桑蠶絲織物抗紫外老化性能研究.pdf

1、蠶絲纖維是一種天然蛋白質(zhì)纖維，以其光澤柔和、輕柔保暖、舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“纖維皇后”。然而由于蠶絲本身耐光性差的特點(diǎn)，使其在使用過程中極易發(fā)生老化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其使用壽命。太陽光中紫外線輻射是引起蠶絲發(fā)生老化的主要因素之一。為探明桑蠶絲織物在紫外光老化過程中的老化特征及老化機(jī)理，本課題選取桑蠶絲織物(電力紡和雙縐)為主要實(shí)驗(yàn)對象，采用室外自然紫外老化和室內(nèi)人工加速紫外老化兩種方式對桑蠶絲織物進(jìn)行紫外光老化處理，研究桑蠶絲織物在紫外光

2、老化過程中纖維結(jié)構(gòu)與織物性能的變化規(guī)律。同時(shí)，分析室外自然紫外老化實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)人工加速紫外老化實(shí)驗(yàn)之間的相關(guān)性，對室外自然老化過程中桑蠶絲織物老化力學(xué)性能進(jìn)行建模與預(yù)測分析。
　　 本文采用室外自然紫外老化和室內(nèi)人工加速紫外老化兩種實(shí)驗(yàn)方法對桑蠶絲織物進(jìn)行紫外光老化處理，對桑蠶絲織物老化前后的外觀形態(tài)、顏色、光澤、泛黃程度、紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值、力學(xué)性能以及纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)、熱轉(zhuǎn)變特性、氨基酸組成變化等方面，系統(tǒng)研究了老化時(shí)間、人工

3、汗液(酸性汗液和堿性汗液)、紫外線輻照度以及氧氣等外部因素對桑蠶絲纖維結(jié)構(gòu)、織物性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明：桑蠶絲織物的白度值和光澤度隨老化時(shí)間的延長呈緩慢地下降趨勢，自然老化150d，白度值和對比光澤度分別下降了60％和70％左右；對于桑蠶絲織物表面的泛黃程度，采用黃變指數(shù)進(jìn)行表征，織物的黃變指數(shù)隨老化時(shí)間的延長呈緩慢地上升趨勢；力學(xué)性能分析可知，自然老化150d，織物斷裂強(qiáng)力損失達(dá)到90％以上；人工汗液、紫外光輻照度、

4、氣體氛圍對桑蠶絲織物力學(xué)性能的影響為：堿性汗液>酸性汗液，夏季>春季，氧氣>氮?dú)猓患t外光譜分析發(fā)現(xiàn)，酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ等特征峰強(qiáng)度減弱，老化150d，桑蠶絲紅外光譜特征峰消失；纖維結(jié)晶度隨老化時(shí)間的延長呈先增后減的趨勢；纖維內(nèi)部構(gòu)象未發(fā)生明顯變化；熱分析圖譜表明，在270℃～350℃之間出現(xiàn)明顯的吸熱峰，且整個(gè)熱分解過程的重量損失率達(dá)到60％～70％；氨基酸組成分析可知，紫外老化過程中，桑蠶絲內(nèi)氨基酸含量出現(xiàn)不同程度的下降，自然老化150d

5、，酪氨酸、組氨酸及賴氨酸含量下降幅度最大，分別達(dá)到75.21％、96.74％及53.52％；人工汗液對桑蠶絲氨基酸含量的影響：堿性汗液>酸性汗液。
　　 本文運(yùn)用曲線回歸分析的方法，從桑蠶絲織物表面白度、黃變指數(shù)及力學(xué)性能三方面分析可知，桑蠶絲織物室外自然紫外老化實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)人工加速紫外老化實(shí)驗(yàn)之間具有明顯的相關(guān)性。但從桑蠶絲織物不同性能變化方面表征時(shí)，兩種老化方式之間的相關(guān)性因子各不相同，且因織物品種不同，相關(guān)性因子也不同。

6、r>　　 本文運(yùn)用灰色理論、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別對桑蠶絲織物的室外自然老化力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測分析。研究結(jié)果表明，采用灰色理論模型中的GM(1，1)模型、殘差GM(1，1)模型及動態(tài)等維GM(1，1)模型進(jìn)行預(yù)測比較可知，動態(tài)等維GM(1，1)模型的預(yù)測效果最優(yōu)；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則直接建立了室外自然老化過程中影響因素(平均溫度、相對濕度、風(fēng)速、紫外線強(qiáng)度及日照時(shí)數(shù))與織物力學(xué)性能之間的非線性關(guān)系。此外，以相對誤差為評價(jià)指標(biāo)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比灰色模型