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鞣革胶原纤维水刺非织造材料及其性能研究

鞣革胶原纤维水刺非织造材料及其性能研究

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作者：朱飞飞东华大学

学位级别：硕士

皮革工业存在产出率低的缺点,每单位质量的盐湿原皮仅能产生20%的成品革。我国是制革大国,对于数量如此之大的废弃物,探索其资源化利用具有巨大的社会价值及环保意义。课题所使用鞣革胶原纤维为皮革工业中的废弃物利用机械梳理作用得到... 详细信息

皮革工业存在产出率低的缺点,每单位质量的盐湿原皮仅能产生20%的成品革。我国是制革大国,对于数量如此之大的废弃物,探索其资源化利用具有巨大的社会价值及环保意义。课题所使用鞣革胶原纤维为皮革工业中的废弃物利用机械梳理作用得到的纺织用纤维原料。本课题根据原料特点进行非织造加工工艺探索,为这种废弃物的产业化利用提供技术支持。已有研究发现,鞣革胶原纤维非织造成型技术一直在探索前行,但仍然存在着常规测试方法存在误差,100%鞣革纤维成网不顺利、水刺加固强力偏低等问题。因此,本课题主要做了以下几项研究工作:根据鞣革胶原纤维表观形态、尺寸离散性大的特点,探索总结出一套适用的纤维表观性能特殊测试方法。长度测量时,采用定质量逐根测量法测量鞣革纤维的长度,全面反映纤维的长度分布;细度测量时,根据鞣革胶原纤维为束纤维的形貌特点,测量了有益纤维和纤维丝的直径细度值,采用定质量累计根数法(100根)及定质量测量法分别测量该两类纤维的直径,以保证取样客观,减小人为因素对测量结果的影响。单纤强力测试时,采用定质量累计根数法(50根有益纤维),测量有益纤维的强力。另外采用差热分析法和测试不同温度热处理后纤维强力值变化的方法对纤维的热性能进行研究,从而确定了鞣革胶原纤维的烘燥加工温度为80℃。测试了鞣革胶原纤维的回潮率为15%。本课题对鞣革胶原纤维成网前的油剂表面处理工艺进行了研究,改善纤维静电大、拒水问题。结合鞣革胶原纤维特点及抗静电理论,在实验条件下,对筛选的三种抗静电剂在不同浓度下处理纤维,测试其质量比电阻的变化,表明浓度为0.4%的TF-481溶液处理纤维后,纤维的质量比电阻值由1011Ωg/cm2降低到107Ωg/cm2,达到纺织加工的要求;采用不同浓度的JFC处理鞣革胶原纤维,测试其携水率的变化,结果表明,浓度为0.03%的JFC溶液处理纤维后,纤维携水率由134%增加到451%,满足了水刺阶段预湿的要求。结合鞣革纤维的带液率,确定鞣革胶原纤维的前处理油剂施加工艺为:按照纤维质量的2.5%施加抗静电剂TF-481,按照纤维质量的0.189%施加亲水剂JFC。成网实验表明,油剂处理后100%揉革胶原纤维采用气流成网及混和10%涤纶纤维采用梳理成网时成网顺利。本课题对制得的100%鞣革胶原纤维气流成网纤维网,以及混和10%涤纶纤维的纤维网,混和10%粘胶纤维的纤维网进行了多次水刺实验。对100%气流成网的鞣革胶原纤维网进行不同水刺压力配置的水刺试验表明,如果试样纵向强力大于横向强力,则可以通过增大水刺压力来提高试样强力;水刺压力设定理想时,产品的纵横向强力相近并且纵向略大于横向,达到水刺布强力最大化和节约能源。混入10%涤纶纤维梳理成网和100%鞣革胶原纤维气流成网后分别水刺,结果表明,随着水刺道数的增加纤维网的横向断裂伸长率先减小后增大,纵向伸长率逐渐减小,水刺布纵横向断裂强力、撕裂强力随着水刺道数的增加逐渐增加,纤网的厚度逐渐减小,面密度逐渐增加。混入10%涤纶纤维和10%粘胶纤维气流成网,100%鞣革胶原纤维气流成网后夹入加筋机织物,分别进行水刺实验,结果表明,混入10%涤纶纤维、混入10%粘胶纤维、夹入加筋机织物的试样较纯胶原纤维水刺布,单位断裂强度分别增加71%,54.9%,63.6%,水刺布的厚度不匀率CV值分别为7.61%,9.53%,14.79%,混入10%涤纶纤维的试样在强力及厚度不匀率方面效果最佳。最后进行了化学处理法增强的探索。采用碱度为66.6%的碱式硫酸铝处理100%截革胶原纤维水刺布,在浴比为5%,温度为45℃的条件下处理3小时,结果表明,试样纵向断裂强力较未处理试样增加了14.7%,增强效果显著。

关键词：鞣革胶原纤维水刺革基布纤维表面处理增强处理

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