芭蕉纖維的制取和紡紗性能研究.pdf

1、我國(guó)的芭蕉香蕉纖維資源非常豐富,目前我國(guó)每年被丟棄的香蕉和芭蕉莖葉廢棄物超過(guò)200萬(wàn)噸,其中可提取的香蕉和芭蕉纖維在10萬(wàn)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(xì)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(duì)芭蕉莖纖維的化學(xué)成分進(jìn)行了定量分析,對(duì)芭蕉纖維的化學(xué)脫膠機(jī)理作了探討,并在此基礎(chǔ)上參考麻類脫膠

2、的方法,針對(duì)芭蕉莖自身的特點(diǎn),摸索出一套適合芭蕉莖纖維的化學(xué)脫膠工藝。對(duì)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(jìn)行研究;最后在制取芭蕉纖維的基礎(chǔ)上對(duì)芭蕉纖維的紡紗性能做了初步的研究。
　　通過(guò)研究分析得出以下結(jié)論:
　　(1)通過(guò)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(guò)程中,對(duì)雙氧水用量和氧化時(shí)間分別進(jìn)行單因子實(shí)驗(yàn);在堿煮中,對(duì)氫氧化鈉用量和堿煮時(shí)間分別進(jìn)行單因子實(shí)驗(yàn)。單因子試驗(yàn)確定了各因子的工藝范圍,并在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出最優(yōu)工藝:H2O2用量:10%,氧化時(shí)間:3h,NaO

4、H用量:10%,堿煮時(shí)間:4h;
　　(4)后處理采用商用膨松劑BK100對(duì)堿煮后的纖維進(jìn)行膨松處理,膨松劑用量3%;
　　(5)以前期實(shí)驗(yàn)總結(jié)最優(yōu)工藝為中心實(shí)驗(yàn)點(diǎn),確定了以氧化時(shí)間為3h,其它三因子為變量的三因子二次通用旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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(shí)間:4.2315h;所得纖維性能:殘膠率:4.98%,強(qiáng)度:4.73cN/dtex

5、,細(xì)度:0.57tex。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了前期實(shí)驗(yàn)總結(jié)的最優(yōu)工藝方案,即最優(yōu)工藝在中心實(shí)驗(yàn)點(diǎn)附近;
　　(6)由比重瓶法測(cè)得芭蕉纖維的密度為1.45g/cm3;通過(guò)對(duì)芭蕉纖維的吸濕放濕性能的測(cè)試發(fā)現(xiàn),在溫度20℃±2℃,相對(duì)濕度65%±3%的條件下180min左右達(dá)到吸濕平衡,平衡回潮率為8.57%左右,270min左右達(dá)到放濕平衡,平衡回潮率為12.87%左右;
　　(7)通過(guò)對(duì)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(guò)對(duì)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(tuán)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(duì)芭蕉纖維進(jìn)行純紡和其與棉混紡的試紡研究得出:經(jīng)過(guò)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