原棉与医用脱脂棉纤维结构及热变性研究

探讨原棉与医用脱脂棉纤维结构及热变性。采用中红外(MIR)光谱开展了原棉与医用脱脂棉纤维结构研究,采用变温及二维MIR光谱开展了原棉与医用脱脂棉纤维热变性研究。结果表明:原棉与医用脱脂棉纤维主要官能团的红外吸收模式包括O—H基团伸缩振动模式(ν_(OH)),C—H基团弯曲振动模式(δ_(CH))及C—O基团伸缩振动模式(ν_(C-O))。原棉纤维中杂质结构的红外吸收模式包括CH2基团不对称伸缩振动模式(ν_(as CH2-杂质结构))、CH_(2)基团对称伸缩振动模式(ν_(s CH2-杂质结构))、C=O基团伸缩振动模式(ν_(C=O-杂质结构))、蛋白质酰胺Ⅰ带特征吸收峰(ν_(amide-Ⅰ-杂质结构))和蛋白质酰胺Ⅱ带特征吸收峰(ν_(amide-Ⅱ-杂质结构))。原棉纤维中杂质结构主要包含油脂及蛋白质。原棉纤维含有晶体结构及少量非晶体结构,而医用脱脂棉纤维中含有晶体及非晶体结构。热扰动因素下,原棉与医用脱脂棉纤维官能团(ν_(OH)、δ_(CH)和ν_(C—O)、晶体结构、非晶体结构)对热的敏感程度、分子间及分子内的相互作用力均存在着一定的差异性。

早熟陆地棉金垦1402脱叶效果的比较研究

[目的]针对早熟陆地棉品种金垦1402,研究棉花叶片形态学指标与药剂脱叶催熟效果的规律研究,为生产中提供脱叶催熟效果优良的早熟机采棉品种提供理论依据。[方法]分析金垦1402不同类型叶片脱叶规律及催熟效果,寻找影响该品种在脱叶剂作用下单株叶片脱落率的重要影响因素。[结果]金垦1402主茎叶、果枝叶、叶枝叶叶量均高于新陆早61号,但脱叶速度、脱叶率均高于新陆早61号,在药后21 d,脱叶效果优于新陆早61号;金垦1402药后单株吐絮铃数较新陆早61号多,且单株吐絮率高,优于新陆早61号;纤维品质指标达到“双31”以上,优于新陆早61号。[结论]金垦1402生育期119 d左右,在喷施脱叶剂后21 d,脱叶效果好,说明该品种属于对脱叶剂敏感型品种;该品种施药后,吐絮率高,纤维品质优。

氮肥和缩节胺对棉花纤维产量及品质时间分布的影响

棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃(“四桃”)的时空分布不同,但目前“四桃”的纤维产量和品质差异及其对氮(N)肥与缩节胺(DPC)配施的响应鲜见报道。2015—2017年,在郑州市黄河滩区采用双因素裂区设计,以3个N肥用量为主区,即不施N肥(N0)、常量施N(N1)和过量施N(N2),用量分别为0、225和450 kg hm-2;以3个DPC用量为副区,即不喷施DPC(D0)、常量DPC(D1)和过量DPC(D2),用量分别为0、75和150 g hm-2。研究了N肥与DPC配施对棉花纤维产量及品质时间分布的影响。结果表明,(1)N1处理的“四桃”纤维产量比N0和N2处理分别增加36.79%和3.27%, N2处理减产不显著;D1处理比D0和D2处理分别增产17.53%和8.50%, D2处理减产达到显著水平;N1D1组合产量最高,其余组合减产1.15%~51.53%。N1D1组合的伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃产量分别占8.89%、45.35%、33.41%和12.36%,伏桃和早秋桃是产量主体,但早秋桃的成产强度大。随着施N量增加,早秋桃和晚秋桃的纤维产量占比增加,而随着DPC用量增加则表现相反。(2) N肥用量和DPC用量均对纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值有显著影响,但对纤维伸长率影响达不到显著水平。N1处理和D1处理的纤维品质综合表现最优,但D0处理马克隆值最佳。N肥与DPC用量互作对“四桃”的纤维比强度和马克隆值有显著影响,其中, N1D1处理“四桃”的比强度和马克隆值均表现最优,而N2D2处理“四桃”的比强度和马克隆值表现最差。此外,过量施N和过量喷施DPC均会升高马克隆值。(3)“四桃”的纤维品质存在差异。伏前桃的纤维品质除马克隆值最优外,其纤维长度、整齐度和比强度最差;伏桃和早秋桃的纤维长度、整齐度和比强度最优,但马克隆值表现最差,伸长率居中;晚秋桃的伸长率最优,其余品质指标均居中。研究结果丰富了“四桃”产量和品质差异的相关理论,并为棉花合理施N和喷施DPC以及“四桃”纤维的合理利用提供了科学依据。

磁流变纤维骨架阻尼增强型阻尼器研究

为了增强磁流变脂的剪切性能,提高阻尼器的阻尼力输出,研究棉纤维对磁流变脂剪切增强效果。制备了不同棉纤维质量分数的磁流变脂试样,在流变仪上对其进行测试。结果表明,复合纤维磁流变脂的最大剪切应力随着纤维质量分数的增加而增加。基于复合材料设计制造了一款剪切式磁流变阻尼器,该阻尼器具有磁流变材料用量少、密封要求低等优点。磁流变阻尼器的阻尼特性实验表明,在1.6 A电流下,棉纤维质量分数为1.5%的磁流变脂的最大阻尼力可达99.5 N,与无棉纤维添加的磁流变脂相比,提升了23.8%,这表明使用复合纤维磁流变脂的阻尼器具有更好地阻尼力输出。

棉、聚酰胺纤维和氨纶混纺面料定量分析研究

棉、聚酰胺纤维和氨纶混纺面料,目前行业内常用的定量方法存在耗时耗力、所用试剂对人体和环境存在危害的情况。本文通过现行多种方法之间的比对,立足试验数据,确认采用80%甲酸和20%盐酸的组合法,可以更加高效且安全地得到准确、稳定的定量结果,为此类混纺面料的定量研究提供了新思路。

涤盖棉织物一浴法染色耐皂洗色牢度成因分析

针对涤盖棉织物分散与活性一浴一步法染色耐皂洗色牢度差,特别是醋纤和锦纶沾色严重的问题。文章从分散染料沾棉现象、分散染料热迁移行为和纤维组分进行分析,主要采用拉曼光谱、耐皂洗色牢度、颜色参数等测试方法。结果表明,分散染料沾棉现象、分散染料热迁移行为在一定程度上造成涤盖棉织物耐皂洗色牢度较差,但在纤维组分分析中发现涤盖棉织物中含有一定量的氨纶,氨纶沾色分散染料是其耐皂洗色牢度差的主要原因。

保健衬衫面料的设计与生产

通过市场调研,在分析各种纺织纤维性能的基础上,选择大豆蛋白与棉纤维混纺经纱、竹纤维纬纱作为原料,设计一款保健、滑爽、透气的衬衫面料;介绍络筒、整经、浆纱、织造等工序的生产工艺参数,在实际生产中取得良好的效果。织机运转效率达到94.4%,下机一等品率达到76.3%,入库一等品率达到99.6%。实践证明:竹纤维良好的抗菌功能和大豆蛋白纤维良好的保健功能是保健衬衫面料设计的关键;合理设计织物紧度和织物组织是保证织物风格的前提;批量生产是新面料市场化的根本保证。

棉花现代品种资源产量与纤维品质性状鉴定及分子标记评价

棉花是重要经济作物和天然纺织工业原料。品种是棉花生产的限制性源头,取决于优异种质资源的鉴定、评价和有效利用。鉴于此,本研究以我国三大棉区(黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆棉区) 141份陆地棉现代品种资源为材料,在不同环境条件鉴定其9个产量与纤维品质性状,并结合KASP和SSR标记对其进行遗传多样性评价。结果发现,长江流域棉区品种的衣分和衣指最高,黄河流域棉区品种的单铃重和子指最大,西北内陆棉区品种的纤维品质最优;同时发现,4个产量性状与5个纤维品质性状在供试品种间存在极显著差异,产量性状以衣指的变异系数最大(10.09%),品质性状以断裂比强度的变异系数最大(8.81%),说明存在较大选择潜力。依据9个性状进行聚类分析,可将141份品种资源分为2类,且类别间的产量与品质性状存在差异。分子标记检测发现, 30对SSR引物在141份品种资源中扩增出74个多态性条带,32个KASP标记在供试品种中分型清晰,依据标记计算品种的遗传相似系数均值为0.62,说明存在较丰富遗传变异;分子标记聚类分析将供试品种分为2类,且分类结果与表型性状分类结果有一定相似性。本研究共筛选出3份大铃(>7 g)优异种质、24份高衣分(>42%)种质、6份纤维长度和断裂比强度>30的种质以及2份综合性状优异种质,为棉花新品种培育提供了优异亲本资源,为深入利用棉花品种资源提供了依据。

超疏水/超亲油含棉复合材料构造及其油水分离应用

以多丙烯酸酯基化合物与多氨基化合物胶凝作用形成的凝胶体系为基础,引入棉纤维、含短氟碳链单体、交联单体、引发剂,基于原位聚合法制得超疏水/超亲油含棉复合材料[OC-PG@P(DVB-HFBMA)]。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,探究了其对水相及油相展现的不同特殊润湿行为并评价其应用稳定性。结果表明,OCPG@P(DVB-HFBMA)的水接触角大于158°,水滚动角为1°,油接触角为0°,具有出色的超疏水/超亲油性及突出的油水分离性能。

海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析

【目的】明确海陆杂交长绒棉的棉铃、纤维品质性状及相关性,为选育高产海陆杂交长绒棉提供参考依据。【方法】以自主选育的抗虫陆地棉种质系为母本、生产上推广应用的新疆长绒海岛棉品种为父本,配制海陆杂交棉新组合,分析23个海陆杂交棉组合F1代的棉铃、纤维品质性状以及相关性。【结果】23个海陆杂交棉组合F1代单铃重变幅为3.7~5.0 g,单铃重超过4.2 g的组合有12个,变异系数为9.0%;衣分变幅为20.1%~36.7%,衣分超过30.0%的组合有5个,变异系数为10.7%。不同组合F1代纤维长度变幅为34.5~38.5 mm,纤维长度在35.0 mm以上的组合有22个,变异系数为2.6%;纤维比强度变幅为34.8~41.8 cN/tex,纤维比强度超过39.0 cN/tex的组合有9个,变异系数为5.3%;马克隆值变幅为2.8~4.2,马克隆值A级的组合有10个,变异系数为11.8%。海陆杂交棉的单铃重与不孕籽率呈极显著负相关(r=-0.683**)、与每囊粒数呈极显著正相关(r=0.660**)、与每铃囊数呈显著正相关(r=0.495*);海陆杂交棉的纤维整齐度与纤维长度、纤维比强度呈极显著正相关(r=0.578**、r=0.639**),与伸长率呈显著正相关(r=0.506*);衣分与纤维长度呈显著负相关(r=-0.475*)。在23个海陆杂交棉组合中,W042×新海53号、W046×新海54号、W047×新海54号的棉铃性状与纤维品质性状已呈现同步改良。【结论】利用陆地棉与长绒海岛棉的杂交互补优势,可以实现长绒棉产量性状与纤维品质性状的同步改良。

中国废旧军服面料回收利用的研究现状及发展前景

为促进废旧军服面料的高值化回收利用,总结了国内07式军服的种类及其面料特征,系统分析了目前开纤纺纱法、再生聚酯切片法、涤棉分离技术等废旧军服面料的回收利用方法,并对废旧军服面料回收再利用的发展前景进行展望。分析表明:目前废旧军服面料的回收利用主要聚焦于简单再利用或回收涤纶组分制备高值再生聚酯切片,较少关注军服面料中其余组分的高值回收利用。针对废旧军服面料中含量相对较高的涤棉混纺面料,采用有效的涤棉分离技术高效分离涤纶和棉纤维,并以此作为原料分别制备再生聚酯切片和再生溶解浆,进一步以再生棉浆粕为原料制备再生纤维素产品将非常有前景。因而,开发高效的涤棉分离、废旧涤纶和棉纤维的高值化利用技术是实现废旧军服面料综合利用的重要发展方向。

乙烯利催熟对机采棉铃重和纤维品质的影响

催熟剂乙烯利的使用可实现机采棉提前吐絮和集中吐絮。本研究选择催熟剂敏感性和棉铃形态差异较大的18个棉花品种(材料),在棉铃发育不同阶段一次性喷施乙烯利,分析棉铃铃期缩短对棉花铃重和纤维品质的影响及其关系。结果表明,当棉铃铃期为47~69 d时,在棉铃铃龄40.5~49.7 d喷施乙烯利可使棉铃提前3.5~5.7 d吐絮。在乙烯利催熟下纤维完全发育成熟需64.1~69.7 d,棉籽则需54.8~60.5 d。棉铃吐絮时间提前1.5~6.2 d,铃重与纤维品质均降低的概率高达58.0%~76.5%。生产中可选择在棉铃铃龄34.8~44.1 d喷施乙烯利,此时棉株顶部棉铃铃重损失5%(损伤量<0.26g)、纤维品质损失1%(长度损伤量<0.28mm、断裂比强度损伤量<0.30cNtex–1),这是实现棉铃提前吐絮可接受的代价。此外,部分品种经催熟剂处理后棉铃铃期缩短但其铃重、纤维长度和断裂比强度均增加,此类情况的概率为9.5%~23.5%,说明部分机采棉品种适时使用乙烯利能够实现机采棉棉铃铃期缩短与提高铃重和纤维品质的协同。

基于CRISPR/Cas9的棉花GhbHLH71基因编辑突变体的分析

碱性/螺旋-环-螺旋(basic/helix-loop-helix,bHLH)转录因子在植物的生长发育、次生代谢、信号转导、逆境胁迫等方面起重要的调控作用。棉花GhbHLH71基因c DNA全长996 bp,编码331个氨基酸残基,蛋白序列中含有保守的bHLH结构域,属于bHLH转录因子家族成员。实时荧光定量分析结果表明,GhbHLH71基因在棉花纤维快速伸长期3~12 DPA (days post anthesis,DPA)相对高表达,暗示其主要在棉花纤维发育过程中发挥作用。构建该基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体进行了棉花遗传转化,T_0代再生株经过Cas9基因的PCR检测以及靶位点突变情况检测分析,获得6个T_0代基因编辑突变体。T_1代不同突变株系在棉花生长发育期的表型性状与对照相比无明显差异,但成熟纤维的长度与对照相比皆明显变短。T_2代突变株系可以稳定遗传T_1代株系纤维变短的表型。其中4#和8#株系连续2代的纤维长度与对照相比缩短比率皆达20%以上,表明GhbHLH71基因的突变主要影响了棉花纤维细胞的伸长。本研究为深入了解棉花中bHLH转录因子的生物学功能以及棉花纤维发育的分子机制提供了一定的参考。

陆地棉抗虫与抗草甘膦基因的分子聚合及经济性状相关分析

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为杂交亲本,配置复交组合。在繁殖的复交分离群体后代,通过在苗床喷洒0.2%草甘膦,去除不抗草甘膦棉苗;并在大田不防治棉铃虫的条件下,筛选抗虫棉株。而后在实验室利用特异引物对抗虫基因与抗草甘膦基因进行分子跟踪检测,将同时具有Bt基因与GR79+GAT基因的单株繁殖成株系,经大田筛选获得9个抗虫兼抗草甘膦的优良品系。然后对育成品系进行产量比较试验,结果显示,其中品系BG-6不但实现了抗虫与抗草甘膦基因的聚合,而且该品系的皮棉产量水平较高、纤维品质表现良好:纤维长度达30.9 cm、比强度30.1 cN tex^(-1)、马克隆值4.9。对产量性状与纤维品质性状相关分析显示,只有衣分与棉纤维整齐度呈极显著负相关(r=-0.838**),其他产量性状与纤维品质性状均不存在显著相关性。文章最后得出结论:在复合杂交组合的分离后代,通过在苗床喷洒草甘膦筛选抗性棉苗,再结合大田不治虫筛选抗虫单株;而后在室内对2种抗性基因进行PCR分子跟踪检测,再在大田对产量性状与品质性状进行系统选育,可实现抗虫与抗草甘膦基因以及高产与优质性状的多元聚合。

绢丝/毛/棉色纺纱的组成调控与性能分析

绢丝质地柔软光滑、手感舒适,在服装与家居纺织品等领域中得到了广泛应用,是中国绢纺产业的重要产品之一;然而,目前绢丝织物生产仍存在高能耗、高排污问题,且产品竞争力不足。为此,采用低污染的色纺技术对绢丝进行精确配色,并引入羊绒、羊毛、棉等纤维组分,制备色泽独特且性能优异的色纺纱,以满足市场多样化的需求。通过调控纱线中纤维组成与配比,探究其对混纺色纱条干、机械性能及色牢度的影响规律。通过引入不同颜色与配比的各类纤维后,纤维间的优势互补提升了绢丝系列产品的机械性能、色牢度,完善了绢丝产品性能的不足,实现了绢丝系列产品的多样化,减少了绢纺业的生产能耗与排污。

不同喷药机械与药剂组合对棉花脱叶催熟效果及产量和品质的影响

【目的】研究不同喷药机械与药剂组合对棉花脱叶催熟效果及产量品质的影响,为机采棉提质增效合理使用无人机喷施脱叶剂提供参考。【方法】设置不同喷药机械喷施棉花脱叶剂试验,处理包括不同机械类型、不同药剂组合7个处理,分析不同处理的棉花脱叶率、挂枝率、吐絮率、产量及品质差异。【结果】在相同药剂处理下,棉花脱叶率和挂枝率表现为大疆T16无人机>极飞P30无人机>机车东方红LX2204;吐絮率、单株铃数、衣分、产量、马克隆值和断裂伸长率则是极飞P30无人机>大疆T16无人机>机车东方红LX2204。在增加相同飞防助剂后,棉花脱叶率、吐絮率、单株铃数和产量均是极飞P30无人机>大疆T16无人机>机车东方红LX2204;挂枝率、整齐度指数和断裂比强度表现为大疆T16无人机>极飞P30无人机>机车东方红LX2204。不同无人机类型T_(2)处理(极飞P30无人机+臻灵+助剂+乙烯利+贝达通+中农大特定药剂)和T_(5)处理(大疆T16无人机+瑞脱龙+助剂+乙烯利+贝达通)的综合脱叶催熟效果最佳。喷药后20 d,T_(2)处理和T_(5)处理喷药分别较机车喷药脱叶率高1.97%和1.41%,吐絮率分别低0.51%和1.52%;T_(2)处理产量最高,籽棉产量比机车喷施增产25.56%和25.22%;品质较好,纤维上半部平均长度、整齐度指数和断裂伸长率较机车低1.77%、2.23%和3.34%,断裂比强度和马克隆值较机车高1.95%和1.99%。【结论】2种无人机喷施脱叶剂组合均比机车起到较好的脱叶催熟效果,比机车的棉花产量略高且提高了部分纤维品质参数,T_(2)和T_(5)处理可在大田机采棉上推广应用。

陆地棉纤维强度KASP-SNP标记的开发及效应评价

纤维强度(fiber strength,FS)是判断棉花纤维品质优劣的重要指标之一,开发可用于目标性状选择的分子标记将会大大提高选择准确性并加快育种进程。设计KASP引物,对国内外的376份品种(系)进行基因型鉴定,筛选多态性标记并验证其对高强纤维材料选择的有效性。3个SNP位点在材料中均具有多态性,标记FS-15对高强纤维材料的选择率为63.2%,FS-16和FS-29分别为60.0%和56.1%。对单倍型组合(Hap1、Hap2、Hap3和Hap4)的有效性评价表明,携带Hap3(TTA)的材料纤维强度显著高于其他组合,对高强纤维材料选择率达72.7%。此外,Hap3对纤维长度、铃重、籽指和衣指无不利影响。以上结果表明,开发的KASP标记及Hap3可用于高纤维强度材料的辅助选择,同时未对纤维长度、铃重、籽指和衣指等性状产生不利影响。

响应面优化超声提取绿色棉纤维总黄酮

【目的】优化超声提取绿色棉纤维中总黄酮工艺条件,为合理利用及鉴别天然绿色棉纤维提供依据。【方法】以天然绿色棉纤维为原料,利用超声空化效应加速黄酮溶解于乙醇中,在单因素试验基础上,结合Box-Benhnken中心组合原理及响应面设计优化试验条件。【结果】料液比为1∶50 g/mL时,总黄酮得率达到最大值,提取最适料液比为1∶50 g/mL,响应面试验中建立的模型的CV值=0.87%,影响绿色棉纤维总黄酮得率的顺序为提取时间>乙醇浓度>料液比,A料液比为1∶50 g/mL、B乙醇浓度50%、C提取时间50 min为最佳提取条件。【结论】超声波法提取绿色棉纤维总黄酮的最佳条件参数为料液比1∶50 g/mL、乙醇浓度50%、提取时间50 min;获得平均总黄酮得率为5.25%。

重金属镉胁迫下棉花纤维品质和棉籽油质量的变化及评价

为探究Cd污染对棉花纤维品质和棉籽油质量的影响,明晰棉花产物质量变化规律,本试验以棉花品种中棉所65为材料,设置6个土壤有效Cd含量[0.97 mg·kg^(-1)(Cd1)、11.21 mg·kg^(-1)(Cd11)、14.26 mg·kg^(-1)(Cd14)、23.30 mg·kg^(-1)(Cd23)、49.36 mg·kg^(-1)(Cd49)和77.11 mg·kg^(-1)(Cd77)],测定不同含量Cd胁迫下棉花叶片SPAD值、净光合速率、各个器官的Cd含量、部分农艺性状、纤维品质及棉籽油质量,评价棉花纤维和棉籽油中Cd含量。试验结果显示:Cd胁迫对棉花株高影响差异显著。Cd11处理棉花总生物量较Cd1处理显著增加,而Cd23处理棉花总生物量显著下降。棉花富集Cd的主要器官为叶柄、茎和根,且不同含量土壤Cd污染环境下棉花不同器官对Cd的富集能力存在差异。随着Cd含量的增加,棉花纤维上半部平均长度、整齐度指数、纤维伸长率和纺纱均匀性指数显著降低,而断裂比强度和马克隆值变化不显著。在Cd49和Cd77处理条件下,棉花纤维中Cd含量超过GB/T 18885—2020规定的总Cd含量,棉花纤维使用存在风险。棉籽油中未检测到Cd,Cd胁迫对棉籽油的过氧化值影响不显著。随着Cd离子含量增加,棉籽出油率先上升后下降,棉籽油的酸价增加,导致棉籽油质量下降。研究表明,棉花具有优异的Cd耐受性及Cd累积能力,Cd胁迫显著降低了棉花纤维上半部分平均长度、整齐度指数、纤维伸长率和纺纱均匀性指数,降低了棉籽油出油率,增加了棉籽油酸价。

木棉/棉水刺非织造布的制备及吸油性能评价

为了探究木棉制品在面部油脂吸附中的应用,将木棉和棉纤维以5种不同的比例(0∶10、3∶7、5∶5、7∶3、10∶0)混合梳理成纤维网,通过三道水刺加固制成非织造布。测试并表征了这5种非织造布的表面形貌、孔径分布、表面润湿性、吸油性能和瞬间吸附性能,并与市面上现有的吸油面巾纸做了对比分析。结果表明:水刺不会破坏木棉的空腔结构,且5种样品均具有很好的疏水亲油性;当木棉/棉混合比为7/3时,非织造布的吸油倍率(31.28)和保油率(94.69%)最高,且油液主要会附着在纤维表面、纤维与纤维间隙及纤维空腔中;此外,当木棉与棉的混合比为5/5时,0.5 s内的平均吸附速率最大(1.569 g/s)。研究表明木棉/棉水刺非织造布具有很好的吸油保油性能,为后续开发绿色环保木棉基吸油面巾纸提供了一定的理论参考。