單根竹纖維性能與制取方法關(guān)系的研究.pdf

1、單根竹纖維作為竹材最主要的承載單元，其性能對(duì)竹材以及竹纖維的利用有重要的意義，同時(shí)，單根纖維的性能與纖維的制備工藝密切相關(guān)。以單根纖維作為紐帶，建立適宜各自領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品最優(yōu)化的纖維制備工藝將成為竹纖維產(chǎn)業(yè)今后發(fā)展的主要方向之一。
　　本研究在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，以一年生慈竹為研究對(duì)象，研究了硝酸+氯酸鉀、次氯酸鈉、雙氧水+冰醋酸、氫氧化鈉、硫酸鹽法五種實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)方法和機(jī)械剝離方法制取的纖維及取自工廠的硫酸鹽漿、化機(jī)漿纖維在纖維

2、形態(tài)、化學(xué)成分、表面潤(rùn)濕性、力學(xué)性能四個(gè)方面的性能區(qū)別。同時(shí)，研究了同種制取方法不同纖維、不同溫度、不同濕度對(duì)單根纖維接觸角的影響。
　　通過(guò)研究得出以下結(jié)論：
　　1．制取方法對(duì)單根竹纖維性能影響方面
　　（1）硝酸+氯酸鉀制取纖維時(shí)間短，部分纖維有中空，斷裂伸長(zhǎng)率最低，為1.84％；次氯酸鈉制取的纖維部分有中空，彈性模量最高，為41.99GPa；雙氧水+冰醋酸制取的纖維沒(méi)有中空，纖維拉伸強(qiáng)度最大，為1776MPa；

3、氫氧化鈉制取的纖維彈性模量最低，為19.6GPa；硫酸鹽法制取的纖維無(wú)中空，拉伸強(qiáng)度、彈性模量及斷裂伸長(zhǎng)率都較高；硫酸鹽漿纖維無(wú)中空，拉伸強(qiáng)度、彈性模量較低，但斷裂伸長(zhǎng)率較高；化機(jī)漿纖維有中空且中空較大，拉伸強(qiáng)度最低，為519MPa，斷裂伸長(zhǎng)率最高，為4.58%；機(jī)械剝離的纖維部分表面撕裂嚴(yán)重，彈性模量及斷裂伸長(zhǎng)率較高，但拉伸強(qiáng)度較?。?br>　?。?）幾種制取方法對(duì)纖維素的影響都比較小，硝酸+氯酸鉀、雙氧水+冰醋酸、硫酸鹽法移除了幾乎

4、全部木質(zhì)素，次氯酸鈉除去了大部分木質(zhì)素，氫氧化鈉制取的纖維及硫酸鹽漿、化機(jī)漿纖維殘余木質(zhì)素最多；次氯酸鈉、氫氧化鈉、硫酸鹽法降解了幾乎全部半纖維素，化機(jī)漿和硫酸鹽漿也不含半纖維素，而硝酸+氯酸鉀、雙氧水+冰醋酸只降解了部分半纖維素；同時(shí)，制取方法對(duì)單根纖維接觸角影響不顯著；
　　2．超聲波的影響方面
　?。?）超聲波協(xié)助離析能夠縮短離析時(shí)間，且對(duì)分離時(shí)間短的制取方法影響較明顯。除了硝酸+氯酸鉀，超聲波使得纖維的平均橫截面積、

5、平均中空面積、平均實(shí)質(zhì)面積都減小，且次氯酸鈉的平均橫截面積、平均中空面積減小最顯著。對(duì)于同一種制取方法，超聲波對(duì)纖維的化學(xué)成分影響較小；同時(shí)，超聲波使得單根纖維接觸角呈減小趨勢(shì)。
　　（2）超聲波對(duì)于單根纖維的力學(xué)性能影響也因制取方法的不同而不同。超聲波對(duì)次氯酸鈉和雙氧水+冰醋酸離析的纖維有顯著性影響，使得次氯酸鈉離析的纖維彈性模量和由雙氧水+冰醋酸離析的纖維的拉伸強(qiáng)度都減?。怀曁幚硎沟貌煌椒ㄖ迫〉睦w維斷裂伸長(zhǎng)率趨于一致。

6、r>　　3．單根纖維接觸角影響因素方面
　?。?）環(huán)境溫濕度對(duì)不同種類單根纖維接觸角的影響不同。對(duì)于類似慈竹纖維的天然纖維，環(huán)境的溫濕度對(duì)其接觸角影響較顯著，其中濕度影響更為明顯；對(duì)于類似竹粘膠纖維的再生纖維素纖維，環(huán)境的溫度幾乎不影響其接觸角，但濕度對(duì)于其接觸角影響較明顯；對(duì)于類似滌綸的合成纖維，環(huán)境的溫濕度對(duì)其接觸角影響較小，濕度幾乎沒(méi)有影響；（2）不同方法制取同一種纖維，單根纖維的接觸角差別不明顯；不同種類纖維，相同制取方法