高半纖維素漿粕紡制Lyocell纖維及其結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、纖維素來源于樹木、棉花、麻類和其它植物。自從1938年AnselmePayen在世界上成功地將木材制成纖維素后，使木材成為繼棉花之后又一種可以用作人造纖維的原料，大大拓寬了人類衣著的原料來源。由纖維素制造粘膠纖維已在二十世紀(jì)初期形成了工業(yè)化生產(chǎn)。但由于其生產(chǎn)過程中釋放出大量惡臭的硫化氫、二硫化碳等有害氣體和工業(yè)廢水，污染了環(huán)境，并對(duì)人體健康造成危害，致使國內(nèi)外一些粘膠纖維的生產(chǎn)廠家近年不得不減少產(chǎn)量，甚至停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。為了解決這一環(huán)境污染

2、的難題，各國都在研究新的環(huán)保型的纖維素纖維生產(chǎn)工藝。為了開發(fā)新的纖維素直接溶解工藝，許多研究者致力于這方面的研究并取得了顯著進(jìn)展。其中最具有代表性的是1969年至1976年AKZO在美國EnkaOembtarg的ENKA研究所所從事的NMMO(N-甲基嗎啉-N一氧化物)新溶劑纖維素纖維紡絲工藝的基礎(chǔ)研究。 把纖維素直接溶解在有機(jī)溶劑NMMO中，然后進(jìn)行紡絲即可制備Lyocell纖維。Lyocell纖維是一種新型的對(duì)環(huán)境友好的再生

3、纖維素纖維。盡管Lyocell纖維具有天然纖維的特性(吸濕性、穿著舒適性、有柔和的光澤、易染色和生物降解等)，且強(qiáng)度和干濕模量較高。但是由于前期投入的經(jīng)費(fèi)太大，溶劑的價(jià)格高，設(shè)備資金投入太大等原因造成成本增加，自1993年Lyocell纖維工業(yè)化以來，Lyocell纖維工業(yè)的發(fā)展不快。為了解決這一問題，我們從降低原料成本入手，采用高半纖維素含量的漿粕作為原料進(jìn)行Lyocell纖維紡絲，這種漿粕由于α-纖維素含量低，不能用于紡制粘膠纖維，

4、但其成本只有高α-纖維素漿粕的1/2。在研究中，首先，我們探討了高半纖維素含量的漿粕在NMMO·H<,2>O溶劑中的溶解性及紡絲液的流變行為，然后研究其可紡性和纖維的得率。研究表明，采用濃度為87﹪的NMMO溶劑在一定溫度范圍內(nèi)可以很好的溶解高半纖維素漿粕。流變測(cè)試表明：對(duì)于相同濃度的兩種不同漿粕的紡絲液，高半纖維素漿粕的紡絲液粘度要比高α-纖維素漿粕紡絲液粘度低。這是因?yàn)楦甙肜w維素含量的漿粕，其半纖維素分子量低，起了相當(dāng)于增塑劑作用，

5、使整體粘度降低。粘度低有利于采用高濃度紡絲液進(jìn)行紡絲，可以加大生產(chǎn)效率。研究還發(fā)現(xiàn)，采用這種高半纖維素含量的漿粕紡絲制備的Lyocell纖維的得率仍然可達(dá)97．1﹪。 本文在合適的溶解工藝、不同的紡絲工藝參數(shù)(紡絲速度和紡絲液濃度)下制備了高半纖維素Lyocell纖維和高α-纖維素Lyocell纖維。對(duì)紡制的高半纖維素Lyocell纖維和高α-纖維素Lyocell纖維的結(jié)晶、取向、力學(xué)性能、原纖化和染色性等進(jìn)行了研究。研究表明：