大麻纖維的吸濕和放濕特性的研究
大麻纖維的種植、加工及應用具有十分悠久的曆史,人類積累了大量與大麻纖維相關的曆史經驗、文(wen)獻(xian)和(he)資(zi)料(liao)。但(dan)是(shi),因(yin)為(wei)近(jin)百(bai)年(nian)中(zhong)大(da)麻(ma)受(shou)到(dao)禁(jin)種(zhong)管(guan)理(li),使(shi)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)和(he)性(xing)能(neng)缺(que)乏(fa)係(xi)統(tong)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)分(fen)析(xi)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)濕(shi)度(du)對(dui)纖(xian)維(wei)的(de)品(pin)質(zhi)及(ji)紡(fang)紗(sha)加(jia)工(gong)具(ju)有(you)較(jiao)為(wei)顯(xian)著(zhu)的(de)影(ying)響(xiang),而(er)國(guo)內(nei)外(wai)在(zai)此(ci)方(fang)麵(mian)的(de)文(wen)獻(xian)報(bao)道(dao)不(bu)夠(gou)全(quan)麵(mian)。因(yin)此(ci)本(ben)文(wen)對(dui)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)的(de)結(jie)構(gou)、形態與吸濕性能及其成紗品質的研究具有一定的新穎性,並可為從事大麻研究領域的科技工作者提供理論參考。
damaxianweizhonghanyoudejiaozhihuiyiwulihuohuaxuedefangfashidexianweisuzhijiandezhanjiejiagu,keshiyuanbenjiaoduandedamaxianweiyishuxianweixingtaicunzaiyudamarenpixianweizhizhong,zengjiadamagongyixianweidechangdu。damaxianweidejiejingdujiaogao,wudingxingquxiangduijiaoxiao,qijiejingwanzhengxingjiaohao,dafenzilianduanpailieguizheng,zhezhengshidamaxianweiqiangdugao、斷裂伸長小、模量大並造成其剛硬的根本原因。大麻纖維縱向凹凸不平、有麻節、粗細不勻,:橫(heng)截(jie)麵(mian)形(xing)狀(zhuang)差(cha)異(yi)較(jiao)大(da),內(nei)有(you)空(kong)腔(qiang)及(ji)大(da)量(liang)嵌(qian)套(tao)孔(kong)洞(dong),其(qi)表(biao)麵(mian)覆(fu)有(you)大(da)量(liang)膠(jiao)質(zhi),多(duo)以(yi)束(shu)纖(xian)維(wei)形(xing)式(shi)集(ji)中(zhong)。大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)中(zhong)含(han)有(you)大(da)量(liang)的(de)極(ji)性(xing)親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan),纖(xian)維(wei)的(de)吸(xi)濕(shi)性(xing)非(fei)常(chang)好(hao)。由(you)於(yu)巨(ju)原(yuan)纖(xian)縱(zong)向(xiang)分(fen)裂(lie)而(er)呈(cheng)現(xian)許(xu)多(duo)裂(lie)縫(feng)和(he)孔(kong)洞(dong),並(bing)且(qie)通(tong)過(guo)毛(mao)細(xi)管(guan)道(dao)與(yu)中(zhong)腔(qiang)連(lian)通(tong),各(ge)種(zhong)孔(kong)洞(dong)之(zhi)間(jian)相(xiang)互(hu)嵌(qian)套(tao),此(ci)結(jie)構(gou)不(bu)僅(jin)使(shi)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)濕(shi)性(xing),還(hai)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)散(san)濕(shi)性(xing)。在(zai)相(xiang)同(tong)的(de)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia),大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)的(de)回(hui)潮(chao)率(lv)略(lve)高(gao)於(yu)棉(mian)纖(xian)維(wei),吸(xi)濕(shi)、放濕速率明顯高於棉。從吸濕曲線來看,大麻纖維的吸濕和放濕平衡回潮率曲線基本屬於反s形,說明大麻纖維的吸濕可以利用皮爾斯、海(hai)爾(er)伍(wu)德(de)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)綠(lv)色(se)的(de)天(tian)然(ran)紡(fang)織(zhi)原(yuan)料(liao),其(qi)研(yan)究(jiu)與(yu)應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)關(guan)注(zhu),因(yin)其(qi)本(ben)身(shen)具(ju)有(you)多(duo)種(zhong)優(you)異(yi)性(xing)能(neng),對(dui)其(qi)展(zhan)開(kai)的(de)研(yan)究(jiu)符(fu)合(he)環(huan)境(jing)保(bao)護(hu)的(de)要(yao)求(qiu)及(ji)國(guo)家(jia)紡(fang)織(zhi)產(chan)業(ye)開(kai)發(fa)的(de)原(yuan)則(ze)。纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)與(yu)性(xing)能(neng)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)是(shi)纖(xian)維(wei)高(gao)分(fen)子(zi)物(wu)理(li)學(xue)的(de)基(ji)本(ben)內(nei)容(rong),纖(xian)維(wei)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)決(jue)定(ding)其(qi)性(xing)能(neng)的(de)內(nei)在(zai)因(yin)素(su),性(xing)能(neng)是(shi)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)宏(hong)觀(guan)表(biao)現(xian),而(er)纖(xian)維(wei)的(de)性(xing)能(neng)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)成(cheng)紗(sha)工(gong)藝(yi)與(yu)質(zhi)量(liang)。
大麻纖維本身的結構決定了其具有吸、放濕快的特性,而目前對於大麻纖維的形態、結構的研究探討不足;大麻纖維的吸濕性及吸濕後性能的變化尚未作出係統的分析:回潮率對大麻純紡紗、大麻棉混紡紗成紗質量的影響尚不明確。基於上述問題,本文開展了一係列的研究工作,利用纖維測定儀對大麻的纖維含量進行確定,即進行定量研究,以期對大麻纖維的開發及應用提供理論參考。主要完成的工作有:
(1)介紹了大麻纖維的發展史、分類及優異特性,從大麻纖維的曆史、傳播、萎縮、新xin生sheng幾ji個ge方fang麵mian進jin行xing了le闡chan述shu。針zhen對dui近jin幾ji年nian大da麻ma研yan究jiu熱re度du的de不bu斷duan升sheng溫wen,介jie紹shao了le國guo內nei外wai大da麻ma纖xian維wei的de研yan究jiu現xian狀zhuang,查zha閱yue並bing整zheng理li了le與yu本ben文wen相xiang關guan度du較jiao大da的de大da麻ma纖xian維wei的de結jie構gou、形態、吸濕性、紡紗加工性能及物料平衡模型方程方麵的文獻。
(2)測試了大麻纖維的化學成分及化學組成,並從加工程度、纖維部位、種植條件等方麵對影響大麻纖維化學組成較為關鍵的幾個因素進行了分析,采用紅外光譜、X射線衍射及X光小角散射等方法測試了大麻纖維的結晶結構,在分析測試大麻纖維分子結構及結晶結構的基礎上,推測出纖維素、木質素、酚類物質及微量金屬元素可能發生的部分結合,並繪製了大麻纖維的結構模型示意圖。采用光學顯微鏡、掃描電鏡及透射電鏡對大麻纖維的形態特征進行了測試分析。
(3)從親水性基團、纖維結晶度、纖維比表麵積及內部孔隙、xianweizhongbanshengwujizazhihehuanjingduixishixingdeyingxiangjigefangmianduixianweidexishijilihelilunjinxinglechanshu。fenxiledamaxianweidexishizhihouxing,butonghuichaolvxiaxianweidexishi、放濕曲線,纖維的吸濕等溫線,纖維芯吸性能及濕度對大麻纖維梳理長度及細度的影響。
(4)針對大麻纖維吸濕快、放濕快的特性,結合目前國內外對物料平衡含水率的分析,優選出5種常用模型,利用非線性回歸方法進行統計分析並評價三因素等溫線模型對不同細度大麻纖維吸濕、放fang濕shi等deng溫wen線xian數shu據ju的de擬ni合he效xiao果guo,選xuan出chu適shi等deng提ti出chu的de吸xi濕shi理li論lun來lai解jie釋shi。但dan從cong放fang濕shi過guo程cheng來lai看kan,其qi滯zhi後hou性xing較jiao小xiao,說shuo明ming大da麻ma纖xian維wei的de放fang濕shi速su度du較jiao快kuai,證zheng明ming了le大da麻ma纖xian維wei具ju有you吸xi濕shi快kuai、放濕快的特性。大麻纖維的芯吸性能測試說明大麻纖維具有較強的芯吸性能;tongguoduihongseyetidexifuxiaoguolaikan,shuifenzizaidamazhiwuzhongdekuosansudumingxianjiaomianzhiwukuaidamaxianweizaishulishideshangjihuichaobuyiguoda,yebuyiguoxiao,tongguoduibidechuhuichaolvfanweizai12內進行大麻纖維的梳理效果較好,梳理後的大麻纖維長度均一度好,細度均一,手感蓬鬆柔軟。
(5)1500nm、2500nm大麻纖維的吸濕、放濕等溫線分別與修正後的Halsey模型、Chung-Pfost模型擬合效果較好;3000nm大麻纖維的吸濕等溫線與修正後的Chung-Pfost模型擬合效果較好;其放濕等溫線與修正後的Halsey模型擬合效果較好。對於各細度大麻纖維,以上各模型計算出的理論等溫線與試驗值吻合程度較好。
(6)大麻纖維吸濕後,不同分裂度大麻纖維的斷裂強度、斷裂伸長率、動(dong)一(yi)摩(mo)擦(ca)因(yin)數(shu)及(ji)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)均(jun)有(you)不(bu)同(tong)幅(fu)度(du)的(de)提(ti)高(gao),而(er)抗(kang)彎(wan)剛(gang)度(du)有(you)不(bu)同(tong)幅(fu)度(du)的(de)降(jiang)低(di),表(biao)明(ming)了(le)水(shui)分(fen)對(dui)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)的(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)能(neng)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)改(gai)善(shan)作(zuo)用(yong)。
(7)采(cai)用(yong)局(ju)部(bu)加(jia)濕(shi)的(de)方(fang)法(fa)對(dui)大(da)麻(ma)纖(xian)維(wei)進(jin)行(xing)表(biao)麵(mian)噴(pen)霧(wu),麻(ma)條(tiao)回(hui)潮(chao)的(de)提(ti)高(gao)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)改(gai)善(shan)了(le)成(cheng)紗(sha)質(zhi)量(liang)。借(jie)助(zhu)灰(hui)色(se)近(jin)優(you)綜(zong)合(he)判(pan)定(ding)的(de)數(shu)學(xue)方(fang)法(fa)對(dui)大(da)麻(ma)純(chun)紡(fang)紗(sha)線(xian)和(he)大(da)麻(ma)/棉混紡線的品質進行評定。



