銅氨纖維結(jié)構(gòu)性能及天然染料染色工藝研究.pdf

1、雖然銅氨纖維并不是新型纖維，但其優(yōu)良的外觀和服用性能，使銅氨纖維制品在各大時(shí)裝周上大放異彩。從高檔西裝里布，到優(yōu)雅的女士套裝，再到與各種纖維混紡的高檔外套，銅氨纖維從“幕后”一步一步走到“臺(tái)前”，讓世界認(rèn)識(shí)了這種低調(diào)但奢華的纖維材料。2011年10月，旭化成公司在中國(guó)紡織服裝創(chuàng)業(yè)品牌園區(qū)（簡(jiǎn)稱“時(shí)尚谷”）展出了新型纖維材料“賓霸”（銅氨絲）以及賓霸纖維純紡及混紡織物，從而受到國(guó)內(nèi)紡織服裝企業(yè)的廣泛關(guān)注。由于銅氨纖維結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)性能未有系統(tǒng)

2、的研究和介紹，因此在銅氨纖維織物進(jìn)行加工時(shí)，特別是染整加工中出現(xiàn)的問(wèn)題，通常紡織工廠都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決，并沒(méi)有理論依據(jù)給出合理的解釋。這一現(xiàn)象說(shuō)明銅氨纖維的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)性能的系統(tǒng)研究是很有必要的，而且隨著銅氨纖維的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為了避免銅氨纖維化學(xué)濕加工中出現(xiàn)的問(wèn)題，并且為其染整加工提供比較準(zhǔn)確的工藝參數(shù)選擇范圍，本課題對(duì)銅氨纖維的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并探討其生態(tài)化染色工藝。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　通過(guò)掃描電鏡、紅外

3、光譜、X-衍射、聚合度測(cè)定和熱重分析等方法分析研究銅氨纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱學(xué)性能，并且在此基礎(chǔ)上研究了銅氨纖維的耐酸、堿、氧化劑和還原劑等化學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　(1)銅氨纖維的截面呈比較規(guī)則的圓形，并且表面有均勻的凹槽和縱向條紋;銅氨纖維的結(jié)晶度為66.75％，取向度為83.70％，結(jié)晶度較高，結(jié)構(gòu)較致密，不易染深色;銅氨纖維的聚合度為452，比麻和棉低很多，但比粘膠高;銅氨纖維的特征基團(tuán)和粘

4、膠纖維幾乎相同。
　　(2)銅氨纖維的熱分解始溫為292.20℃，比棉更容易熱裂解;通過(guò)測(cè)試銅氨纖維的物理機(jī)械性能，得出其斷裂強(qiáng)力為2.49cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為8.62％，高于粘膠，但比棉稍低。
　　(3)銅氨纖維的化學(xué)穩(wěn)定性較好，對(duì)堿和還原劑具有良好的穩(wěn)定性，對(duì)酸和氧化劑的穩(wěn)定性較差，當(dāng)酸濃度為40％、溫度為50℃及氧化劑濃度為20％、溫度為100℃時(shí)，銅氨纖維幾乎完全溶解，機(jī)械性能完全喪失。
　　在染色工藝

5、探索之前，首先選擇并研究了三種天然染料，即葉綠素銅鈉鹽、梔子黃和姜黃染料的耐日光、耐酸堿、耐溫度穩(wěn)定性，以確保在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)進(jìn)行最佳工藝的研究。在染色工藝研究中，首先探索了三種染料的染料用量、染色溫度、鹽用量和染色時(shí)間單因子因素對(duì)染色性能的影響，進(jìn)而通過(guò)四因素三水平的正交試驗(yàn)研究最優(yōu)染色工藝，在最優(yōu)工藝的條件下進(jìn)行織物各項(xiàng)色牢度測(cè)試。結(jié)果顯示天然染料染色織物的耐摩擦和汗?jié)n色牢度較好，但耐皂洗色牢度比較差，為了提高織物色牢度并且進(jìn)一步提高

6、染料的利用率，進(jìn)行了媒染劑媒染工序探索，采用傳統(tǒng)媒染劑明礬和新型媒染劑稀土（氯化鐠）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究新型媒染劑的優(yōu)勢(shì)。
　　本文研究了天然染料的最優(yōu)媒染工藝。首先比較前浴、同浴和后浴媒染的優(yōu)劣，選出最優(yōu)媒染方式為后浴媒染。并對(duì)媒染劑用量、媒染溫度和媒染時(shí)間進(jìn)行單因子和三因素三水平的正交試驗(yàn)，選出三種染料的最佳媒染工藝。研究結(jié)果表明:
　　(1)葉綠素銅鈉鹽的最優(yōu)無(wú)媒染色工藝為染料用量為6％，溫度為90℃，鹽用量為30g/L

7、，時(shí)間為60min;最佳媒染染色工藝為媒染劑濃度為2％，溫度為60℃，時(shí)間為40min。
　　(2)梔子黃染料的最優(yōu)無(wú)媒染色工藝為濃度為4％，溫度為90℃，鹽用量為50g/L，時(shí)間為60min，最佳媒染染色工藝為媒染劑濃度為3％，溫度為70℃，時(shí)間為40min。
　　(3)姜黃染料的最優(yōu)無(wú)媒染色工藝為濃度為8％，溫度為90℃，鹽用量為40g/L，時(shí)間為60min，最佳媒染染色工藝為媒染劑濃度為3％，溫度為70℃，時(shí)間為30m