竹漿纖維的選擇性氧化和絲素蛋白對其改性結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、纖維素纖維作為一種綠色環(huán)?？稍偕Y源，對其進(jìn)行改性已成為目前紡織纖維研究的重點(diǎn)。竹漿纖維是一種再生纖維素纖維，可廣泛用于制作內(nèi)衣、床上用品、衛(wèi)生材料等。此外，我國竹類資源豐富，為竹纖維的開發(fā)生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。但竹漿纖維也存在縮水率較大，吸濕后強(qiáng)力降低，織物易起皺，保型性差等缺點(diǎn)。因此，運(yùn)用化學(xué)或物理方法對竹漿纖維進(jìn)行功能改性并探析改性前后竹漿纖維超分子結(jié)構(gòu)及其理化性能變化特征，對進(jìn)一步開發(fā)竹漿纖維的潛在功能，提高竹纖維制品的附加值和拓

2、展竹漿纖維的應(yīng)用領(lǐng)域均具有重要的意義。但傳統(tǒng)的改性技術(shù)在改善竹纖維性能的同時(shí)，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響，難以滿足現(xiàn)代綠色生態(tài)紡織品的要求。因此，綠色改性技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和提高我國紡織產(chǎn)品競爭力的有效途徑。
　　本文選用HNO3/H3PO4-NaNO2體系對竹漿纖維進(jìn)行選擇性氧化，將竹漿纖維素葡萄糖單元上的C6位伯羥基，氧化成活潑羧基，并研究氧化劑濃度和氧化時(shí)間對羧基含量和紗線失重率、斷裂強(qiáng)度的影響。羧基的存在使竹漿

3、纖維具有與其它含有氨基基團(tuán)的有機(jī)或無機(jī)化學(xué)物質(zhì)發(fā)生酰胺交聯(lián)反應(yīng)的能力。因此，利用絲素水溶液對氧化竹漿纖維進(jìn)行浸泡改性處理，成功制備了絲素交聯(lián)氧化竹漿纖維，同時(shí)優(yōu)化改性工藝，得出最佳改性條件。在整個(gè)改性過程中未使用任何的化學(xué)交聯(lián)劑或添加劑，制備的絲素蛋白交聯(lián)氧化竹漿纖維為純天然材料，且制備工藝操作簡單，符合人們對綠色環(huán)保的要求。
　　研究結(jié)果表明，氧化竹漿纖維大分子鏈上的伯羥基被氧化成羧基，得到氧化竹漿纖維。提高氧化劑濃度和延長氧化

4、時(shí)間都會使竹漿纖維中的羧基含量增加，但纖維強(qiáng)力降低，失重率增大。為了使氧化竹漿纖維紗線的斷裂強(qiáng)度不發(fā)生較大損傷，同時(shí)為下一步絲素接枝準(zhǔn)備足夠的羧基反應(yīng)量，選擇氧化工藝為氧化劑濃度1.0％，氧化時(shí)間60min，氧化溫度25℃。氧化竹漿紗線經(jīng)絲素蛋白改性處理后，隨著絲素溶液濃度的增加，氧化竹漿紗線的增重率逐漸增大，當(dāng)絲素蛋白溶液濃度達(dá)到30g/L時(shí)，氧化竹漿紗線的增重率趨于平緩；當(dāng)改性溫度在40℃至70℃時(shí)，紗線增重率變化不大，但當(dāng)溫度超過

5、70℃時(shí)，紗線增重率降低；當(dāng)改性時(shí)間為1h，紗線增重率最大，超過1h，氧化竹漿紗線的增重率下降。絲素蛋白溶液濃度對紗線強(qiáng)力影響不大，但改性時(shí)間過長和改性溫度過高均會造成紗線強(qiáng)力下降。正交實(shí)驗(yàn)表明改性最佳工藝為絲素蛋白溶液濃度30g/L，改性溫度40℃，改性時(shí)間90min。紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射和核磁共振測試分析表明竹漿纖維大分子C6位伯羥基被氧化成羧基，但竹漿纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變，絲素蛋白大分子中的氨基與羧基發(fā)生了酰胺交聯(lián)反