絲綿材料的正硅酸乙酯改性研究.pdf

1、　　蠶絲享有纖維“皇后”的美譽(yù),以其卓越的品質(zhì)、深厚的文化底蘊(yùn)聞名于世。近年來(lái),隨著人民生活質(zhì)量的日益改善,生態(tài)環(huán)保意識(shí)、保健意識(shí)的逐漸加強(qiáng),繭絲綢天然產(chǎn)品的回歸順應(yīng)了市場(chǎng)的消費(fèi)需求,特別是異軍突起的絲綿產(chǎn)品備受消費(fèi)者的青睞。但絲綿產(chǎn)品在使用一段時(shí)間后,常會(huì)出現(xiàn)泛黃、纏結(jié)、粘連等缺點(diǎn),影響其服用功能。因此,提高絲綿材料的生產(chǎn)技術(shù)和科研開發(fā)水平,合理改性絲綿纖維,增加絲綿產(chǎn)品的內(nèi)在價(jià)值和附加值,使其性能更優(yōu)良,功能更豐富,將有利于增強(qiáng)絲綿

2、產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
　　本課題利用正硅酸乙酯(TEOS)溶膠-凝膠法改善絲綿材料的壓縮性能、保暖性能等,對(duì)比改性過程中使用不同催化劑的反應(yīng)機(jī)理及效果,探究實(shí)驗(yàn)過程中各工藝條件對(duì)改性絲綿材料增重率的影響,并利用正交試驗(yàn)分析各實(shí)驗(yàn)因素水平對(duì)絲綿材料服用功能的綜合影響,總結(jié)出改性絲綿材料的優(yōu)化工藝。為進(jìn)一步提高TEOS在NH4OH催化作用下改性絲綿材料的效果,提出先對(duì)絲綿進(jìn)行微溶預(yù)處理后再進(jìn)行改性的舉措。同時(shí)使用掃描電鏡、傅立葉變換紅

3、外光譜、單纖維強(qiáng)力儀測(cè)試分析改性處理對(duì)絲綿纖維微觀形貌、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及機(jī)械力學(xué)性能等方面的影響。研究結(jié)果表明：
　　(1)用TEOS溶膠-凝膠法改性處理絲綿材料,可以改善其壓縮性能、保暖性能,且保持較好的吸、放濕性能。選用HCl作催化劑時(shí)的改性效果優(yōu)于NH4OH作催化劑時(shí),在前者的改性過程中,用水量對(duì)絲綿材料高濕度下的壓縮率、壓縮回彈率有顯著影響,超聲波處理時(shí)間的影響次之,HCl濃度和醇用量的影響則很?。欢湮?、放濕性能顯著受HC

4、l濃度的影響；
　　(2)使用不同的催化劑,TEOS溶膠-凝膠法改性絲綿材料的機(jī)理不同。在HCl催化作用下,TEOS 水解聚合后在絲綿纖維上生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 SiO2,它以膜狀形式包覆在纖維的表面,改性后纖維的增重明顯。在 NH4OH 催化下,TEOS 溶膠-凝膠法獲得小分子量的顆粒狀 SiO2,它在超聲波作用下,可以少量地填埋進(jìn)入絲綿纖維的微孔中；
　　(3)絲綿材料經(jīng)TEOS溶膠-凝膠法改性處理后,纖維內(nèi)部的部分無(wú)

5、規(guī)則構(gòu)象向β-折疊轉(zhuǎn)變,新的氫鍵、共價(jià)鍵在絲綿分子之間和肽鏈之間生成,絲綿的分子結(jié)構(gòu)變得更為緊密,分子取向度、結(jié)晶度增大,纖維的強(qiáng)度、初始模量增大,蠕變和應(yīng)力松弛曲線變得緩和。這些現(xiàn)象在以NH4OH為催化劑時(shí),不同的TEOS溶膠-凝膠法改性工藝之間表現(xiàn)出明顯的差異,且其纖維強(qiáng)度、初始模量的增大程度與纖維上 SiO2的增重率成正相關(guān)的關(guān)系,故以NH4OH為催化劑,提高TEOS改性絲綿時(shí)其纖維上SiO2的含量,可進(jìn)一步提高改性效果；