄球菌ATCC 6538P 样品名称 接种菌液浓度（个菌/ml） 生长数F 杀菌活性值 抑菌活性值 竹原白坯布 1．3X 2．3 ＞3．1 ＞5．3 苎麻白坯布 1．3X 2．2 0．7 2．9 2、 大肠杆菌ATCC 25922 样品名称 接种菌液浓度（个菌/ml） 生长数F 杀菌活性值 抑菌活性值 竹原白坯布 1．0X 3．8 ＞3．0 ＞6．8 苎麻白坯布 1．2X 3．8 -3．5 0．3 根据检测结果，对于金黄色葡萄球菌ATCC 6538P和大肠杆菌ATCC 25922两种细菌，竹原纤维白坯布的杀菌性值和抑菌活性值均比苎麻纤维白坯布高。 注：生长数F＞1．5时试验有效，杀菌活性值越大，表示杀菌性能越好，抑菌活性值越大，表示抑菌性能越好。 竹原纤维的除臭性 氨的浓度测试 （氨的初始浓度40PPM） 单位：PPM 时间 0分钟 2小时以后 24小时以后 氨的浓度（PPM） 40．0 4．4 0．6 根据试验结果可知，竹原纤维制品具有良好的除臭功能。编辑本段竹原纤维的防紫外线功能 紫外线的透过率取决于许多因素，比如组织结构、覆盖系数、颜色，在工艺加工中的化学添加剂和样品的处理等： 下面选用的是规格相同的竹原和苎麻的坯布布样，通过对竹原织物和苎麻织物几个点进行扫描，测试各点在280nm-400nm波长各波段对紫外线光的透过率。 A波段透过率（%）、 B波段透过率（%） 、UPF的平均值 测试指标 UPF值 T-UVA（%） T-UVB（%） 竹原 22.152 2.746 4.377 苎麻 12.033 6.205 8.092 根据试验可知天然竹原纤维面料的抗紫外线功能优于苎麻面料 竹原纤维系列产品 服装面料：织物挺阔、洒脱、亮丽、豪放，尽显高贵风范。 针织面料：吸湿透气、滑爽悬垂、防紫外线。 床上用品：凉爽舒适、抗菌抑菌、健康保健。 袜子浴巾：抗菌抑菌、除臭无味。 随着人类对“生态、健康、环保”理念的不断追求，竹原纤维产业更具有广阔的发展