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作者：龚震鸿浙江农林大学

学位级别：硕士

绿色、低碳、可持续发展的观念已深入人心,人们越来越关注于环保问题。竹材中的竹纤维作为一种天然的植物纤维,其优异的力学性能、高附加值、绿色环保及应用前景广阔使其备受人们的青睐。目前竹纤维的生产主要是化学机械法,即通过碱预... 详细信息

绿色、低碳、可持续发展的观念已深入人心,人们越来越关注于环保问题。竹材中的竹纤维作为一种天然的植物纤维,其优异的力学性能、高附加值、绿色环保及应用前景广阔使其备受人们的青睐。目前竹纤维的生产主要是化学机械法,即通过碱预处理软化竹材后进行碾压或梳解的方法制备竹纤维。为了获得绿色环保、性能优异的纤维,本课题从目前竹材软化技术入手,实验研究竹材饱和蒸汽软化开纤工艺,获得湿热参数,并研究与其适应的机械开纤方法;通过微观结构分析,阐明竹材湿热-机械开纤的机理。在此基础上,选取六种苦竹类竹种进行纤维制备,筛选适宜提取纤维的竹种。为竹纤维制备技术的发展提供参考,获得主要结论如下:(1)研究竹材物理改性方法,通过水煮软化无法开纤,饱和蒸软化处理后,可加工得到竹纤维。(2)影响竹材开纤的饱和蒸汽软化湿热预处理参数主要是:蒸汽温度、保温时间及竹材开纤时的含水率。运用正交实验法研究发现:蒸汽温度对于竹材软化开纤影响最大,其次是保温时间,含水率对于竹材软化开纤影响相对最小;适宜竹材开纤的饱和蒸汽处理参数:温度170℃、保温时间20min、含水率12%。(3)竹材饱和蒸汽改性处理后,通过四种机械开纤方法的实验研究发现,碾压开纤方式最佳。其工艺所得纤维得率为60.47%,纤维分离度为94.72%,纤维细度为192.27μm,纤维断裂强度为1.38c N/dtex。经过梳理后纤维较细,但其得率与力学性能均有所下降;梳理后的纤维再经过精梳,可作为可纺织竹纤维的原材料使用。(4)与常规碱煮工艺相比,饱和蒸汽软化后加工的纤维分离度高、长纤维之间无粘连现象,可以有效简化纤维制备的后处理工艺;饱和蒸汽改性处理软化后力学性能、细度均略高于碱处理所得的纤维,尤其纤维得率由32%提高至65%,极大提高了竹材的利用率,减低了纤维的制备成本。(5)运用本文获得的工艺制备出六种苦竹纤维,得率及性能均差别不大。其中,中泰苦竹的纤维得率及断裂伸长率最高,分别为60.47%与2.14%;短穗竹的纤维最细,细度为182.58μm;斑苦竹的综合力学性能最为优异;结合其物理几何特性,筛选出适合产业化的苦竹竹种有中泰苦竹、斑苦竹和烂头苦竹。

关键词：苦竹纤维湿热参数饱和蒸汽软化机械开纤力学性能

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熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展

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丝绸 2024年第3期61卷 66-76页

作者：曹阳宋兵张恒王亮钱晓明天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 中原工学院纺织学院郑州451191 明新旭腾创新研究院有限公司江苏徐州221436

熔纺双组分超细纤维由于其原料和成型技术的组合多样性而备受青睐。然而,在现有的制备工艺中,熔纺双组分超细纤维存在如能耗大、难以细旦化和污染环境等问题,限制了其在实际生产和高质应用领域的进一步发展。并且在实际的生产过程中,不... 详细信息

熔纺双组分超细纤维由于其原料和成型技术的组合多样性而备受青睐。然而,在现有的制备工艺中,熔纺双组分超细纤维存在如能耗大、难以细旦化和污染环境等问题,限制了其在实际生产和高质应用领域的进一步发展。并且在实际的生产过程中,不同的原料选择、组件使用及工艺调控等因素都对熔纺双组分超细纤维成型效果影响显著。因此,合理调控熔纺双组分超细纤维成型过程中各阶段影响因素对其综合性能进一步提升具有重大意义。为更全面理解熔纺双组分超细纤维的本质,本文以桔瓣型纤维和海岛型纤维为研究基体,探究了熔纺双组分超细纤维的纺丝成型机理及其影响因素;阐述了熔纺双组分超细纤维多样的开纤工艺(机械开纤、化学开纤和热能开纤);归结了熔纺双组分超细纤维在合成革、空气过滤和医疗卫生等材料领域的应用;最后对熔纺双组分超细纤维广阔的发展前景进行了展望。

关键词：双组分超细纤维双组分熔融纺丝纺丝机理机械开纤热能开纤超细纤维合成革

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木质素纳米纤维素制备的FTIR研究

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光谱学与光谱分析 2020年第S1期40卷 89-90页

作者：陈航梅长彤王思群郑雷崔浩尹文萱徐州工程学院艺术与设计学院江苏徐州221000 南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 University of Tennessee Knoxville37919USA 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

纳米纤维素因其高比表面积、优良的力学性能、高结晶度、低密度和生物可降解性成为材料科学的研究热点,作为高分子复合材料的增强相具有巨大的应用潜力。本课题组以有机溶剂萃取法预处理木质素残留的纤维素为原料,制备木质素纳米纤维素(... 详细信息

纳米纤维素因其高比表面积、优良的力学性能、高结晶度、低密度和生物可降解性成为材料科学的研究热点,作为高分子复合材料的增强相具有巨大的应用潜力。本课题组以有机溶剂萃取法预处理木质素残留的纤维素为原料,制备木质素纳米纤维素(LCNFs),改善了其在与疏水性高分子材料在复合过程中出现两相相容性差、团聚等问题,有效拓展其广泛地应用。以STEM表征木质素纳米纤维素的微观形貌特征,FTIR/ATR光谱分析其微观结构。结果显示:木质素残留量越高,纳米纤维素的长径比越高;FTIR光谱研究显示:随着木质素残留量增加,3334 cm-1对应的—OH的伸缩振动峰、1640 cm-1的吸收峰(氢键和吸附水),峰强度减弱;在1731,1504,1154和1102 cm-1处的吸收峰(木质素特征峰),均有所减弱,说明制备过程部分木质素从纤维素表面脱离,形成微纳米尺寸木质素颗粒。

关键词：木质素纳米纤维素机械开纤 FTIR/ATR STEM

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木质素纳米纤维素制备的FTIR研究

木质素纳米纤维素制备的FTIR研究

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第21届全国分子光谱学学术会议暨2020年光谱年会

作者：陈航梅长彤王思群郑雷崔浩尹文萱徐州工程学院艺术与设计学院南京林业大学材料科学与工程学院 University of Tennessee

纳米纤维素因其高比表面积、优良的力学性能、高结晶度、低密度和生物可降解性成为材料科学的研究热点,作为高分子复合材料的增强相具有巨大的应用潜力。本课题组以有机溶剂萃取法预处理木质素残留的纤维素为原料,制备木质素纳米纤维素(LCNFs),改善了其在与疏水性高分子材料在复合过程中出现两相相容性差、团聚等问题,有效拓展其广泛地应用。以STEM表征木质素纳米纤维素的微观形貌特征,FTIR/ATR光谱分析其微观结构。结果显示:木质素残留量越高,纳米纤维素的长径比越高;FTIR光谱研究显示:随着木质素残留量增加,3 334 cm对应的—OH的伸缩振动峰、1 640 cm的吸收峰(氢键和吸附水),峰强度减弱;在1 731,1 504,1 154和1 102 cm处的吸收峰(木质素特征峰),均有所减弱,说明制备过程部分木质素从纤维素表面脱离,形成微纳米尺寸木质素颗粒。

关键词：木质素纳米纤维素机械开纤 FTIR/ATR STEM

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