（紡織化學(xué)與染整工程專業(yè)論文）竹纖維抗菌性能的研究.pdf

摘要 竹纖維是一種新型的綠色環(huán)保型纖維 具有良好的服用性能 包括綠色環(huán)保性 抗菌性 抗紫外性 吸濕放濕性等 是一種有著廣泛應(yīng)用前景的紡織纖維 而竹纖 維諸多優(yōu)良服用性能中 其抗菌性最受矚目 由于生產(chǎn)方式不同 竹纖維分為兩種 一種是由物理方法加工而成的竹原纖維 另一種是由化學(xué)方法加工而成的竹漿纖維 本文介紹了兩種纖維的制造過(guò)程 分析 比較了兩種纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu) 超分子結(jié)構(gòu) 化學(xué)基團(tuán) 熱性能 發(fā)現(xiàn)竹原纖維和竹 漿纖維基本組成物質(zhì)相似 但兩者在結(jié)構(gòu)與性能上具有不同之處 竹原纖維屬于典 型的纖維素i 竹漿纖維為典型的纖維素 竹原纖維的熱穩(wěn)定性比竹漿纖維好 重點(diǎn)研究了竹原纖維的抗菌成分的結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 推測(cè)竹原纖維中抗菌成分主 要是含有q 位酚羥基和口位酚羥基的蒽醌化合物 它是一種桔紅色結(jié)晶物 溶 于熱水 丙酮 乙酸乙酯 乙醇 甲醇等有機(jī)試劑 不溶或微溶于乙醚 氯仿 四 氯化碳等有機(jī)試劑 在強(qiáng)堿中的溶解度大于弱堿中 主要研究了兩種纖維在染整加工過(guò)程中使用的各種化學(xué)藥品如n a o h h 2 0 2 h 2 s 0 4 n a c i n a 2 c 0 3 n a 2 s 0 3 以及常用染料對(duì)纖維抗菌性的影響 結(jié)果表明 低 溫稀酸處理 竹原纖維抑菌率可以保持在7 5 以上 不同條件的堿處理竹原纖維抑 菌率可保持在5 5 8 5 之問(wèn) 酸 堿處理對(duì)竹漿纖維的影響比竹原纖維小 酸 堿處理后竹漿纖維的抑菌率一般在7 0 以上 而在染整加工過(guò)程中常用的氧化劑 還原劑 鹽 表面活性劑 在正常工藝條件下處理兩種纖維的抑菌率能保持在6 0 以上 直接染料染色對(duì)兩種纖維抗菌性的影響比活性染料大 可選用常見(jiàn)活性染料 按正常工藝條件染色 另外 還研究了兩種纖維與棉 滌綸 蠶絲 苧麻等不同纖維混紡對(duì)抗菌性的 影響 結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種纖維與不具有抗菌性的纖維混紡 抗菌性隨竹纖維含量的降低 而下降 關(guān)鍵詞 竹原纖維 竹漿纖維 抗菌性 染整加工 a b s t r a c t t h eb a m b o of i b e ri sak i n do fn e wg r e e ne n v i r o n m e n t a lf r i e n d l yt e x t i l ef i b e r i th a s g o o dw e a r i n gp e r f o r m a n c ea n dn a t u r a la n t i b a c t e r i a lp r o p e r t y i ti so fw i d e s p r e a d a p p l i c a t i o np r o s p e c t t h e r ea l et w ok i n d so fb a m b o of i b e r s o a ei sn a t u r a lb a m b o of i b e r a n dt h eo t h e ri s r e g e n e r a t e db a m b o of i b e r t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e dh o wt op r o d u c et h i st w ok i n d so f b a m b o of i b e r s c o m p a r e dm o r p h o l o g i c a ls t r u c t u r e s u p e r m o l e c u l a rs t r u c t u r e c h e m i c a l g r o u p t h e r m a lp r o p e r t y t h e s et w ok i n d so fb a m b o of i b e r sh a ds i m i l a rc h e m i c a l g r o u p t h es t r u c t u r eo fn a t u r a lb a m b o of i b e ra n dr e g e n e r a t e db a m b o of i b e rw e r e c e l l u l o s eia n di i r e s p e c t i v e l y t h et h e r m a ls t a b i l i t yo fn a t u r a lb a m b o of i b e rw e r e b e t t e rt h a nr e g e n e r a t e db a m b o of i b e r t h i sp a p e rf o c u s e do nt h es t r u c t u r ea n dp r o p e r t yo ft h ea n t i b a c t e r i a lc o m p o n e n t c o n j e c t u r e dt h a ta n t h r a q u i n o n ew i t h da n db p h e n o l i ch y d m x y lg r o u pw a s r e s p o n s i b l ef o ra n t i b a c t e r i a lf u n c t i o n i tw a sa l lo r a n g ec r y s t a ls u b s t a n c e i tc o u l d d i s s o l v ei nb o i l i n gw a t e r a c e t o n e a c e t i ce s t e r e t h a n o l m e t h a n o l b u tc o u l dn o t d i s s o l v ei ne t h y l e t b e r c h l o r o f o r m t e t r a c h l o r o m e t h a n e i th a dab i g g i s hs o l u b i l i t yi n s t m n ga l k a l it h a nt h ew e a ko n e m a i n l ys t u d i e dt h ei n f l u e n c eo fv a r i o u sc h e m i c a l sl i k en a o h h 2 0 2 h 2 s 0 4 n a c l n a 2 c 0 3 n a 2 s 0 2 c o m m o nu s e dd y e so na n t i b a c t e d a lp r o p e r t i e so fb a m b o of i b e r a n di ts h o w e dt h a tt h ea n t i b a c t e r i a lr a t eo fn a t u r a lb a m b o of i b e rw a sa b o v e7 5 a f t e rt r e a t e dw i t hd i l u t ea c i du n d e rr o o mt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n i tw a sb e t w e e n 5 5 8 5 u n d e rd i f f e r e n ta l k a l it r e a t m e n tc o n d i t i o n s 1 n l ei n f l u e n c eo fa l k a l ia n da c i d w a ss m a l l e ro n r e g e n e r a t e d b a m b o of i b e rt h a no nn a t u r a lb a m b o of i b e r t h e a n t i b a c t e r i a lr a t eo fr e g e n e r a t e db a m b o of i b e rw a sa b o v e7 0 a f t e ra l k a l ia n da c i d t r e a t m e n t t h ea n t i b a c t e r i a lr a t eo ft w ok i n d so ff i b e r sc o u l db eu pt o6 0 a f t e r t r e a t e dw i t ho x i d i z i n ga g e n t s r e d u c i n ga g e n t s s a l t s s u f f a c t a n t su s e di nt h ed y e i n g a n df i n i s h i n gp r o c e s s t h ei n f l u e n c eo fd i r e c td y e sw a s l a r g e rt h a nr e a c t i v ed y e so n t h e s et w of i b e r s s ow ec a l lu s ec o m m o nr e a c t i v ed y e st od y en a t u r a lb a m b o of i b e r a n dr e g e n e r a t e db a m b o of i b e ru n d e rc o m m o nd y e i n gc o n d i t i o n s b l e n d e dw i t ho t h e rf i b e rl i k ec o t t o n p o l y e s t e rf i b e ls i l ka n dr a m i ew a sa l s o r e s e a r c h e di nt h i sp a p e r t h ea n t i b a c t e r i a lr a t ed e c r e a s e da st h eb a m b o of i b e rc o n t e n t d e c r e a s e d k e yw o r d s b a m b o of i b e r r e g e n e r a t e db a m b o of i b e r a n t i b a c t e r i a lp r o p e r t i e s d y e i n g a n df i n i s h i n gp r o c e s s 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得 的研究成果 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果 也不包含為獲得丞洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué) 位或證書(shū)而使用過(guò)的材料 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已 在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意 學(xué)位論文作者簽名 及 南垛簽字日期 聊年 月 z 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解云洼王些太堂有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī) 定 特授權(quán)丞洼工些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù) 進(jìn)行檢索 并采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存 匯編以供查閱和借閱 同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán) 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明 學(xué)位論文作者簽名 鞠 腕戰(zhàn) 翩虢萬(wàn) 彤越 信日 簽字日期 渺 7 年 月7 日 簽字日期 夕 夕 上h年月 學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 一 對(duì)竹原纖維的抗菌性能的研究 探究其抗菌組分結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 二 染整加工中常用的化學(xué)藥劑和染料對(duì)竹原纖維和竹漿纖維抗菌 性的影響 為確定染整加工工藝提供參考數(shù)據(jù) 三 和不同纖維混紡對(duì)竹原纖維和竹漿纖維抗菌性的影響 為竹纖維 抗菌性混紡織物的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 第一章引言 1 1 竹纖維發(fā)展概況 第一章引言 竹子是一種速生植物 栽培成活后2 3 年即可連續(xù)砍伐使用 我國(guó)是世界上竹類 資源最豐富的國(guó)家 有5 0 0 多種 慈竹 黃竹 西風(fēng)竹 水竹 雞爪竹等 栽培面積 達(dá)4 2 0 萬(wàn)公頃之多 年產(chǎn)量居世界之冠 且分布十分廣泛 尤其是四川 浙江 福 建 江西等地竹子資源十分豐富 天然竹子的應(yīng)用有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史 竹子的嫩 芽 稱竹筍 是鮮美的綠色蔬菜 成竹可制成各種日常用品 如 涼席 涼椅 餐具 竹籮 蒸籠等 竹子又被廣泛用于建筑行業(yè) 如 橋梁 籬笆 房屋等 竹漿也早 已被用于造紙?jiān)?國(guó)外最近研究報(bào)道了竹子和竹子束纖維可用于制造增強(qiáng)復(fù)合材 料 近年來(lái) 我國(guó)科技人員對(duì)竹子的綜合利用取得了較大成果 從天然竹子中提 取竹纖維 b a m b o of i b e r j 掛行紡紗 織造 染整加工 開(kāi)發(fā)出了多種竹纖維及其混紡 交織紡織品睜1 4 受到了國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的青睞 竹子的主要組成物質(zhì)是纖維素 不同品種的竹子纖維素含量不同 有些竹材中 纖維素含量達(dá)n 4 0 一5 0 這引起了我國(guó)紡織科技人員的重視 目前 竹纖維的制 造方法主要有兩種1 9 1 0 1 一種是將竹材通過(guò)物理機(jī)械的方法經(jīng)過(guò)整料 制竹片 浸 泡 蒸煮 分絲 梳纖 篩選等工藝除去竹子中的木質(zhì)素 多戊糖 竹粉和果膠等 雜質(zhì) 提取天然纖維素部分 直接制得竹原纖維 生產(chǎn)這種竹纖維的有浙江麗水地 區(qū)縉云縣南方竹木制品有限公司 株洲雪松公司等 另一種是采用化學(xué)方法將竹材 制成竹漿粕 將漿粕溶解制成竹漿紡絲溶液 然后通過(guò)濕法紡絲制得竹漿纖維 這 種竹漿纖維己批量工業(yè)化生產(chǎn) 例如 吉林化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司 下屬的河北藁城 化纖公司 上?；w漿柏總廠 上海月季化學(xué)纖維有限公哥 四川成都天竹竹資源 開(kāi)發(fā)有限公司等生產(chǎn)竹漿粕及竹漿纖維 據(jù)報(bào)道 有關(guān)紡織企業(yè)開(kāi)發(fā)的竹原纖維紡織面料具有質(zhì)地輕 吸濕導(dǎo)濕性強(qiáng) 透氣舒適 穿著清涼爽快 并有抗紫外線 抑菌防臭防霉等保健功能 纖維光澤好 染色色彩艷麗 尤其是夏天穿著使人感到特別涼爽舒適 竹原纖維是一種能迎合當(dāng) 今世界崇尚自然 追求舒適保健消費(fèi)潮流的新穎綠色環(huán)保型紡織原料 因此充分利 用我國(guó)豐富的竹子資源從竹材中提取竹原纖維 不僅是林業(yè)產(chǎn)品深加工的重要途徑 也為紡織工業(yè)獲得新纖維原料和生產(chǎn)高檔舒適性天然纖維面料提供了新途徑 1 5 目前 我國(guó)有些企業(yè)生產(chǎn)的竹漿纖維開(kāi)辟了植物粘膠纖維的又一原料資源 與 常規(guī)的木漿和棉短絨粘膠纖維相比 由于纖維素原料的變化和生產(chǎn)工藝的改進(jìn) 生 產(chǎn)的竹漿纖維在某些性能上不同于普通粘膠纖維 竹漿纖維具有可紡性好 纖維吸 第一章引言 濕導(dǎo)濕透氣性好 手感柔軟 織物懸垂性好 染色性能優(yōu)良 光澤亮等特點(diǎn) 又由 于我國(guó)森林覆蓋面積并不大 是木材短缺的國(guó)家 為了造紙 生產(chǎn)粘膠纖維 每年 砍伐過(guò)多木材 還滿足不了生產(chǎn)需求 還要花去很多外匯進(jìn)口木漿或木材 所以 調(diào)整我國(guó)的紙業(yè)原料和粘膠纖維原料結(jié)構(gòu)己迫在眉睫 大力發(fā)展竹漿以取代木漿制 造竹漿粘膠纖維 開(kāi)發(fā)竹漿粘膠纖維紡織品有著重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義 1 2 竹纖維生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介 目前生產(chǎn)的竹纖維主要有兩種 一種稱竹原纖維 另一種稱竹漿纖維 再生纖維 素纖維1 分別將兩種竹纖維的制造過(guò)程簡(jiǎn)述如下 1 2 1 竹原纖維生產(chǎn) 9 l 竹原纖維的生產(chǎn)過(guò)程是由竹原料前處理 竹纖維分解 竹纖維成型 竹纖維后 處理工序組成 工藝流程如圖1 1 所示 工藝實(shí)例 1 整料工藝 將竹子去枝節(jié) 去尖梢 鋸成定長(zhǎng)竹筒 制竹片 用撞竹機(jī)或手工將竹筒劈成2 c m 左右寬 3 浸泡 將竹片浸泡在特制的脫膠軟化劑中 脫膠軟化劑和水的配比濃度為3 0 浸泡4 d x 時(shí) 脫膠劑不含酸堿化學(xué)劑 為天然植物配方 4 蒸煮 竹片連同浸泡液一起加熱到1 5 0 2 n 時(shí)力 w s k g c m 2 時(shí)間為3 d 時(shí) 進(jìn) 行脫糖 脫脂 脫膠 殺菌 5 水洗 把蒸煮過(guò)的竹片取出 用水洗去浸泡液 6 分絲 用機(jī)械壓扁竹片 后用成絲機(jī)分解出粗纖維 并用水沖洗脫膠 仰蒸煮 把竹纖維放在蒸煮鍋中 加入浸泡液 加熱 至1 2 0 c g 壓4 k g c m 2 處 理4 4 時(shí) 8 水洗 同工序 5 9 分絲 將竹纖維繼續(xù)分解成較細(xì)纖維 并用水沖洗脫膠 1 0 蒸煮 方法同工序 7 加溫到1 0 0 加壓n 3 k g c m 2 處理5 小時(shí) 1 1 水洗 同 5 1 2 分絲 同 9 1 3 蒸煮 在浸泡液中加入漂白粉 其余同工序 1 0 1 4 分絲 用手工將竹纖維繼續(xù)分解成更細(xì)纖維 長(zhǎng)度為原自然節(jié)長(zhǎng)度 1 5 還原 把竹纖維放入浸泡液中 加入適量助劑 以增加竹纖維強(qiáng)度 1 6 脫水 離心脫水 2 第一章引言 1 7 軟化 用軟化劑把竹纖維軟化 達(dá)到麻類值物纖維的柔軟度 1 8 干燥 在專用設(shè)備上于8 0 1 2 0 烘3 0 m i n 使含水率低于1 0 1 9 梳纖 用梳纖機(jī)將竹纖維梳理 整理成竹纖維絲 2 0 篩選檢驗(yàn) 去掉短纖維及竹粉末 竹纖維絲含量在9 5 以上 檢驗(yàn)合格包裝 作為紡織原料的竹原纖維細(xì)度為3 4 6 6 d t e x 長(zhǎng)度為2 3 6 c m 平均長(zhǎng)度為8 c m 1 2 2 竹漿纖維制造1 1 0 l 毛竹原料 i l 囹豳匝 玄中醫(yī) 由由由由鹵 l 后處理工序 圖1 1 竹原纖維的生產(chǎn)過(guò)程 1 竹漿粕生產(chǎn)流程 備料一切料一篩選一洗料一預(yù)水解一洗料一蒸煮一倒料一洗滌一篩選一疏解 一除砂一脫水濃縮一氯化一洗料一堿化一漂白一酸處理一洗滌一除砂一濃縮一抄 造一竹漿粕 2 竹材組分及制漿工藝 竹材為 慈竹 黃竹 西風(fēng)竹 水竹 雞爪竹 白夾竹 綠竹 方竹等 竹子 3 第一章引言 主要由纖維素 木質(zhì)素 果膠和淀粉糖類組成 其中纖維素含量為4 0 5 0 木質(zhì)素 為2 0 3 0 多戊糖為1 7 2 1 灰分1 3 竹莖桿是制漿中主要部分 它由莖桿和 薄壁組織組成 莖桿中有少量比例的表皮層 其余部分是縱向排列的脈管狀纖維柬 和包圍著纖維素的薄壁組織 在纖維柬中的木質(zhì)素 薄壁組織 竹節(jié)以及表皮等是 制漿過(guò)程需要除去的主要物質(zhì) 竹漿粕的生產(chǎn)目的是脫除木質(zhì)素 降低半纖維素 多戊糖含量 小于4 保證 纖維素含量在9 3 以上 調(diào)整纖維素聚合度 保證纖維強(qiáng)度 竹子中含有較多的木 質(zhì)素 采用堿法可以脫除 而多戊糖含量也較高 它不能在堿蒸煮過(guò)程中除去 必 須在蒸煮前采用預(yù)水解法使竹片中半纖維素和多戊糖在蒸煮前水解溶出 同時(shí)預(yù)水 解還能破壞纖維的胞壁 使其在制漿過(guò)程中便于脫離 提高漿柏反應(yīng)能力 在預(yù)水 解過(guò)程中木質(zhì)素的化學(xué)鍵部分?jǐn)嗔?可溶出一定量木質(zhì)素 這樣經(jīng)預(yù)水解 堿法 蒸煮后制得的竹漿粕中纖維素含量為9 3 平均聚合度為6 0 0 7 0 0 達(dá)到粘膠纖維漿 粕要求 3 紡絲成形 竹漿粕的溶解紡絲工藝基本上與木漿粕為原料的粘膠紡絲工藝相同 竹漿粕 浸堿一粉碎一堿纖維素一磺化 c s 2 一熟成一粘膠液一濕法紡絲成形一牽伸一 后處理一竹漿纖維 生產(chǎn)的竹漿粘膠纖維主體長(zhǎng)度為8 5 m m 和3 8 r a m 纖度為3 8 5 d t e x 和1 6 7 d t e x 1 3 竹纖維的性能 1 3 1 綠色環(huán)保性 竹子是一種生長(zhǎng)廣泛 栽種成活2 3 年后即可成林砍伐的速生高產(chǎn)纖維原料 我國(guó)竹資源的產(chǎn)業(yè)化程度較低 對(duì)竹資源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā) 利用竹材生產(chǎn)竹纖維 既 可緩解植物纖維原料與日俱增的供需矛盾 有利于木材資源的綜合保護(hù) 也為我國(guó) 竹資源的綜合利用尋找了一條理想途徑 竹子屬常綠植物 大多生長(zhǎng)在山區(qū) 極少 受到農(nóng)藥和其他有害物質(zhì)的污染 且竹子自身的抗菌性 使其在生長(zhǎng)期內(nèi)無(wú)需使用 任何農(nóng)藥 沒(méi)有任何污染 保證了竹纖維資源無(wú)生態(tài)毒性 竹纖維紡織品在加工過(guò) 程中不加入有機(jī)溶劑 不會(huì)造成環(huán)境污染 故用竹纖維生產(chǎn)的紗線及面料也是綠色 原料的延伸 屬綠色產(chǎn)品 且竹纖維及紡織品在使用后可完全自然分解 具有優(yōu)良 的生物可降解性 可完全回歸自然 對(duì)自然環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生毀滅性的破壞1 1 6 1 從生態(tài) 紡織品發(fā)展而言 開(kāi)發(fā)新型紡織纖維將不再過(guò)度依賴于石油 而轉(zhuǎn)向于價(jià)格低廉 儲(chǔ)量豐富的自然資源 傳統(tǒng)的祜膠纖維是以棉短絨或木材為原料 但棉田的減少以 及森林資源日趨匱乏 都使粘膠纖維的原料供應(yīng)境況越來(lái)越窘迫 多元化調(diào)整原料 4 第一章引言 資源 合理使用竹資源 是解決再生纖維素纖維資源不足的關(guān)鍵1 1 6 l 可見(jiàn)竹纖維的 開(kāi)發(fā)對(duì)紡織生態(tài)學(xué)具有重要的意義 使用后廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染 竹纖維紡織 品來(lái)于自然 最終再回歸于自然 1 3 2 天然抗菌性 所謂抗菌性 是指持續(xù)的殺菌 消毒或抑菌作用 對(duì)紡織材料而言 主要是抑 菌作用 不能殺滅細(xì)菌 但能抑制細(xì)菌繁殖 使細(xì)菌數(shù)減少 竹子與其他木材相比 其自身就具有抗菌性 在生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)蟲(chóng)蛀 無(wú)腐爛 無(wú)需使用任何農(nóng)藥 經(jīng)日本 紡織檢測(cè)協(xié)會(huì)檢測(cè) 同樣數(shù)量的細(xì)菌在顯微鏡下觀察 在棉 木纖維織品上生存繁 衍 在竹纖維織品上不僅不能長(zhǎng)時(shí)間生存 而且在短期內(nèi)減少 具有天然抗菌性是 竹纖維的特點(diǎn) 1 6 1 在生產(chǎn)過(guò)程中采用高新工藝 較大程度的保持竹纖維的抗菌物質(zhì) 不被破壞 使抗菌物質(zhì)始終結(jié)合在纖維素大分子上 即使竹纖維織物經(jīng)反復(fù)洗滌 曰曬也不會(huì)失去其獨(dú)特的抗菌性能 竹纖維的天然抗菌性 使其在服用時(shí)不會(huì)對(duì)皮 膚造成任何過(guò)敏性反應(yīng) 這與后整理過(guò)程中加入了抗菌劑的紡織品有很大的區(qū)別 1 1 7 1 盡管大量文獻(xiàn)資料表明它具有優(yōu)良的抗菌性 但其抗菌機(jī)理至今尚不明確 1 3 3 抗紫外性 防紫外線的功效可用吸收率即1 0 0 減去對(duì)紫外線的反射率來(lái)表示 研究證明 u v a 波長(zhǎng)2 0 0 2 8 0 n m 能對(duì)地球生物產(chǎn)生較大的不良影響 以前被臭氧層吸收 不 能到達(dá)地球 最近由于臭氧層的破壞 有部分會(huì)到達(dá)地球 所以亟待開(kāi)發(fā)對(duì)u v c 具 有防護(hù)作用的纖維制品 竹纖維織物對(duì)紫外線的反射率比麻 棉織物低 這就意味 著具有更強(qiáng)的吸收紫外線作用 特別是對(duì)u v c 吸收效果更加明顯 研究還顯示 竹 纖維中所含的葉綠素銅鈉是安全 優(yōu)良的紫外線吸收劑 其抗紫外線功能是棉纖維 的2 0 倍左右l 切 1 3 4 吸濕放濕性 竹纖維的微觀結(jié)構(gòu) 詳見(jiàn)4 2 使得竹纖維及其產(chǎn)品的吸濕 放濕 導(dǎo)濕性很好 業(yè)內(nèi)專家稱之為 會(huì)呼吸的纖維 紡織物不粘搭 不滯濕 具有舒適的干爽手感 竹纖維紡織品這種 呼吸作用 具有凈化空氣 調(diào)節(jié)濕度之作用 而且隨著人們對(duì) 服裝舒適性要求越來(lái)越高 竹纖維的這種優(yōu)良的吸濕放濕性必將使它備受歡迎1 1 6 1 5 第一章引言 4 本課題研究的內(nèi)容及意義 人們對(duì)竹纖維具有天然抗菌功能已經(jīng)形成共識(shí) 但對(duì)其抗菌性能的研究卻很 少 本文主要研究了竹原纖維抗菌組分的結(jié)構(gòu)和性能 染整加工中常用的化學(xué)藥劑 對(duì)竹原纖維和竹漿纖維抗菌性的影響 以及與不同纖維混紡對(duì)兩種纖維抗菌性的影 響等 本課題研究的意義在于了解抗菌組分及性質(zhì) 為確定染整加工工藝提供參考 數(shù)據(jù) 為竹纖維混紡織物開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 該項(xiàng)目的完成 為在染整加工中保護(hù)竹纖維的天然抗菌性提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo) 意義 有助于合理開(kāi)發(fā)利用我國(guó)豐富的竹子資源 為開(kāi)發(fā)綠色天然抗菌纖維找到了 一個(gè)新的突破口 6 第二章實(shí)驗(yàn)材料儀器和藥品 2 1 實(shí)驗(yàn)材料 第二章實(shí)驗(yàn)材料儀器和藥品 竹原纖維 株洲雪松公司 竹漿纖維 河北吉藁化纖有限公司 苧麻纖維 棉纖維 滌綸 蠶絲 2 2 實(shí)驗(yàn)儀器 表2 1 實(shí)驗(yàn)儀器 儀器名稱生產(chǎn)廠家或規(guī)格 i l z o c 空氣浴振蕩器哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠 電熱恒溫培養(yǎng)箱天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司 手提式不銹鋼蒸汽消毒器上海三申醫(yī)療器械有限公司 電子天平j(luò) a s 0 0 3 n上海精密科學(xué)儀器有限公司 可調(diào)微量移液器上海亞榮生化儀器廠 電熱鼓風(fēng)干燥箱天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司 密封式恒溫可調(diào)電加熱器浙江嘉興市風(fēng)轎電熱器廠i 恒溫水浴鍋天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司 培養(yǎng)皿 平皿 皿底直徑為9 c m 或l k m 4 m m 鉑接種環(huán) 酒精燈 錐形瓶容量為1 0 0 r i d 2 5 0 m i 試管1 5 m m x l 0 0 m m 容量瓶 1 0 0 1 1 l l 7 第二章實(shí)驗(yàn)材料儀器和藥品 2 3 實(shí)驗(yàn)藥品 表2 2 實(shí)驗(yàn)藥品 藥品純度生產(chǎn)廠家 蛋白胨生化試劑天津市光復(fù)精細(xì)化r 研究所 牛肉浸膏生化試劑天津市珠江衛(wèi)生材料廠 營(yíng)養(yǎng)瓊脂生化試劑 天津市福晨化學(xué)試劑廠 氯化鈉分折純 天津市化學(xué)試劑三廠 無(wú)水碳酸鈉分析純天津市永大化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心 硫酸鈉分析純天津市化學(xué)試劑三廠 磷酸氫二鈉分析純天津市化學(xué)試劑三廠 磷酸二氫鉀 無(wú)永 分析純天津市化學(xué)試劑六廠 無(wú)水乙醇 分析純 天津市福晨化學(xué)試劑廠 甲醇分析純 天津化學(xué)試劑有限公司 乙醚分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠 氯仿分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠 四氯化碳分析純天津市化學(xué)試劑二廠 丙酮分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠 乙酸乙酯分析純天津市化學(xué)試劑二廠 氫氧化鈉分析純天津化學(xué)試劑批發(fā)公司正光化工經(jīng)營(yíng)部 磷酸鈉分析純 天津市化學(xué)試劑 廠 勻染劑1 2 2 7j 業(yè)純天津市化學(xué)試劑一廠 a b s 工業(yè)純天津市助劑廠 a p e 9 j l 業(yè)純大津市助劑廠 8 第二章實(shí)驗(yàn)材料儀器和藥品 a e o 9工業(yè)純 天津市助劑廠 l a s 工業(yè)純天津市助劑廠 3 0 受氧水 h 0 2 分析純天津市東方化工 無(wú)水啞硫酸鈉分析純天津市化學(xué)試荊三廠 冰醋酸 h a c 分析純天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠 硫酸分析純天津市化學(xué)試劑三廠 乙醇 9 5 分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠 直接黃r工業(yè)純天津染化料廠 直接嫩黃5 g l工業(yè)純天津染化料廠 汽巴直接藍(lán)g 工業(yè)純 汽巴公司 直接大紅4 b s工業(yè)純 天津染化料廠 直接耐曬黑g工業(yè)純天津染化料廠 雅格素藍(lán)e c工業(yè)純上海雅運(yùn)染料有限公司 活性紫k 3 r工業(yè)純天津染化料廠 活性黃b 4 r i 剛工業(yè)純天津染化料廠 活性嫩黃m 7 g工業(yè)純天津染化料廠 克隆橙f(wàn) n r工業(yè)純汽巴公司 9 第二章抗菌性能測(cè)試方法 第三章抗菌性測(cè)試方法 3 1 抗菌性測(cè)試方法概述 抗菌防臭紡織品的最重要的性能指標(biāo)是抗菌性 抗菌性指紡織品抑制細(xì)菌繁殖 和殺滅細(xì)菌的性質(zhì) 3 1 1 抗菌性測(cè)試菌種的選擇 抗菌性測(cè)試方法分定量與定性兩種 測(cè)試時(shí) 要求培養(yǎng)基濃度 溫濕度 p h i t 直 及實(shí)驗(yàn)時(shí)間與穿著條件相一致 實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)為微生物實(shí)驗(yàn)常用儀器 且對(duì)任何形狀 的紡織材料都能測(cè)試 1 蜘 在實(shí)際測(cè)試中 大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是用能產(chǎn)生氣味的細(xì)菌和皮真菌進(jìn)行的 而不是致 病菌 常用測(cè)試菌種見(jiàn)表3 一l 表3 1 抗菌性能測(cè)試時(shí)使用的代表性菌種 菌種所致疾病或狀態(tài) 金黃色葡萄球菌化膿性感染 表皮葡萄球菌 體臭 革蘭氏 白喉類棒狀桿菌 體臭 陽(yáng)性菌 生氨短桿菌尿布皮疹 枯草芽孢菌 食物腐爛菌 大腸桿菌尿路感染 肺炎桿菌肺炎及其它感染 革蘭氏 陰性菌 綠膿桿菌傷口及燒傷感染 變形桿菌尿路感染 白色念珠菌 指問(wèn)糜爛 皮膚念珠菌病 趾間發(fā)癬菌香港腳 真菌 皮膚癬菌指甲與皮膚感染 由于實(shí)驗(yàn)室條件的限制 本課題選擇了大腸桿菌作為革蘭氏陰性菌的代表 枯 1 0 第二章抗菌性能測(cè)試方法 草芽孢菌作為革蘭氏陽(yáng)性菌的代表 3 1 2 抗菌性測(cè)試方法的現(xiàn)狀 對(duì)于如何測(cè)定抗菌防臭產(chǎn)品的抗菌性 美國(guó) 日本等國(guó)在這方面開(kāi)展的研究較 早 己建立了一些有代表性 相對(duì)穩(wěn)定的 可在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室中模擬同一條件的測(cè)定 方法 見(jiàn)表3 2 1 1 9 1 1 9 9 2 年我國(guó)參考美國(guó)的a a t c c 8 1 標(biāo)準(zhǔn)制定了紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) f z f 0 1 0 2 1 9 2 織物抗菌性能實(shí)驗(yàn)方法 已廢除 1 9 9 6 年衛(wèi)生布也發(fā)布了國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)g b l 5 9 7 9 1 9 9 5 一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 表3 2 國(guó)外抗菌防臭產(chǎn)品抗菌性能測(cè)試方法 名稱定量 定性評(píng)價(jià)依據(jù) a a t c c 實(shí)驗(yàn)法9 0定性阻止帶寬度 改良a a t c c 實(shí)驗(yàn)法9 0 噴霧法 定性 顯色的程度 h a l o 法 抑菌環(huán)寬度 改良a a t c c 實(shí)驗(yàn)法9 0 比色法 定量 顯色的程度 p e t r o c c i 法定性阻止帶 a a t c c 實(shí)驗(yàn)法1 0 0定量菌減少率 改良a a t c c 實(shí)驗(yàn)法1 0 0定量菌減少率 細(xì)菌增殖抑制實(shí)驗(yàn)法定量增殖抑制效果 改良增殖抑制實(shí)驗(yàn)法定量菌減少率 菌 菌數(shù)測(cè)定法定量菌減值差 浸漬法 l a t l i e f 法定量菌減少率 數(shù) 減i s 陸法 定量菌減少率 少 m a j o r s 實(shí)驗(yàn)法 半定量滴定值 法 新瓊脂平板法 定量殺菌抑菌活性 振蕩瓶法 定量菌減少率 振蕩法 改良振蕩瓶法定量菌減少率 o u i k n 實(shí)驗(yàn)法定量菌減少率 平行劃線實(shí)驗(yàn)法定性 阻止帶 其它方程 從t c c 1 4 7 半定量 第二章抗菌性能測(cè)試方法 3 1 3 幾種典型的抗菌性測(cè)試法 1 a a t c c 一9 0 實(shí)驗(yàn)法 又稱暈圈實(shí)驗(yàn)法例 其原理是 在瓊脂培養(yǎng)基上接種實(shí)驗(yàn)菌 再緊貼試樣 于 3 7 下培養(yǎng)2 4 d 時(shí)后 用放大鏡觀察菌類繁殖情況和試樣周圍無(wú)菌區(qū)的暈圈大小 與對(duì)照樣的實(shí)驗(yàn)情況比較 此法一次能處理大量的試樣 操作較簡(jiǎn)單 時(shí)間短 但沒(méi)有規(guī)定往培養(yǎng)基中加 l m l 菌液時(shí)的菌濃度 該法要求抗菌織物中的抗菌物質(zhì)必須能在瓊脂中擴(kuò)散 暈圈 大小代表的是擴(kuò)散性和抗菌效力 與對(duì)照樣比較是有意義的 卻不能作為抗菌活力 的定量評(píng)定 2 1 i 噴霧法 a a t c c 9 0 實(shí)驗(yàn)法改良之一 是在培養(yǎng)后的試樣上噴灑一定量t n t 試劑 2 o l o d o p h e n y l 3 一q n i t r o p h e n y l 6 p h e n y l t e t r a z o l i u mc h l o r i d e 肉眼觀察試樣 上菌的生長(zhǎng)情況 其發(fā)色原理為耵盯試劑因?qū)嶒?yàn)菌的琥珀酸脫氫酶的作用被還原 變成稱作f r o m a z a n 的不溶性紅色色素而顯紅色 從而達(dá)到判定抗菌性的目的 比色法 一a a t c c 9 0 實(shí)驗(yàn)法改良之二 是在培養(yǎng)后試樣的菌洗出液中加入一 定量的t n t h 式劑使發(fā)色 1 5 分鐘后用分光光度計(jì)測(cè)定波長(zhǎng)為5 2 5 n m 的吸光度 以求 出活菌個(gè)數(shù) 以上兩種方法不適用于無(wú)琥珀酸脫氫酶的實(shí)驗(yàn)菌瞄l 新瓊脂平板法 一a a t c c 9 0 實(shí)驗(yàn)法改良之三 是將待測(cè)試樣放置在瓊脂平板 上 用0 1 m l 菌液均勻接種 在3 7 2 下培養(yǎng)1 8 d 時(shí)后 用冷卻的生理鹽水將菌洗脫 測(cè)洗脫液中的菌濃度吲 計(jì)算抑菌率和殺菌率 2 a a t c c l o o 實(shí)驗(yàn)法 該法于1 9 6 1 年由a a t c c 委員會(huì)提出 分別在1 9 6 5 年 1 9 8 1 年 1 9 8 8 年 1 9 9 3 年作了修訂 是目前國(guó)外使用較廣泛的抗菌性測(cè)試方法之一洲 該方法原理為 在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌 分別加入一定量中和液 強(qiáng)烈振蕩將菌洗出 以稀釋平板法測(cè)洗脫液中的菌濃度 與對(duì)照樣相比計(jì)算織物上 細(xì)菌減少的百分率 此法一次實(shí)驗(yàn)的檢體不能太多 且花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng) 對(duì)于非溶出型試樣 不能進(jìn) 行抗菌性評(píng)價(jià) 沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定中和溶液的成份 菌液中營(yíng)養(yǎng)過(guò)于豐富 與實(shí)際穿著 條件相差太大 容器太大 不易操作 3 4 1 3 振蕩瓶法 振蕩瓶法l i p s h a k e f l a s k 法 a m 0 9 2 3 法 是由美國(guó)道康寧公司開(kāi)發(fā)出的可評(píng)價(jià) 非溶出型纖維制品抗菌性能的一種方法 2 5 1 對(duì)于粉未狀 有毛或羽的衣物 凹凸不 平的織物等有任意形狀的試樣都能使用 此法為增強(qiáng)試樣與菌的接觸 將樣品投入盛有磷酸鹽緩沖液的三角瓶中 移入 菌液后在一定條件下振蕩2 4 d x 時(shí) 取l m l 實(shí)驗(yàn)液 置于培養(yǎng)基上使細(xì)菌繁殖一定時(shí) 第三章抗菌性能測(cè)試方法 問(wèn) 檢查菌落數(shù)與空白樣品比較 計(jì)算細(xì)菌減少率 本實(shí)驗(yàn)所使用的竹原纖維和竹漿纖維均為散纖維 且屬于非溶出型抗菌纖維 分析各種方法及本實(shí)驗(yàn)室條件 我們采用了振蕩瓶法 3 2 振蕩瓶法 3 2 1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 1 培養(yǎng)基及溶液的配制 a 液體培養(yǎng)基 蛋白胨0 4 9 牛肉浸膏o 2 9 氯化鈉0 2 9 蒸餾水4 0 m l 加熱使配料溶解 用0 1 m o l l n a o h 調(diào)p h 值至6 8 分裝于兩個(gè)錐形瓶中 每瓶2 0 m l 封口 在1 2 1 下滅菌2 0 r a i n 備用 b 固體培養(yǎng)基 營(yíng)養(yǎng)瓊脂4 2 9 蒸餾水1 0 0 0 m l 將營(yíng)養(yǎng)瓊脂溶于蒸餾水中 加熱煮沸至溶解 分裝于錐形瓶中 封口 在1 2 1 下滅菌2 0 m i n 備用 c 0 0 3 m p b s 緩沖溶液 磷酸氫二鈉2 8 4 9 磷酸二氫鉀1 3 6 9 配成1 0 0 0 m l 溶液 分裝于錐形瓶中 封口 在1 2 1 下滅菌2 0 m i n 備用 2 干法滅菌 培養(yǎng)皿 將培養(yǎng)皿由一底一蓋組成一套 用報(bào)紙將1 0 套培養(yǎng)皿 1 m 底朝里 皿蓋朝外 5 套 5 套相對(duì) 包好 放于電熱鼓風(fēng)干燥箱中在1 6 0 c 下滅菌2 h 備 用 纖維 分別稱取待濺試樣o 7 5 9 0 0 5 9 并分裝于生化培養(yǎng)皿中 依上述方法 包好 放于電熱鼓風(fēng)干燥箱中在1 6 0 下滅菌2 h 備用 3 濕法滅菌 緩沖溶液 試管內(nèi)各裝9 m l0 0 3 mp b s 緩沖溶液 封口 每1 0 個(gè)試管匝成一 捆 錐形瓶中各裝7 0 m l 0 0 3 mp b s 緩沖溶液 封口 在1 2 1 下滅菌2 0 m i n 備用 纖維 分別稱取待測(cè)試樣0 7 5 9 0 0 5 9 剪成0 5 c m 大小的碎片裝于含7 0 m l 0 0 3 mp b s 緩沖溶液的錐形瓶中 封口 在1 2 1 c 下滅菌2 0 r a i n 備用 3 2 2 測(cè)試步驟 1 菌懸液的準(zhǔn)備 用接種環(huán)從3 1 0 代的菌種試管斜面中移取細(xì)菌到盛有液體培養(yǎng)基的錐形瓶 第二章抗菌性能測(cè)試方法 中 然后 在3 7 i c 1 3 0 轉(zhuǎn) r a i n 條件下振蕩培養(yǎng)2 4 h 即制成了接種菌懸液 菌 懸液中活菌數(shù)應(yīng)達(dá)到l x l 0 8 1 0 9 c f u m l 2 i 細(xì)菌的接種 將準(zhǔn)備好的菌懸液靜置1 5 m i n 用可調(diào)微量移液器移取l m l 菌液注入到盛有 9 m l 0 0 3 mp b s 緩沖溶液的試管中 振蕩試管 使菌液與p b s 緩沖溶液混合均勻 即 十倍稀釋法 再?gòu)脑撛嚬苤幸迫 m l 液體注入到另一支試管 搖勻 以此類推 稀釋3 次 即稀釋1 0 0 0 倍 使菌液含活細(xì)菌數(shù)目為3 4 x 1 0 5 c f u m l 再?gòu)南♂尯蟮脑?管中移取l m l 菌液注入到錐形瓶中 并緩慢搖動(dòng)片刻 將滅菌后的待測(cè)纖維放入錐 形瓶中 封口 在3 7 下于空氣浴振蕩器中振蕩培養(yǎng)2 4 h 取出錐形瓶 分別移取l m l 液體注入到滅過(guò)菌的平皿中 每個(gè)錐形瓶對(duì)應(yīng)兩個(gè) 平皿 將加熱后熔化了的固體培養(yǎng)基冷卻到4 0 5 0 c 注入平皿約1 5 m l 并轉(zhuǎn)動(dòng) 平皿使其混合均勻 待固體培養(yǎng)基凝固后 翻轉(zhuǎn)平皿 在3 7 下于電熱恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)2 4 h 取 出 計(jì)算平皿內(nèi)菌落數(shù)目 3 記錄結(jié)果 對(duì)測(cè)試同一樣品的兩個(gè)平皿 求出平均菌落數(shù) 再乘以稀釋倍數(shù) 即 可求出試樣錐形瓶?jī)?nèi)菌液濃度的平均數(shù) k z x l 礦 3 一1 式中 k 一試樣錐形瓶?jī)?nèi)的活菌濃度 c f u m 1 z 一活菌數(shù)目 兩個(gè)平皿的平均值 一稀釋倍數(shù) n 0 1 2 3 菌落計(jì)數(shù)方法 菌落數(shù) 稀釋倍數(shù) 菌體個(gè)數(shù) m l 原樣 1 2 6 1 3 2 圖3 1 菌落計(jì)數(shù)方法 1 4 第二章抗菌性能測(cè)試方法 計(jì)數(shù)平皿菌落時(shí) 可用肉眼觀察 必要時(shí)要用放大鏡檢查 以防遺漏 記下各 平皿的菌落數(shù)后 求出相應(yīng)平皿的平均菌落數(shù) 幻平皿菌落數(shù)的選擇 選取菌落數(shù)在3 0 3 0 0 之間的平皿作為菌落總數(shù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn) 一個(gè)稀釋度使用兩 個(gè)平皿 應(yīng)采用兩個(gè)平皿菌落數(shù)平均值 其中一個(gè)平皿有較大片狀菌落生長(zhǎng)時(shí) 則 不宜采用 而應(yīng)以無(wú)片狀菌落生長(zhǎng)的平皿作為該稀釋度的菌落數(shù) 若片狀菌落分布 不到平皿的一半 而其余一半中菌落分布又均勻 即可計(jì)算半個(gè)平皿后乘2 以代表 全皿菌落數(shù) 們稀釋度的選擇 應(yīng)選擇平均菌落數(shù)在3 0 3 0 0 之間的稀釋度 乘以稀釋倍數(shù)得到細(xì)菌總數(shù) 若 有兩個(gè)稀釋度 其生長(zhǎng)的菌落數(shù)均在3 0 3 0 0 之間 則計(jì)算二者之比 若其比值小 于2 應(yīng)取二者平均數(shù) 若大于2 則取其中較小的數(shù)值 若所有稀釋度的平均菌落 數(shù)均大于3 0 0 則應(yīng)按稀釋度最高的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)得到細(xì)菌總數(shù) 若所 有稀釋度的平均菌落數(shù)均小于3 0 則應(yīng)按稀釋度最低的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)得 到細(xì)菌總數(shù) 若所有稀釋度的平均菌落數(shù)均不在3 0 3 0 0 之間 其中一部分大于3 0 0 或小于3 0 時(shí) 則以最接近3 0 或3 0 0 的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)得到細(xì)菌總數(shù) 菌 落數(shù)在1 0 0 以內(nèi)時(shí) 記錄其真實(shí)數(shù)據(jù) 大于1 0 0 時(shí) 采用二位有效數(shù)字后面的數(shù)值 為了縮短數(shù)字后面的零數(shù) 也可用1 0 的指數(shù)來(lái)表明 抗菌效果計(jì)算 y 塑 1 0 0 3 3 式中 y 一抑菌率 一空白試樣與細(xì)菌接觸2 4 h 后的活菌數(shù) c f u m l q 一待測(cè)試樣與細(xì)菌接觸2 4 h 后的活菌數(shù) c f u m l 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 4 1 測(cè)試方法 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 1 掃描電鏡 用哈氏切片法制取纖維切片 在掃描電鏡下觀察纖維橫截面和表面 形態(tài)結(jié)構(gòu) 2 紅外光譜 將樣品剪成粉末 k b r 壓 片法制片后進(jìn)行紅外光譜測(cè)定 測(cè)定范圍為 4 0 0 0 4 0 0 c m 1 3 x 射線 將柬狀樣品綁在樣品夾上進(jìn)行x 射線測(cè)定 4 熱重分析 將樣品剪成粉末 以1 0 m i n 速率加熱得t g 4 2 形態(tài)結(jié)構(gòu)分析 a 竹緣纖維橫戧血s e m 囝 5 0 0 0 倍 b 竹壕纖維縱i 甸s e m 圖 2 5 0 0 倍 圖4 l 竹原纖維s e m 圖 經(jīng)掃描電子顯微鏡觀察 如圖4 1 竹原纖維縱向 如圖4 1 b 有橫節(jié) 粗細(xì)分布 不均勻 無(wú)天然扭曲 橫向 如圖4 i a 為不規(guī)則的橢西形 腰圓形等 內(nèi)有中腔 且 邊緣有裂紋 這些中腔裂紋猶如毛細(xì)管 可以在瞬間吸收和蒸發(fā)水分 使得竹原纖 維具有優(yōu)良的吸濕性和放濕性 竹漿纖維縱向 如m 4 2 b 無(wú)橫節(jié) 粗細(xì)分布比竹原纖維均勻 纖維表面有無(wú)數(shù) 微細(xì)凹槽 亦無(wú)天然扭曲 橫截面 如圖4 2 a 呈多瓣型 沒(méi)有中腔 竹漿纖維的截面 形狀與纖維加工過(guò)程中的成型條件有關(guān)1 2 7 竹漿纖維表面的凹槽使其也具有較好的 吸濕 放濕性 同時(shí)增強(qiáng)了纖維之間的抱合力 有利于紡紗加工 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 a 竹漿纖維橫截血s e m 幽 5 0 g o 倍 b 竹漿纖維縱向s e m 圖t 2 5 g o 倍 圖4 2 竹漿纖維s e m 圖 4 3 超分子結(jié)構(gòu)分析 圖4 3 竹原纖維與竹漿纖維x 塒線衍射圖 圖4 4 棉纖維x 射線衍射圖 1 7 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 竹原纖維的特征衍射峰 如圖4 3 的2 0 角位置 1 6 5 2 3 5 3 3 4 與棉纖 維特征衍射峰 如圖4 4 對(duì)應(yīng)的2 0 角位置 1 5 1 2 3 6 3 3 7 d 5 1 十分接近 這 說(shuō)明竹原纖維結(jié)晶變體屬于典型的纖維素i 結(jié)構(gòu) 說(shuō)明由竹材提取竹原纖維的工藝未 改變天然竹纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)屬性 竹漿纖維的特征衍射峰的2 0 角位置 1 0 2 0 4 2 1 8 與理論計(jì)算得到的纖維素i i 特征 1 2 3 2 0 2 2 1 8 1 1 5 1 衍射峰對(duì)應(yīng)的2 0 角位置比較接近i 冽 說(shuō)明它屬于纖維素i l 的晶體結(jié)構(gòu) 對(duì)比竹漿纖維與竹原纖維的特征衍射峰 如圖4 3 發(fā)現(xiàn)竹原纖維的特征衍射 峰比竹漿纖維的窄且尖銳 說(shuō)明竹原纖維的結(jié)晶區(qū)中晶體較竹漿纖維的大 主要是 因?yàn)樵谥駶{纖維生產(chǎn)過(guò)程中其他化學(xué)物質(zhì)形成了結(jié)晶中心 而纖維素分子以此為中 心逐步靠攏形成小的晶體1 2 s j 從圖中還可以看出竹漿纖維的結(jié)晶度低于竹原纖維 4 4 紅外譜圖分析 根據(jù)纖維的紅外光譜吸收?qǐng)D譜可以推斷出纖維中基團(tuán)的類型及數(shù)量 由圖4 5 可以看出 竹原纖維 竹漿纖維的紅外光譜圖中吸收峰的位置基本相似 說(shuō)明竹原 纖維和竹漿纖維都屬于纖維素纖維 其主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)相同 圈4 5 竹原纖維與竹漿纖維紅外光譜圖 i n 4 5 e 0 3 4 0 0 啪 1 附近 竹原纖維3 4 0 6 4 6e n l 竹漿纖維3 4 3 9 8 0c l n 1 寬而 強(qiáng)的吸收峰認(rèn)為是 o h 基的伸縮振動(dòng)吸收所引起的 是纖維素纖維的特征吸收峰 2 9 0 0 c m 一1 附近 竹原纖維2 9 0 1 9 4 鋤 竹漿纖維2 8 9 3 3 1 鋤一1 的中強(qiáng)吸收 峰可歸于一c h 的伸縮振動(dòng)吸收 1 8 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 1 6 4 0 c m 1 附近 竹原纖維1 6 4 1 3 3 c m 竹漿纖維1 6 4 3 5 1 c m 1 的弱吸收峰認(rèn) 為是樣品吸濕所致 且竹漿纖維此處的吸收強(qiáng)于竹原纖維 說(shuō)明竹漿纖維吸水性較 竹原纖維強(qiáng) 與竹漿纖維結(jié)晶度較低相吻合 水分容易進(jìn)入纖維無(wú)定形區(qū) 竹原纖維在1 4 3 0c m l 處的尖銳吸收 稱作結(jié)晶譜帶 在再生纖維素的竹漿纖維 中這種吸收就不明顯 而竹漿纖維在8 9 5 c m q 的非結(jié)晶性譜帶的吸收強(qiáng) 這可作為 區(qū)分天然竹纖維和再生竹纖維的一個(gè)標(biāo)志 1 3 7 0 c m 1 附近 竹原纖維1 3 7 2 1 4 c m 竹漿纖維1 3 7 5 9 2 c m 1 的中強(qiáng)吸收峰 為一c h 3 的彎曲振動(dòng) 竹原纖維在1 0 5 8 7 c r n 1 1 1 6 0 6 c m l 及竹漿纖維在1 1 6 1 6 2 c m 1 1 0 1 9 6 4 c m l 附 近的吸收譜帶 稍有不同的是后者的伴隨的吸收峰分開(kāi)明顯且較尖銳 認(rèn)為是一o h 的彎曲振動(dòng)和c o c 的伸縮振動(dòng) 這也是纖維素纖維的特征吸收 2 0 3 1 l 由此可見(jiàn) 屬于再生纖維素纖維的竹漿纖維在組成及分子結(jié)構(gòu)上與屬于天然纖 維素纖維的竹原纖維基本上是相同的 只是竹原纖維的結(jié)晶度高于竹漿纖維 這與 x 射線衍射圖分析結(jié)果一致 4 5 熱性能分析 為進(jìn)一步比較竹原纖維與竹漿纖維的熱性能 對(duì)竹原纖維和竹漿纖維進(jìn)行了熱 重分析 熱重分析圖中 每一個(gè)失重階段對(duì)應(yīng)一個(gè)1 g 曲線平臺(tái) d t g 是對(duì)t g 曲線的 微分 每一個(gè)t g 平臺(tái) 對(duì)應(yīng)一個(gè)d t g 波峰 其d t g 波峰處為失重速率最快時(shí)的溫度 可用來(lái)表征物質(zhì)的熱穩(wěn)定性 2 8 i 帥2 0 03 0 04 0 05 0 05 0 0 7 0 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 溫度 圖4 石竹原纖維熱分析 第四章竹纖維結(jié)構(gòu)和熱性能的表征 溫度 t c 圖4 7 竹漿纖維熱分析 兩種竹纖維的熱重曲線如圖4 6 牛7 所示 隨著溫度的升高 都經(jīng)歷三個(gè)失重 階段 第一階段為初始階段失重 即1 6 0 以下的失重可歸因于樣品中水分的損失 竹原纖維的脫水始溫在6 2 2