芭蕉纖維的制取和紡紗性能研究.pdf

1、我國的芭蕉香蕉纖維資源非常豐富,目前我國每年被丟棄的香蕉和芭蕉莖葉廢棄物超過200萬噸,其中可提取的香蕉和芭蕉纖維在10萬噸以上,具有極大的開發(fā)利用潛力。但是,由于在芭蕉纖維的制取技術(shù)上未有突破,目前僅能得到細度在200~500公支(5~2tex)的粗纖維,只能用于制作繩索和麻袋等低檔產(chǎn)品,其大規(guī)模開發(fā)利用受到極大限制。本文主要做了以下工作,對芭蕉莖纖維的化學(xué)成分進行了定量分析,對芭蕉纖維的化學(xué)脫膠機理作了探討,并在此基礎(chǔ)上參考麻類脫膠

2、的方法,針對芭蕉莖自身的特點,摸索出一套適合芭蕉莖纖維的化學(xué)脫膠工藝。對本工藝制取的芭蕉纖維的基本物理性能和纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)進行研究;最后在制取芭蕉纖維的基礎(chǔ)上對芭蕉纖維的紡紗性能做了初步的研究。
　　通過研究分析得出以下結(jié)論:
　　(1)通過芭蕉莖纖維的化學(xué)成分定量分析發(fā)現(xiàn):芭蕉莖纖維中纖維素含量60％左右,木質(zhì)素含量在12%左右,半纖維素含量25%左右,由芭蕉莖纖維的化學(xué)成分可知芭蕉莖纖維膠質(zhì)的主要成分是木質(zhì)素和半纖維素;

3、
　　(2)由于芭蕉莖纖維比較粗硬,本文制定了一套先氧化后堿煮再后處理的化學(xué)脫膠工藝路線:試樣準(zhǔn)備→氧化→水洗→堿煮→酸洗→水洗→后處理→水洗→打纖→水洗→抖松→脫水→給油→脫水→烘干→開松;
　　(3)在氧化過程中,對雙氧水用量和氧化時間分別進行單因子實驗;在堿煮中,對氫氧化鈉用量和堿煮時間分別進行單因子實驗。單因子試驗確定了各因子的工藝范圍,并在前期實驗的基礎(chǔ)上總結(jié)出最優(yōu)工藝:H2O2用量:10%,氧化時間:3h,NaO

4、H用量:10%,堿煮時間:4h;
　　(4)后處理采用商用膨松劑BK100對堿煮后的纖維進行膨松處理,膨松劑用量3%;
　　(5)以前期實驗總結(jié)最優(yōu)工藝為中心實驗點,確定了以氧化時間為3h,其它三因子為變量的三因子二次通用旋轉(zhuǎn)實驗。優(yōu)化實驗結(jié)果表明,芭蕉莖纖維最優(yōu)化學(xué)脫膠工藝為:H2O2用量:9.6822%,NaOH用量:9.4891%,堿煮時間:4.2315h;所得纖維性能:殘膠率:4.98%,強度:4.73cN/dtex

5、,細度:0.57tex。優(yōu)化實驗結(jié)果驗證了前期實驗總結(jié)的最優(yōu)工藝方案,即最優(yōu)工藝在中心實驗點附近;
　　(6)由比重瓶法測得芭蕉纖維的密度為1.45g/cm3;通過對芭蕉纖維的吸濕放濕性能的測試發(fā)現(xiàn),在溫度20℃±2℃,相對濕度65%±3%的條件下180min左右達到吸濕平衡,平衡回潮率為8.57%左右,270min左右達到放濕平衡,平衡回潮率為12.87%左右;
　　(7)通過對芭蕉纖維的光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡(SEM)照片

6、研究,發(fā)現(xiàn)芭蕉纖維縱向光滑,截面具有中腔,呈圓形、腰圓形和橢圓形;
　　(8)通過對芭蕉纖維的紅外光譜圖和X射線衍射的研究分析,表明芭蕉纖維的特征基團與纖維素纖維相類似,其結(jié)晶度為56.01%,取向度為0.799;
　　(9)對芭蕉纖維進行純紡和其與棉混紡的試紡研究得出:經(jīng)過適當(dāng)預(yù)處理,芭蕉纖維可以具有較好的紡紗性能,可以紡制出具有較高質(zhì)量的純紡和混紡的紗線。芭蕉纖維是一種新型的天然纖維素纖維,本文在芭蕉纖維的性能和制取以及