高温脱胶对棉秆皮纤维成分与结构的影响

研究棉秆皮纤维高温脱胶技术,讨论高温时NaOH用量对棉秆皮纤维成分与结构的影响。通过SEM、FT-IR、XRD对棉秆皮纤维高温脱胶前后的表面形态、聚集态结构进行了表征。通过测定脱胶后的黑液残碱量表明反应是否充分。对脱胶后的棉秆皮纤维进行断裂强力测试和热性能分析,从中得出脱胶效果较好的工艺参数。实验结果表明:高温脱胶后棉秆皮纤维半纤维素和木质素下降明显,纤维素含量接近93%;棉秆皮纤维的断裂强力和热稳定性与碱用量有关。

柔韧棉秆皮纤维/PLA复合材料的制备与性能

采用抄造与热压相结合的方法,制备了薄且柔韧的棉秆皮纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。该复合材料是由聚乳酸包覆、填充的棉秆皮纤维网,具有较好的柔韧性。研究了棉秆皮纤维与聚乳酸质量比和热压时间对复合材料结构、拉伸性能和弯曲刚度的影响。结果表明,棉秆皮纤维与PLA质量比为1/1,热压15 min(温度190℃)为最佳条件。该条件制得的复合材料厚(0. 126±0. 006) mm,干、湿态下的拉伸强度分别为12. 15、4. 88 MPa,断裂伸长率分别为1. 55%、1. 5%,杨氏模量分别为1 126、508 MPa,弯曲刚度为0. 35 N·cm2/cm。该研究为纤维增强热塑性复合材料的制备方法提供了新的思路,也有利于提高废弃棉秆皮的利用率。

棉秆皮剥取方法对棉秆皮纤维性能的影响:

提取棉秆皮纤维用做纺织原料是棉秆皮利用途径之一,但棉秆皮剥取方式要快速便捷,同时不能过于损伤纤维.设计不同的棉秆皮剥取方式,测试各方式所剥取的棉杆皮的剥净度、剥取长度、棉秆皮束纤维的断裂强力等,进行初步判断不同剥皮方法的优劣.通过进一步测试不同剥取方式的棉秆皮在脱胶后其工艺纤维的断裂强力、细度、残胶率等性能,研究可行的棉秆皮剥取方法.

蒸汽闪爆—亚氯酸钠—碱处理三步法制备棉秆皮纤维研究

采用蒸汽闪爆—亚氯酸钠—碱处理三步法制备棉杆皮纤维。通过FT-IR、SEM、XRD等研究了所制备棉杆皮纤维的成分、表面形态、结晶结构,保水性能和拉伸性能等。结果表明,蒸汽闪爆—亚氯酸钠—碱处理法制得的棉秆皮纤维表面洁净,长度为57mm,细度为28dtex,断裂强度为2.47cN/dtex,结晶指数为74.56。

棉秆皮纤维素纤维的梳理与细化

为获得线密度较小的棉秆皮纤维,根据棉秆皮纤维素纤维的结构形态,采用单一罗拉梳理、单一盖板梳理、罗拉-盖板组合梳理方法对棉秆皮纤维进行机械细化处理。结果表明:棉秆皮纤维梳理之前需要进行加水并闷放12 h;对于单一罗拉梳理方法,在加水量为纤维质量的25%时,梳理后棉秆皮纤维平均长度39.7 mm、平均线密度2.42 tex;对于单一盖板梳理方法,在加水量为纤维质量的15%时,梳理后棉秆皮纤维的平均长度37.7 mm、平均线密度2.2 tex;对于加水量为纤维质量的25%的棉秆皮纤维素纤维,采用罗拉梳理2次-盖板梳理1次组合梳理方法,梳理细化后纤维平均线密度为1.9 tex,平均长度为39.6 mm,平均落纤长度为15.9 mm以及平均落纤线密度为3 tex。

分次闪爆对棉秆皮纤维结构和性能的影响

为了提升棉秆皮的分离效果,提出了一种简便、有效的分次闪爆的棉秆皮分离方式。研究了延长保压时间闪爆和分次闪爆的纤维表面形貌差异以及分次闪爆次数对棉秆皮纤维结构、性能和分离效果的影响。结果表明,分次闪爆法提高了高温高压水蒸气喷射对棉秆皮纤维分离的作用,减少了高温对纤维的损伤。分次闪爆最佳次数为3次,所得纤维得率为32.45%,长度47.7 mm,细度50.4 dtex,长径比726.9,纤维素含量68.5%,断裂强度2.2 cN/dtex;纤维分离效果好,可用于复合材料。

低木质素含量棉秆皮纤维的提取和表征

为了实现棉秆皮纤维在纺纱上的应用,该文在150℃以上的温度下用质量分数为4%的碱从棉秆皮中提取了纤维,测定了温度和时间对棉秆皮纤维细度、木质素质量分数及力学性能的影响。将棉秆皮纤维与棉按质量比30/70的比例进行混纺,研究了木质素的质量分数对混纺纱性能的影响。结果表明:随着温度的升高和时间的延长,棉秆皮纤维的细度和木质素质量分数逐渐下降。但是,当温度升高至170℃后,棉秆皮纤维的断裂强度迅速降低。160℃、60 min提取的纤维性能较理想:纤维细度28.3 dtex、木质素质量分数4.5%、断裂强度1.8 c N/dtex、杨氏模量46 c N/dtex。与闪爆及常压碱处理等方法相比,高温方法提取的纤维木质素质量分数低60%以上。棉秆皮纤维的木质素质量分数从5.5%降至4.5%后,混纺纱的条干变异系数和毛羽指数分别降低了75.1%和29.6%,而断裂强度和伸长率分别提高了11.1%和9.8%。高温提取的棉秆皮纤维可纺出细度为22.4 tex、断裂强度为12.0 c N/tex的纱线。

长绒棉/棉秆皮纤维混纺纱的纺纱工艺及性能探讨

探讨了长绒棉棉秆皮纤维/混纺纱的纺纱工艺。针对棉秆皮纤维细度粗及刚性大的特点,介绍了混纺纱的纺纱工艺流程及各工序采取的工艺措施。结果显示,选择精梳长绒棉并辅以一定比例的棉秆皮纤维混纺对纺纱有利。

棉秆皮纤维增强聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及降解性能研究

棉秆皮纤维(CSBF)经过梳棉机梳理后,作为增强纤维,可通过增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备复合材料。研究了热压工艺条件对复合材料力学性能的影响以及复合材料的降解性能。结果表明:复合材料热压工艺的最佳条件:压力2MPa、温度140℃、时间20min、纤维含量40%。PBS基质中增强CSBF可以在一定程度上提高复合材料的力学性能和热学性能。复合材料水降解实验表明,复合材料表面有严重的破损,出现絮状的空洞,内部的CSBF发黑,质量减轻。

超声波微波辅助TMAOH细化棉秆皮纤维研究

超声波/微波协同处理技术(SUMAT)是一种新型的强化加工方法,采用此方法辅助有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)对蒸汽闪爆(SE)预处理后的棉秆皮纤维进行后处理,以期获得高长径比的棉秆皮纤维。考察了超声波/微波功率、时间、温度及有机碱浓度等工艺参数对棉秆皮纤维的强度以及长径比的影响。结果表明:棉秆皮经SE预处理后,纤维的细度约59dtex,长径比957,断裂强度约2.15cN/dtex。随后的SUMAT/TMAOH协同处理优化后的工艺条件为,超声波功率600W,TMAOH浓度2%,处理时间60min,温度70℃。经此工艺处理后,棉秆皮纤维的脂蜡质、果胶和水溶物总量下降较大,半纤维素含量减少更多,纤维素含量提高到约67.3%,细度约34dtex,长径比1169,断裂强度约2.85cN/dtex。棉秆皮木质素含量在预处理、后处理前后均没有明显变化。与现有方法相比,主要通过去除亲水性半纤维素、果胶、水溶物等,同时保留疏水性木质素而制得高长径比、高断裂强度的棉秆皮纤维,因此更适合用作热塑性基复合材料的增强纤维。

棉秆皮微晶纤维素/海藻酸钠复合阻燃纤维的制备

以生物基多糖衍生的海藻酸钠为阻燃剂,运用物理共混方法将海藻酸钠与棉秆皮微晶纤维素共混,采用湿法纺丝法制备棉秆皮微晶纤维素/海藻酸钠复合纤维。考察海藻酸钠添加量对复合纤维阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:当海藻酸钠添加量提升至40%时,棉秆皮微晶纤维素/海藻酸钠复合纤维与纯棉秆皮微晶纤维素纤维相比,极限氧指数由16.4%提升至26.25%,纤维断裂强度由3.8 cN/tex提升至7.8 cN/tex,热分解温度下降了29 K,残炭率由29.64%提升至39.45%,纤维完全裂解的热焓值由365.50 J/g提高至1159.28 J/g,纤维燃烧后炭层变得连续完整,石墨化程度增强。