初生Lyocell纤维结晶结构的形成过程

利用广角X-衍射分析技术,对从未干燥过的初生Lyocell纤维结晶结构的形成过程进行了研究,并与已干燥过的重新湿润的Lyocell纤维的结晶结构进行了对比.实验结果表明,从未干燥过的初生Lyocell纤维中纤维素的超分子三维有序排列尚未完全形成,纤维结晶度较低,而准晶含量相对较大;随纤维中含水率的减少,纤维中部分准晶逐渐向纤维素Ⅱ的主要结晶结构转化,结晶度和各主要晶面晶粒尺寸均呈"S"形增加,当含水率小于35%后,已基本形成了较完善的结晶结构.若重新湿润后,水分子仅仅进入无定形区域,对Lyocell纤维的结晶结构影响不大.由此进一步表明,如要通过后处理方式改变Lyocell纤维的结构,必须在纤维从未干燥且含水率大于35%时实施后处理.

Lyocell纤维原纤化结构与性能分析

为研究原纤化对Lyocell纤维性能和结构的影响,对Lyocell G100和Lyocell LF两种纤维原纤化前后的纵向结构、成分、晶态结构、热学性能、膨胀性能、拉伸性能、导电性能、吸湿性能进行了测试与分析。结果表明:纤维原纤化后,纵向表面产生了细小分支,Lyocell G100较Lyocell LF明显;原纤化纤维在3330 cm^(-1)附近的吸收峰值增大,—OH基团含量增加,Lyocell G100纤维变化更为显著;原纤化纤维的结晶度、取向度都有所降低,纤维的热稳定性降低。原纤化纤维的湿膨胀率、回潮率均比未原纤化的大,尤其是原纤化程度高的Lyocell G100变化明显。原纤化纤维断裂强度和断裂伸长率都有所下降,Lyocell G100纤维下降的幅度较Lyocell LF纤维大;原纤化纤维的质量比电阻明显降低,导电性增强。

Lyocell纤维用溶解浆主要性能及其质量控制技术

Lyocell纤维是绿色高性能的再生纤维素纤维,其在反应原理、生产工艺和设备技术等方面与黏胶纤维差异很大,对溶解浆的质量要求较高。本文介绍了Lyocell纤维的生产工艺,重点分析了Lyocell纤维用溶解浆的化学组成、纤维素大分子特性、结晶结构等主要性能对Lyocell纤维生产,尤其是浆粕在4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)中溶解性能的影响;提出了Lyocell纤维用溶解浆的主要性能要求及其质量控制技术,为Lyocell纤维用溶解浆的研究和生产提供参考。

半纤维素对玉米秸秆皮Lyocell纤维性能的影响

探讨了半纤维素对Lyocell纤维制备时溶浆过程以及纺丝过程的影响,研究了半纤维素对Lyocell纤维的力学、抗原纤化和染色等性能的影响。试验可知:使用市售质量分数50%的NMMO溶剂在90℃温度下即可完全溶解玉米秸秆皮浆粕;半纤维素含量较高的玉米秸秆皮浆粕的流动性更好,制成的Lyocell纤维的染色性能和抗原纤化性能更好,断裂伸长率较大,结晶度较小。

Lyocell纤维非织造材料的吸湿改性研究

为提高Lyocell纤维的吸湿性,以三聚氯氰为载体,通过化学改性在Lyocell纤维表面接枝引入氨基酸等极性基团。分析了不同碱处理浓度、浸碱时间、反应温度、反应时间下各组试样的吸湿性,并对改性前后的形貌、结构、力学性能进行对比。结果表明:质量分数5%的NaOH溶液处理30 min,添加制备的多羧基氨基三聚氯氰衍生物中间体,在90℃条件下反应6 h,Lyocell纤维水刺材料的吸湿效果最好,且仍具备良好的力学性能,可满足高吸湿性水刺非织造材料的使用要求。

Lyocell纤维的特性与应用前景

Lyocell纤维作为当下再生纤维素纤维中相对前沿且绿色环保的材料,相比涤纶拥有更好的吸湿性及可降解性,相比棉纤维及其他再生纤维素纤维拥有更高的强力及更光滑的截面。这些特点使得Lyocell纤维能够在服装、家纺、非织造及产业用纺织领域拥有其独特的应用范围。近年来,随着国内Lyocell纤维产能的提升,许多下游企业在Lyocell纤维的应用开拓上开展了大量的研究工作。简述了基于当前研究背景下的Lyocell纤维的性能及其在纺织、非织造和复合材料领域的应用,并探讨了Lyocell纤维未来应用的前景。

氧化锌/Lyocell复合纤维的制备及性能

为实现纳米氧化锌与Lyocell纤维素溶液的共混纺丝,以N-甲基吗啉-N-氧化物(NNMO)水溶液作为分散介质,制备了NMMO基高分散型纳米氧化锌分散液。在此基础上,进一步通过原液共混工艺及干湿法纺丝工艺制备了不同氧化锌含量的氧化锌/Lyocell复合纤维。采用旋转流变仪、纳米粒度仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、热重分析仪和纤维强伸度仪分别研究了纳米氧化锌的添加对Lyocell纤维素溶液的流变性能及对复合纤维结构与性能的影响。结果表明,经研磨分散后纳米氧化锌颗粒表面的Zeta电位值由-19.1 mV提升至-42 mV,与Lyocell纤维素溶液相容性较好;纳米氧化锌的添加提高了Lyocell纤维的热稳定性,当纳米氧化锌的质量分数为1%时,氧化锌/Lyocell复合纤维的初始分解温度较普通Lyocell纤维提高了26℃,断裂强度及初始模量分别提高了8.6%和10.4%;该复合纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率均在99%以上,洗涤20次后抗菌率无变化,具备优异的抗菌性能。

阻燃Lyocell纤维万吨级生产线一次性开车成功

2023年12月29日,通用技术高新材料集团有限公司阻燃Lyocell纤维项目取得重大技术突破,万吨级生产线生产一次性开车成功,成为全球首个具备阻燃Lyocell纤维工业化生产能力的纤维素纤维企业。阻燃Lyocell纤维研发项目由通用技术高新材料集团有限公司所属中国纺织科学研究院有限公司牵头、中纺院绿色纤维股份公司、北京中纺化工股份有限公司共同参与研发。

Lyocell纤维牵伸机传动润滑优化方案

为了解决Lyocell纤维牵伸机异响并伴随传动辊不正常跳动的问题,介绍Lyocell纤维牵伸机工作原理、基本构成、齿轮式牵伸机内部构造和牵伸机传动轴辊结构;结合现场观察和故障排查,分析异响原因为轴承滚珠与轴承内外圈间严重磨损所致,轴承工作异响由润滑脂泄漏引发。根据牵伸机箱体内齿轮和轴承排布情况,设计滴漏式润滑装置,提出改进注意事项。指出:使用单独设置的滴漏式润滑系统对牵伸机进行改造,轴承润滑效果改善,设备运转1 a未发现轴承损坏、设备异响及传动辊不正常跳动问题。

阻燃Lyocell纤维取得重大突破

通用技术新材成为全球首个具备阻燃Lyoce11纤维工业化生产能力的纤维素纤维企业2023年12月29日,由通用技术中纺院牵头,中纺绿纤、中纺化工共同参与研发的阻燃Lyocell纤维项目取得重大技术突破,万吨级生产线生产一次性开车成功,标志着通用技术新材阻燃Lyocell纤维技术成功实现产业化,成为全球首个具备阻燃Lyocell纤维工业化生产能力的纤维素纤维企业,填补了国际空白。

核桃青皮色素对Lyocell纤维染色的工艺优化

为了推广环境友好的染色工艺,应用天然核桃青皮色素对Lyocell纤维进行染色。选用氯化镧为媒染固色剂,一浴二步预媒染染色工艺进行染色。以染色温度、染色时间、媒染剂质量浓度为考察因子进行单因素试验,讨论各单因素对Lyocell纤维染色的影响,使用响应面法优化染色工艺参数。结果表明:优化的染色工艺为染色温度95℃,染色时间78 min,媒染剂质量浓度5 g/L;影响Lyocell纤维上染效果的各因素的主次顺序为:媒染剂质量浓度>染色温度>染色时间。最优工艺染色后Lyocell纤维呈较浅的咖啡色,其单纤维强力未受影响,耐皂洗色牢度满足服用要求。

抗菌Lyocell纤维的制备及性能研究

为赋予Lyocell纤维抗菌性,首先用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液溶解纤维素,制得纤维素含量6%的纺丝液,在纺丝液中添加3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)与抗菌纳米纤维素,通过干喷湿法纺丝制备抗菌Lyocell纤维。制得的纤维对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率均达到95%以上。随着BTDA的加入,纤维表面粗糙,断裂强度由62.7 MPa提高至89.1 MPa,断裂伸长率由9.48%降低至5.19%。加入抗菌纳米纤维素的Lyocell纤维力学性能及抗菌性均有提高。由此方法制备的两种抗菌Lyocell纤维耐水洗性能良好。

高速纺丝工艺下Lyocell纤维结构对其原纤化的影响

为探索高纺速下Lyocell纤维凝聚态结构与原纤化的关系,在不同条件下进行高速纺丝,从结构出发调控Lyocell纤维原纤化。借助X射线衍射仪、湿摩擦测试仪及偏光显微镜等,探究了凝固浴N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)质量分数、纺丝速度及吹风风速对Lyocell纤维凝聚态结构和原纤化的影响。结果表明:一定程度提高凝固浴NMMO质量分数可使Lyocell纤维凝聚态结构更完善,提高纺丝速度可促进Lyocell纤维无定形区取向,提高吹风风速会促进其横向晶粒尺寸增长;凝聚态结构直接影响Lyocell纤维原纤化程度,结晶取向度低、晶粒尺寸小的Lyocell纤维抗原纤化更好,因此,在一定范围内降低凝固浴NMMO质量分数、纺速、吹风风速均可降低纤维原纤化程度;其中,调整凝固浴NMMO质量分数可同时改变全取向度(尤其是非晶取向)和横向晶粒尺寸,更易于高纺速下调控Lyocell纤维原纤化性能。

微纳层叠带状聚丙烯腈初生纤维的制备及性能研究

以聚丙烯腈(PAN)和二甲基亚砜(DMSO)为原料,采用新型微纳层叠挤出技术制备了微纳层叠带状聚丙烯腈(PAN)基初生纤维,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机对初生纤维的性能进行了研究。分析了纤维凝固成形过程中空气层高度、凝固浴温度、凝固浴浓度对微纳层叠带状PAN初生纤维性能的影响。结果表明:层叠带状PAN初生纤维相比于传统圆形截面纤维,在纺丝过程中能保持良好的带状截面不变形;并且在空气层高度为30mm,凝固浴温度为45℃,凝固浴浓度为40%工艺条件下制备的层叠带状PAN初生纤维综合性能较好,获得了结晶度为31.3%,晶粒尺寸为4.53nm,拉伸强度为14.60MPa的层叠带状PAN初生纤维。

Lyocell纤维性能表征及其对比分析

为探究不同企业Lyocell纤维性能及产品质量差异,随机选取国内外9家不同企业的Lyocell纤维,对其表观形貌、力学性能、磨损性能、结晶度、取向度、并丝率等进行深入表征与对比分析。结果表明:国外企业生产的Lyocell纤维表观形貌规整且光滑,横切面呈圆形,其湿磨损值为8.76 s,结晶度为78.8%,原纤化程度较低,并丝率较低(2.591%),纤维断裂强度为3.91 cN/dtex,断裂伸长率为9.79%,纤维及成纱强力高、品质优异,在下游应用市场中具有较高的认可度;因工艺路线及后处理工艺的差异,国内企业生产的Lyocell纤维品质较国外的有一定差距,未来应在微观形貌、并丝率、光泽性、可纺性及品牌推广等方面继续优化,进一步提高其市场占有率。

燃料电池用PAN/Lyocell复合碳纤维纸的制备与性能研究

本研究以Lyocell纤维为增强纤维、PAN短切碳纤维为主体纤维,制备燃料电池气体扩散层用复合碳纤维纸(简称碳纤维纸),探究了磨浆强度对Lyocell纤维浆料和纤维特性的影响,分析了Lyocell纤维的添加对碳纤维的分散性与碳纤维纸的强度性能、透气性能、导电性能的影响。结果表明,Lyocell纤维的添加有效提升了碳纤维的分散性能,提高了碳纤维纸前驱体(CPP)的匀度指数和强度性能,改善了碳纤维纸的强度性能、透气度和导电性能,当碳纤维与Lyocell纤维质量比为7∶3时,碳纤维纸的性能最佳,拉伸强度为14.3 MPa,抗弯强度为5.9 MPa,透气度为248 mm/s,平面电阻率为5.48 mΩ·cm。

不同交联类型Lyocell纤维的溶解体系

探究不同交联类型Lyocell纤维在铜乙二胺、氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/二甲基亚砜([AMIM]Cl/DMSO)、硫氰化钾/乙二胺(KSCN/EDA)、NaOH/尿素/水等体系中的溶解情况,发现G100纤维能够在铜乙二胺体系、LiCl/DMAc体系以及[AMIM]Cl/DMSO体系中完全溶解,LF纤维只能在[AMIM]Cl/DMSO体系中完全溶解,而A100纤维能够在KSCN/EDA体系、NaOH/尿素/水体系以及[AMIM]Cl/DMSO体系中完全溶解,当溶解时长为72 h时,三种Lyocell纤维在[AMIM]Cl/DMSO体系中均能完全溶解。应用Lyocell纤维溶解体系,以绝对黏度为指标,证明了氢氧化钠处理对交联型Lyocell纤维交联的影响。

二甲基乙酰胺体系聚丙烯腈初生纤维的制备与结构探究

为了探明工艺条件对初生纤维结构与性能的影响,采用旋转黏度计法研究了聚丙烯腈(PAN)含量对其纺丝液黏度的影响。实验结果表明,PAN含量增大,纺丝液的非牛顿流体特性增大。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了凝固浴条件(纺丝液浓度、凝固浴温度、凝固浴液浓度、凝固时间)对初生纤维结构的影响。结果表明,纺丝液浓度为20%、凝固浴温度为60~65℃、凝固浴液浓度(质量分数)为65%、凝固时间为30 s时,有利于制备表面光滑、圆形截面的PAN初生纤维。

微胶囊法相变调温Lyocell纤维的制备与性能研究

为探索相变调温Lyocell纤维的制备方法及其纤维性能,利用微胶囊法通过原液添加制备了调温Lyocell纤维,通过电子显微镜、激光粒度仪、差示扫描量热仪以及扫描电镜等多种表征方法,表征了微胶囊分散液在N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液中的分散情况,并研究了微胶囊添加量对纺丝原液和纤维性能的影响,表征了改性后的纤维形貌,测试了在吸放热条件下,实际的升降温情况。结果表明:微胶囊分散液可以良好的在NMMO水溶液中实现分散,随着微胶囊添加量的增加,纺丝溶液的黏度和可纺性未发生显著的变化;适当提高微胶囊的添加量有利于提高纤维焓值,当微胶囊量提高到35%以上时,纤维焓值不再变化;改性后的纤维横截面可以发现微胶囊的嵌入,纤维表面变得凹凸不平;利用相变调温Lyocell纤维制备的无纺布进行吸放热测试,织物具有明显的双向调温功能。

缓冷条件对TLCP初生纤维分子链取向和力学性能的影响

采用熔融纺丝法在不同缓冷条件下制备热致液晶聚芳酯(TLCP)初生纤维,研究不同缓冷条件下TLCP初生纤维的分子链取向及结晶度,以及缓冷条件对纤维力学性能的影响。结果表明:缓冷条件的变化对TLCP初生纤维的结晶度几乎没有影响,但对于其分子链取向的影响较为显著;当缓冷温度固定在280℃、缓冷高度由80 mm降为40 mm时,TLCP初生纤维的取向因子(f)由0.945增加至0.964,当缓冷高度固定为80 mm、缓冷温度由280℃变为无缓冷时,纤维的f由0.945提高至0.970;TLCP初生纤维的断裂强度随着缓冷温度的降低而增大,随着缓冷高度的增加而降低;当缓冷高度固定为80 mm、缓冷温度由280℃变为无缓冷时,TLCP初生纤维断裂强度由5.9 cN/dtex增加至8.7 cN/dtex,当缓冷温度固定为280℃、缓冷高度由40 mm增至80 mm时,纤维断裂强度由7.3 cN/dtex下降至5.9 cN/dtex。