絲素涂膜整理工藝研究【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p><b>　　紡織工程</b></p><p>　　絲素涂膜整理工藝研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　滌綸是世界產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，目前滌綸占世界合成纖維產(chǎn)量的60%以上。大量用于

2、衣料、床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物等紡織品以及其他工業(yè)用纖維制品，如過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶等。近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)快速增長和國內(nèi)居民消費能力的不斷提高，國內(nèi)地區(qū)滌綸短纖維的需求量也不斷增長。中國滌綸系列產(chǎn)品產(chǎn)能以驚人的速度增長著，滌綸纖維產(chǎn)能的迅速增長，使得中國正逐漸發(fā)展成為世界滌綸類產(chǎn)品的重要加工基地。</p><p>　　雖然滌綸有著諸多優(yōu)異的性能，但是有些致命的缺點也影響著滌

3、綸產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。如滌綸的上色難，易老化，不吸汗，極易產(chǎn)生靜電等。</p><p>　　應(yīng)對上述滌綸的缺點人們做了很多滌綸的改良工作。絲素涂膜整理就是其中一種新型的滌綸改良進行仿真絲的技術(shù)。經(jīng)過此種工藝整理過的滌綸絲帶有天然蠶絲的物理和化學(xué)性質(zhì)，大大增加了滌綸的附加值和實用性能。</p><p><b>　　歷史背景</b></p><p>

4、　　人們仿制絲綢產(chǎn)品的愿望由來已久．但都沒有獲得理想的結(jié)果。自滌綸纖維問世以來．由于其性能優(yōu)良．使仿絲綢產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)出現(xiàn)了一個嶄新的局面?？v觀滌綸仿真絲的發(fā)展，它經(jīng)歷了以下五個重要發(fā)展階段[1]:</p><p>　　(1)第一代。從1962年到1968年，致力于仿蠶絲的外觀。以異形截面絲、普通滌綸絲、強捻和假捻加工技術(shù)以及堿減量處理產(chǎn)品。產(chǎn)品有身骨和光澤。有滑爽感和良好的免燙性和抗縐性。</p>

5、<p>　　(2)第二代。從1969年到1973年，致力于徹底追求蠶絲的風格為主。陽離子可染型滌綸的開發(fā)是第二代產(chǎn)品的主要標志。它使滌綸仿真絲產(chǎn)品在纖維結(jié)構(gòu)和風格上更接近真絲產(chǎn)品．并開發(fā)了抗靜電和防污產(chǎn)品。</p><p>　　(3)第三代。從1973年到1978年，致力于更深一層次地仿蠶絲的外觀與美觀性。它以物理改性為中心，開發(fā)了高復(fù)絲、超復(fù)絲和交絡(luò)絲產(chǎn)品。細旦絲和混纖技術(shù)是第三代產(chǎn)品的主要標志。

6、同時．發(fā)展多角形異形截面絲，在染整技術(shù)上提高發(fā)色性、色澤深度和鮮艷度。因而，織物具有真絲綢般光澤．手感柔軟而蓬松．不易起球。 </p><p>　　(4)第四代。從1979年到1984年，致力于接近蠶絲的本質(zhì)。這個時期全力發(fā)展滌絲超細旦化、異形化、混纖技術(shù)并綜合應(yīng)用多種技術(shù)使滌絲具有真絲樣的絲鳴和光澤。以及良好的吸濕性和防污性。</p><p>　　(5)第五代。從1985年起，致力于“超

7、真絲綢產(chǎn)品”的開發(fā)。新一代的滌綸仿真絲綢除了繼續(xù)保持蠶絲般的優(yōu)良風格外．還著眼于“超”．即在某方面特色化，既集蠶絲風格之大成，又各具特色。</p><p><b>　　研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　目前，國內(nèi)仿真絲技術(shù)以堿減量法為主，無論是滌綸絲截面異形也好。細旦化也好。還是異收縮法也好．都離不開對滌綸絲的堿處理。以使纖維表面凹凸不平．從而獲得柔和的絲般的光澤

8、和好的吸濕性，以及增加絲鳴感。由于堿的使用，不但造成環(huán)境污染。給環(huán)境帶來壓力，同時消耗滌綸纖維，減小織物強力，增加成本。與建立和諧社會、構(gòu)造人與環(huán)境和諧相處的目標相悖。</p><p>　　國外在仿真絲方面多偏向利用天然原材料制造再生纖維素纖維而非合成纖維后整理加工方法，且國外技術(shù)已經(jīng)很成熟，達到了量產(chǎn)階段。</p><p><b>　　發(fā)展趨勢</b></p&

9、gt;<p>　　結(jié)合現(xiàn)在全世界倡導(dǎo)節(jié)能減排的背景下，在今后的技術(shù)開發(fā)方面應(yīng)該多以合成纖維搭配天然助劑使用，減少成本和對環(huán)境的破壞，與建立和諧社會、構(gòu)造人與環(huán)境和諧相處的目標相一致。其中絲素涂膜整理工藝改良滌綸仿真絲是一條新的思路，經(jīng)過絲素涂膜整理后的滌綸長絲表面覆蓋著一層對人體皮膚更具親和性的絲素薄膜，不僅大大增加了后續(xù)產(chǎn)品的舒適性，在外觀方面也有比較顯著的改善——絲素可以在常溫下很好的上色，色光也會像蠶絲般柔和。這一工

10、藝改良后的滌綸會更符合廣大人民大眾對紡織品的要求，同時也也符合了當前全世界倡導(dǎo)節(jié)能減排，構(gòu)造和諧社會的發(fā)展思路。相信這種技術(shù)工藝將會得到很廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)</p><p>　　如今，滌綸仿真絲的方法主要有以下幾種：</p><p>　　(1)普通滌綸長絲仿真絲技術(shù)。主要是結(jié)合織造，通過15％。35％堿減量加工以改善纖維手

11、感。提高仿真程度．滌綸纖維在熱強堿的作用下發(fā)生水解。使纖維表面受剝蝕而凹凸龜裂，組織松弛，纖維變細．重量減輕，織物的交織阻力下降，剛性變小從而得到天然真絲綢般柔軟的手感、柔和的光澤和良好的懸垂性能[2]。</p><p>　　(2)截面異形絲技術(shù)。蠶絲截面為三角形。其柔和光澤和纖細質(zhì)感主要來源于它的截面形狀。一般滌綸的截面是圓的，表面光滑，使纖維有蠟質(zhì)感．手感發(fā)硬，而且存在易臟、易起球、吸水性差、覆蓋性小等缺點。

12、如今，纖維斷面已從三角形發(fā)展到多角形、Y形、H形和星形等，可謂變化無窮。中空斷面也已問世[3]。這些異形絲能消除極光。使光澤柔和。改善手感；同時改善織物的透濕性、透氣性、抗污性等。其中以三角形和八葉形的綜合性能較好。</p><p>　　(3)細旦絲技術(shù)。真絲織物優(yōu)良的懸垂性、珍珠般的光澤和柔軟的手感很大一部分來源于比較細的纖度。因而，在滌綸仿真絲的研究中．細旦化是一個重要方向。真絲纖度很?。曳蔷鶆蛞恢?。這就要

13、求用細旦混纖絲來改善手感．實踐證實與異形絲技術(shù)相結(jié)合效果相當好。如日本尤尼吉可公司的Mixy仿真絲纖維就是單絲纖度為0.05~0.5 tex的混合絲。細旦滌綸仿真絲織物經(jīng)殼聚糖整理后．由于殼聚糖分子上存在大量的羥基和氨基．在織物上引人了親水性基團。使得吸濕性進一步提高．而且透氣性顯著提高[4]。</p><p>　　(4)纖維改性。在PET紡絲之初，在常規(guī)聚酯中加入陽離子染料可染聚酯(CDP)或易染聚酯 (ECD

14、P)，由于CDP或ECDP分子鏈中含有磺酸基等親水性基團．在經(jīng)過堿處理時．這部分聚酯更易水解，從而可在纖維表面形成眾多的微細凹槽結(jié)構(gòu)，增大纖維的表面積，提高纖維的吸濕排汗效果。另外．由于纖維表面凹凸不平．增大入射光的散射作用，從而使得纖維光澤柔和。更接近真絲的光澤；還可以增大纖維表面摩擦力，使之產(chǎn)生絲鳴效果[5]。 </p><p>　　(5)異收縮纖維。主要是增加膨松性豐滿感，采用不同縮率滌綸纖維組成的紗．制成

15、的織物具有蠶絲般的膨松柔軟手感。有兩種生產(chǎn)不同縮率的混合紗的方法．一種是將不同縮率水平的纖維或不同聚合物制成的纖維或在不同溫度下牽伸的滌綸纖維混合成平行結(jié)構(gòu)的紗：另一種則是串聯(lián)型纖維的混合。這類紗系是通過在纖維生產(chǎn)過程中．對纖維不規(guī)則熱定形而產(chǎn)生，從而使纖維呈現(xiàn)不規(guī)則收縮。如將這種織物在干熱收縮加工后再經(jīng)濕熱收縮加工，則這種雙收縮織物表面具有大的波紋和環(huán)圈．富有蠶絲般的膨松和懸垂性[2]。</p><p>　　(

16、6)紗線或織物表面粗糙法[2]。是使新型仿真絲綢深色化的方法，途徑有：在纖維高聚物制造階段，將惰性無機微粒(硅膠、磷化合物的堿土金屬鹽等)分散于高聚物中，之后紡絲并將此滌綸織物堿減量．利用堿對滌綸纖維與超微粒子溶解速度之差．使纖維表面形成微小的凹凸．從而有利于提高其表觀染深性：以輝光放電的低溫等離子體處理滌綸纖維表面，使其形成微小的凹凸。這種物理性腐蝕也叫灰化法。</p><p>　　和其他仿真絲技術(shù)不同，用絲素

17、涂膜整理方法來仿真絲這個方法起步得比較晚，近些年也得到了快速的發(fā)展。</p><p>　　絲素共混研究最新研究動態(tài)</p><p>　　1 絲素蛋白（SF）聚乙烯醇PVA共混膜</p><p>　　由于SF是一種無毒、無害的高聚物，具有優(yōu)良的成膜性能和力學(xué)性能,同時又具有親水性。孫東豪選擇幾種不同聚合度的PVA與SF共混，研究了共混膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)、相容性、透氣透水性和

18、力學(xué)性能，探討了PVA改性SF膜用作創(chuàng)面膜的可行性。結(jié)果表明，由于PVA與SF的相容性較差，導(dǎo)致膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化依賴于膜中組分的相對含量，以及共混膜的力學(xué)性能依賴于膜結(jié)構(gòu)的變化，同時也使得共混膜不能滿足在保持一定的抗張強度條件下，又兼有良好的柔韌性的要求。因此上述共混膜還不能直接用作創(chuàng)面保護膜。如果能夠克服PVA與SF的共混相容性差的缺陷，那么性能完善后的共混膜具有潛在的應(yīng)用前景。</p><p>　　無論是天然

19、絲素還是再生絲素都與聚乙烯醇是不相容的，他們的共混膜都有明顯的相分離現(xiàn)象出現(xiàn)。Tanaka等觀察到絲素/PVA共混膜的微相分離區(qū)隨PVA聚合度的增加而增大。因此有關(guān)這方面的研究，還有待繼續(xù)深入研究。</p><p>　　2 絲素/ 聚乙二醇共混膜</p><p>　　聚乙二醇（PEG）以化學(xué)鍵的形式和絲素結(jié)合后所成的共混膜的親水性比純絲素膜的大。與純絲素膜相比，由于共混膜的高親水性和PEG

20、鏈在水中的高遷移率使該共混膜可以抑制成纖維細胞的粘附和生長。如將丙烯酸酯封端的聚乙二醇在絲素水溶液中用光引發(fā)聚合，則得到的半互穿網(wǎng)絡(luò)共混膜的拉伸強度及伸長度比純絲素膜和單純絲素/PEG膜大得多，而且隨PEG 的含量增加而增大，膜中絲素與PEG間形成了氫鍵，使得絲素分子構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊結(jié)構(gòu)。該材料可用于制備如人造皮膚等生物醫(yī)用材料。</p><p>　　3 絲素/聚氨酯共混膜</p><p&g

21、t;　　聚氨酯是一類在生物醫(yī)學(xué)材料中廣泛應(yīng)用的聚合物，由于其獨有的微相分離結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的物理機械性能如高彈低模、耐撓曲性等，而且具有較好的血液相容性，因而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用器械、人工器官、蛋白質(zhì)材料的改性及蛋白質(zhì)的分離與鑒定等。王曉英等采用絲素（SF）溶液和陰離子型水性聚氨酯（APU）混合制成透明的薄膜，研究了不同共混比例的SF/APU, 共混膜的結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)果表明，共混膜中絲素的結(jié)晶度由于聚氨酯的加入，β-結(jié)構(gòu)有所提高；隨著絲素含量

22、的增加，共混膜的拉伸斷裂強度和初始模量提高，拉伸斷裂伸長率減??；壓縮線性度隨聚氨酯含量的增加而減小，共混膜的柔軟性提高。因此我們可以通過控制聚氨酯的含量，來制備具有不同力學(xué)性能的共混膜，適應(yīng)不同應(yīng)用的需要。</p><p>　　4 絲素/海藻酸鈉共混膜</p><p>　　Liang等用傳統(tǒng)的方法制備了絲素& 海藻酸鈉共混膜，并考察了膜的諸如斷裂伸長度、斷裂強度、吸水性及熱穩(wěn)定性等

23、物理性質(zhì)。他們認為，共混膜中的兩個組分間形成了氫鍵，使得絲素膜的吸水性、機械性能及熱穩(wěn)定性由于與海藻酸鈉共混而得到極大的改善。如含有50%海藻酸鈉的共混膜的吸水性比純絲素膜高66%。而含30%海藻酸鈉的共混膜的斷裂強度最大，膜的斷裂伸長度與海藻酸納的含量成正比。</p><p>　　5 絲素/殼聚糖共混膜</p><p>　　殼聚糖是甲殼素的脫?；a(chǎn)物，也是一種天然高分子，具有良好的生物相

24、容性。當絲素與殼聚糖共混后，由共混膜的FTIR光譜圖可知，兩者之間并未形成新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其峰形的變化可能與氫鍵的形成有關(guān)，而殼聚糖和絲素處于相容的共混狀態(tài)。通過對殼聚糖膜、絲素膜及共混膜三種膜的DSC圖譜分析可以發(fā)現(xiàn)，共混膜在68.9°C 和276°C有兩個吸熱峰。且它們均低于絲素膜的兩個吸熱峰（71.1°C和287.2°C），這不同于殼聚糖膜的吸熱峰73.5°C和放熱峰293.1

25、76;C，表明絲素和殼聚糖之間是相容的。共混膜的溶脹實驗同樣說明了殼聚糖大大改善了絲素膜的吸水性，且共混膜對水的吸附能力隨膜中殼聚糖含量的增加而增強，這是出于殼聚糖中含有氨基和羥基等吸水基團，因而改善了絲素膜的吸水性能。</p><p>　　6 絲素/聚丙烯酰胺（PAAM）共混膜</p><p>　　聚丙烯酰胺（PAAM）是一種水溶性的合成高分子，由于分子內(nèi)含有大量的酰胺基，因而也適合于絲

26、素共混。Freeddi G認為由于PAAM中的酰胺基因能與絲素中的酰胺及其它側(cè)基形成分子間氫鍵，當PAAM加入到絲素中時，能擾亂絲素分子中原有的分子氫鍵模式，使共混膜的熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能較純絲素膜有所改善。由于PAAM也具有良好的生物相容性，預(yù)料這種共混膜在生物醫(yī)藥和制藥工業(yè)上有著誘人的前景。</p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法、技術(shù)路線及研究難點，預(yù)期達到的目標</p>&l

27、t;p><b>　　研究內(nèi)容</b></p><p>　　本課題擬建立一種用絲素涂膜來仿真絲的設(shè)計理念和加工工藝路線。主要研究內(nèi)容包括：</p><p>　?。?）各種交聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）討論不同的交聯(lián)劑與滌綸的交聯(lián)能力。</p><p>　　（3）討論包覆后的滌綸的物理機械性能的變化及絲

28、素膜的穩(wěn)定性。</p><p>　　（4）選擇合適的交聯(lián)劑及涂層工藝，使得涂層率能達到10%左右。</p><p><b>　　研究方法和技術(shù)路線</b></p><p><b>　?。?）研究方法</b></p><p>　　擬在廣泛參考國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，采用資料分析、實驗研究相結(jié)合的方法，根據(jù)

29、生產(chǎn)實踐與市場需求建立一種用絲素涂膜來仿真絲的設(shè)計理念和加工工藝路線。</p><p><b>　?。?）技術(shù)路線</b></p><p>　　第一步，在教師指導(dǎo)下初步選題；本課題選用波紋花式紗的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能研究；第二步，通過查找相關(guān)文獻和論文，并通過閱讀整理相關(guān)內(nèi)容并撰寫開題報告；第三步，初步確定實驗所用儀器設(shè)備及試驗方法，設(shè)定實驗的工藝參數(shù)；；第四步，進行試驗，

30、分析試驗數(shù)據(jù)得出最佳方案；第五步，撰寫畢業(yè)論文；第六步，畢業(yè)論文的修改與定稿。</p><p>　　四、論文詳細工作進度和安排</p><p>　　第3周 開題報告完成并進行開題報告答辯工作</p><p>　　第4~11周 畢業(yè)論文合成實驗工作</p><p>　　第12周~第15周 分析測試工作</p><p>

31、;　　第16周 撰寫論文</p><p><b>　　五、主要參考文獻</b></p><p>　　[1] 周宏湘.滌綸仿真絲綢制造和印染[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1990.9.1-4.</p><p>　　[2] 周宏湘.滌綸仿真絲綢發(fā)展的新趨向[J]四川絲綢,1997,(3)．</p><p>　　[3] 黃

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33、;<p>　　[7] 周鳳娟,許時嬰,王璋.可溶性絲素蛋白的結(jié)構(gòu)研究[J].絲綢,2003.8:2325.</p><p>　　[8] W.-S.Ha,S.-K.Oh,J.-H.Kim. Effect of structural changes on the surface characteristics of regenerated[J].Transaction,1987.43(11):587-5

34、94.</p><p>　　[9] 李景奎.蠶絲的分子結(jié)構(gòu)[J].生物學(xué)通報，1998.33(12):21.</p><p>　　[10] 楊恩寧等.納米CaCO3EVA/PP共混制備多孔聚丙烯纖維[J].合成纖維,2007.(2)．</p><p>　　[11] 王坤龍.胺解滌綸織物絲素涂膜整理交聯(lián)劑的篩選[J].天津成人高等學(xué)校聯(lián)合學(xué)報,2004,(9)．<

35、;/p><p>　　[13] E. A. Sviderskii. Use of ceramic coatings for yarn guides in equipment for processing man-made fibers[J]. Khimicheskie Volokna,1989.(5):58-59.</p><p>　　[14] Andrea glawe，Andreas gies