竹原纤维和竹浆纤维的结构与性能研究

竹原纤维和竹浆纤维的结构与性能研究 发布于:2006-7-24 点击次数:113   摘要：对竹纤维性能进行了测试，通过几种不同方法的分析鉴别，可以很清楚地区分竹原和竹浆纤维，并可纺性。   关键词：纤维素纤维：性能：测试：分析：竹原纤维：竹浆纤维   竹纤维是以竹子为原料的纤维素纤维，根据选材及加工工艺的不同，可分为竹原纤维和竹浆纤维。竹原纤维是将竹材通过物理机械的方法，或用天然药物浸泡后经整料、制片、浸泡、蒸煮、脱胶、分丝、梳纤、筛选等工艺去除其中的木质素、多戊糖、竹粉和果胶等杂质而制得。竹浆纤维则是用化学的方法制成浆粕后纺丝制得。为了更好地区别竹原纤维和竹浆纤维，我们做了一些试验，以便更好地了解竹纤维的性能。 l 形态结构特征   了解竹纤维的形态结构，不仅有助于辨别纤维，还可由此推断它的可纺性，竹原纤维和竹浆纤维形态结构对比见表1。 　　该试验用竹原纤维和竹浆纤维长度都为88 mm，外观较相似，具有蚕丝般光泽，纤维粗硬，粗略看似苎麻纤维，但比苎麻纤维细，竹原纤维比竹浆纤维略白。 　　制作纤维横截面切片，采用DZ3视频显微镜，放大倍数为750倍。观察到竹原纤维横截面形态为不规则腰圆形，有中腔，表面有很多裂纹；纵向特征有沟槽、横节，结构较粗糙。竹浆纤维横截面为不规则锯齿形，锯齿形表面有向芯层弯曲的趋势；纵向形态平直，表面有沟槽。两种纤维的表面形态结构见图1～4。 2 理化性能 2．1 纤维的强伸性能     实验仪器：YG003A型单纤维电子强力仪。     实验条件：拉伸速度20 rnnl／min，试样夹持长度20mm，纤维根数30，温度20℃，相对湿度65％。     竹原纤维和竹浆纤维的机械性能见表2。 由表2可得出如下结论。     (1)竹原纤维干湿断裂强度比竹浆纤维高。但竹原纤维经过吸湿后，强力明显下降。在纺纱过程中应当适当控制其含湿量，以保证纺纱过程的顺利进行。     (2)在测试单纤维的过程中，发现竹原纤维的强力不匀率偏大，而竹浆纤维强力和伸长比较均匀，原因是竹原纤维明显存在着粗细不匀。     (3)纤维断裂伸长的大小与其内部结构如结晶度、取向度、分子间力的大小等密切相关，竹浆纤维的伸长率明显大于竹原纤维。     (4)初始模量的大小表示纤维受较小拉伸力时的抵抗变形能力，竹浆纤维的初始模量比竹原纤维高，说明该纤维的刚性较好，其制品比较挺括，而竹原纤维制品则比较柔软。     (5)断裂比功的大小说明纤维的韧性，断裂比功大表明纤维的韧性较好，而且耐磨，其制品一般比较坚韧。从表2数据分析，竹浆的韧性优于竹原纤维。 2．2 耐热性能     纤维的热学性能与内部结构密切相关，采用YG252A—l型熔点仪进行耐热性试验，发现竹原纤维和竹浆纤维有区别，竹原纤维在200℃以后颜色开始微黄，300℃变成淡黄色。竹浆纤维在200℃时无变化，到260℃开始微黄，300℃变成了深黄色，有焦味。 2．3 燃烧性能     按照FZ／TO1057．2-1999纺织试验鉴别方法《燃烧法》实验观察，两种纤维燃烧的共同特征为：靠近火焰不熔不缩，接近火焰，迅速燃烧，离开火焰，继续燃烧，气味为烧纸味。不同特征：残留物竹原纤维为少量白灰，灰烬呈黑色，而竹浆纤维为白灰较多，灰烬呈深灰色。 2．4 溶解性能     用75％的硫酸溶液溶解，两者性能几乎相同，基本无法区分。 2．5 着色反应     着色反应试验可将适量的纤维放在碘一碘化钾饱和溶液中进行，冲洗晒干后，竹原纤维呈黑色，而竹浆纤维不染色，两者有明显的区别。在36℃阳光暴晒200 h后，竹原纤维呈黑蓝青，竹浆纤维不变色，竹原纤维和竹浆纤维的化学和热学性能对比见表3。 2．6 纤维的吸湿性和可纺性     竹原纤维和竹浆纤维的吸湿能力大于棉而小于粘胶，这是由于纤维内的空隙比棉多，结构比较疏松，水分子容易进入。经测试，竹原纤维回潮率为13％，竹浆纤维的回潮率为12％，两种纤维的吸湿和放湿速率较快，室内相对湿度高时吸收水分子，干燥时再将水分子释放，可起到调节湿度的作用，因而竹制品具有凉爽感，尤其适合作内衣、运动服、夏季服饰面料等。     由于竹原纤维和竹浆纤维具有优良的吸湿和放湿性，使其具有良好的导电性。纺纱时不会积聚静电，因此缠绕机件的现象较少，纺纱加工顺利。与吸湿性差的合成纤维混纺可改善合成纤维的可纺性，有利于成纱。 3  结语     通过对竹原纤维和竹浆纤维的对比认为，竹浆纤维的性能更为优越，表现为强伸度变异系数小，伸长率大，纤维韧性、耐磨性、可纺性较好。但不管是竹浆纤维还是竹原纤维，都具有天然纤维和化学纤维许多的优点，如天然的抗菌性、良好的染色性、柔软的手感、蚕丝般的光泽，具有快速的吸湿和放湿性能，使该类纤维具有广阔的发展空间。