棉秸秆纤维

棉秸秆纤维（精选5篇）

棉秸秆纤维 篇1

1 概述

我国是农业大国, 小麦、棉花等农作物生产每年都会产生大量的秸杆, 但90%以上的秸杆资源未得到合理的开发和利用, 不仅造成了巨大的资源浪费, 而且秸杆焚烧造成了严重的环境污染。作为副产物的秸秆, 其组成与木材类似, 若能加工成生物纤维材料, 就可以得到高价值的利用, 产生较好的经济和社会效益。在沥青混合料中掺加纤维可以改善沥青混合料的路用性能, 提高路面的使用年限, 降低养护成本, 近年来, 在我国高速公路中得到了广泛的应用[1]。因此, 将秸杆作为纤维类生物质资源, 对我国交通的可持续发展意义重大。

2 试验原料、仪器设备及方法

2.1 试验原料

秸杆使用来自新疆及陕西等地的棉花;木质素纤维使用市售沥青路面用木质素纤维, 质量要符合《沥青路面用木质素纤维》 (JT/T 533-2004) 的技术指标要求;渗透剂使用快速渗透剂OT, 属阴离子型表面活性剂沥青;AS90#基质沥青混合料;AC-13沥青混合料及SMA-13级配沥青混合料水。

2.2 仪器制备

秸杆纤维加工设备:市售刀片式粉碎机及锤式粉碎机;扫描电子显微镜;日立S-4800型, 扫描电子显微镜;JJYMX-1纤维吸油率测定仪;LYY-9B调温调速沥青延度仪;CZ-4车辙试样成型仪;HYCZ-5型自动车辙试验机;烘箱、电炉、玻璃棒, 烧杯、网篮等。

2.3 秸秆纤维制备

先清理秸秆中的泥土及杂物, 然后放入渗透剂的溶液中浸泡7d左右, 取出沥水, 自然晾干至饱和面干状态, 再切割成长度为8~10mm的碎段, 放入不同的粉碎机中进行劈分, 得到秸杆纤维。

2.4 秸杆纤维性能测试

采用光学及电子显微镜进行纤维形貌观察及长径比测定, 采用烘干称重法测定纤维的含水率。

以纤维对基质沥青的吸附量表征纤维的吸油率;以纤维在不同温度及不同保温时间下的热失重、加热后颜色的变化及结构变脆情况表征纤维的耐热性;参照《沥青延度试验》 (T0605—1993) 的方法, 采用沥青延度仪进行纤维沥青胶浆延度测试;参照《沥青混合料车辙试验》 (T0719—1993) 的方法, 采用车辙试样成型仪制备车辙试样, 以车辙试验仪进行纤维沥青混合料的动稳定度测试。

3 试验结果及分析讨论

3.1 纤维加工工艺对加工效果的影响

3.1.1 秸杆浸泡程度及含水率对纤维加工效果的影响

秸杆中较高的含水率有利于秸杆的制备, 但含水量过大, 会使纤维在制备的过程中粘结在一起或粘在粉碎室的腔壁上, 不易使其在粉碎室中多次被剪切劈分, 这样对加工工艺不利, 加工效率低。但含水率较低时, 棉秸秆则呈现较为干燥的状态, 在实验过程中易被高速剪切打碎成颗粒状或粉末状, 纤维量很少。说明秸杆需要在吸水膨胀的韧性状态下进行高速劈分才有利于制备出纤维。根据本试验的实际情况, 最佳秸杆含水率应保持在60%~70%。

3.1.2 浸泡温度的影响

浸泡温度对纤维加工效果也有影响, 室温时, 纤维得率可达80%, 温度为60℃时, 纤维得率可达97%, 温度为90℃时, 纤维得率可达99% (其中纤维得率是将制备产物中的木屑和粉末筛除后得到) 。由此可得, 浸泡温度越高, 纤维制备的得率越高, 但温度越高, 制备能耗也越高, 制备工艺也越复杂。实验发现, 选择室温浸泡并适当延长浸泡时间也可以达到较好的效果。

3.1.3 粉碎劈分时间的影响

对相同的湿秸秆在不同时间进行粉碎, 得到的纤维也有一定的差别。经试验得出:6min制备的纤维较细, 劈分效果较好, 而2min制备的纤维较粗, 劈分效果不佳, 说明粉碎时间长有利于纤维的劈分。

3.1.4 加工设备对纤维物理性能的影响

不同的设备制备的纤维有很大的差别。刀片式粉碎机制备的纤维 (A) 比较绒, 纤维比较细, 而锤式打散机制备的纤维 (B) 比较粗。

3.2 秸秆纤维的性能

3.2.1 棉秸秆纤维的耐热性

将A型秸杆纤维在140~170℃时保温5h, 将B型纤维在160℃的烘箱保温3~7h, 观察2种纤维的颜色变化, 测量其质量损失, 并进行碾压筛析 (0.9mm) 以观察碳化状况, 试验结果如表1、表2所示。

从表1和表2可知, 随着温度的升高及保温时间的延长, 其质量损失率在13%~16%之间, 没有随温度的上升呈直线上升状态, 而是保持着较为平稳的变化, 说明纤维有一定的耐热性。但随着温度的升高及保温时间的延长, 纤维的颜色变得越来越深, 加热后碾压破碎率呈上升趋势, 说明加热时秸杆纤维有碳化和变脆现象。由此可知, 要有效发挥秸杆纤维的作用, 在纤维应用的过程中, 温度不可过高, 加热时间也不可过长。

另外, 比较表1和表2可以发现, 在相同的加热条件下, A型秸杆纤维和B型秸杆纤维的热失重率虽然相同, 但后者加热后的碾压破碎率 (8.1%) 远远低于前者 (19.5%) , 说明B型秸杆纤维的耐热性明显优于A型秸杆纤维。

3.2.2 秸秆纤维的吸油性

取A、B、C 3种纤维各5g, 将这3个样本分别掺入200g基质沥青, 搅拌均匀后倒入放置在烧杯的网篮中, 倒入沥青量 (L1) 约布满网篮底面薄层, 再将其置入 (170±2℃) 烘箱保温1h, 取出称量其滴出沥青的质量 (L2) ;依据公式:w%= (L1-L2) /L1×100%, 计算3个样本的平均值得出纤维的吸油率w。

试验结果表明, 木质素纤维的吸油率最大, 这是因为木质素纤维的比表面积大, 其吸油性最高。2种秸杆纤维的吸油率相近, 其吸油率虽低于木质素纤维, 但数值也较高, 达到41%~42%, 用于沥青路面增强, 具有可行性。

3.3 秸秆纤维沥青胶浆的延度

随着纤维加热保温时间的延长, 纤维沥青胶浆的延度初始下降较快, 随后下降速度变缓。当纤维加热保温时间从3h延长到5h时, 纤维沥青胶浆的延度从42.5cm降低到37.1cm, 减少了13.3%, 而从5h延长到7h, 延度则从37.1cm降低到36.5cm, 减少了1.6%, 下降变缓, 即延度基本趋于稳定。说明加热时间延长到一定程度, 对纤维的韧性及纤维沥青胶浆的延度影响变小。

3.4 秸秆纤维沥青混合料的高温性能

制作每组3个的AC-13级配车辙试样3组, 分别是B型秸杆纤维掺量为0%的普通沥青混合料、0.3%木质素纤维沥青混合料和B型秸秆纤维掺量为0.2%沥青混合料。并制作每组3个的SMA-13级配车辙试样2组, 分别是0.3%木质素纤维沥青混合料和B型秸杆纤维掺量为0.3%沥青混合料。采用车辙试验仪对试件进行动稳定度测试, 以评价秸秆纤维沥青混合料的高温稳定性。从试验得出, 掺加纤维后, AC-13沥青混合料的动稳定度提高了30.5%, 且在用量较少的情况下还高出木质素纤维的沥青混合料;SMA-13沥青混合料的动稳定度提高了11%, 在用量较少的情况下也高出木质素纤维沥青混合料。另外, 观察试验后的试样车辙, 发现添加秸秆纤维试样的车辙深度明显较小, 说明秸杆纤维可以明显提高沥青混合料的高温稳定性, 且优于木质素纤维。

4 结论

1) 秸秆的浸泡程度及含水量对纤维的制备效果有重要影响。预先将秸杆碾压处理, 并适当提高浸泡温度, 延长浸泡时间, 均有利于纤维的制备。制备纤维的秸杆最佳含水率以60%~70%之间为宜。

2) 采用刀片式粉碎机和锤式粉碎机均可制备出长径比大于30的沥青路面增强用秸杆纤维, 其中后者纤维虽然较粗, 但制备工艺简单, 其纤维的耐热性明显优于前者, 且其沥青胶浆的延度也较大, 在沥青胶浆中起到的增黏和增强作用更明显。

3) 秸杆纤维的高温质量损失率在13%~16%之间, 吸油率为41%~42%。掺加秸杆纤维后, 沥青胶浆的延度明显降低。但可明显提高沥青混合料的高温稳定性, 且优于木质素纤维。掺加0.2%秸杆纤维后, AC-13沥青混合料的动稳定度提高了30.5%, SMA-13沥青混合料的动稳定度提高了11%, 并且试样的车辙深度明显减小。

4) 随着温度的升高及保温时间的延长, 纤维的颜色变深, 加热后碾压破碎率上升, 其纤维沥青胶浆的延度降低。因此, 纤维沥青混合料拌和与施工中, 应适当缩短加热拌合及施工时间, 以减少沥青与纤维的热氧老化及碳化。

摘要：秸杆是我国一项潜力巨大的生物质资源, 研究其价值并进行利用对于可持续发展意义重大。论文通过机械方法将棉花秸杆制备成沥青路面增强用秸秆纤维, 并研究了其路用性能。研究结果发现, 秸秆的浸泡程度及含水量对纤维的制备效果有重要影响。制备秸秆纤维时, 预先将秸杆碾压, 并适当提高浸泡温度, 延长浸泡时间, 均有利于纤维制备。但随着温度的升高及保温时间的延长, 秸杆纤维的颜色变深, 加热后碾压破碎率上升, 其纤维沥青胶浆的延度降低。因此, 纤维沥青混合料拌和与施工中, 应适当缩短加热拌合及施工时间, 以减少沥青与纤维的热氧老化及碳化。

关键词：棉秸秆纤维,纤维制备,纤维沥青胶浆,纤维沥青混合料,路用性能

参考文献

【1】陈华鑫.纤维沥青混凝土路面研究「D].西安:长安大学, 2002.

棉秸秆二次炭化实验分析 篇2

新疆是我国最大的棉花主产区,每年都有大量的棉秸秆资源。现今大部分都采用秸秆还田,但是并不能充分利用废弃的生物质资源,将棉秸秆炭化后制得生物质炭,变废为宝,是对生物质的另一种利用方式。生物质炭近年来收到了国内外较多的关注,生物炭是生物有机材料( 也称为生物质) 在无氧或低氧环境中低温热裂解后的固体产物,具有调湿、脱色及吸附等作用[1]。

一次炭化的生物质炭的比表面积较小,吸附能力不够强,提高炭的比表面积可以提高生物质炭的经济效益和市场空间。国内外学者为开发出高比表面积、高吸附性的生物质炭进行了一些研究。韩彬[2]等以磷酸氢二铵为活化剂制备农业废弃稻草秸秆炭化物,蒋卉[3]用Zn Cl2为活化剂制备玉米秸秆生物质炭。据日本学者报道,采用850℃将竹材和椰子壳炭化后,竹炭比表面积为370m2/ g,椰子壳炭为410m2/ g[4]。一般而言,生物质炭的比表面积随裂解温度升高而增加。如木炭从200℃的3m2/ g增加到700℃的247m2/g,畜禽粪便 炭从200℃的3m2/ g增加到500℃的14m2/ g。[5]

为此,针对新疆大量的棉花秸秆,把干燥的棉秸秆在外热式炭化炉[10]中进行一次炭化,将一次炭化后的产物粉碎后进行二次炭化,制得高比表面积的生物质炭。一次炭化的温度控制在500℃ ,然后将产物用粉碎机粉碎,温度控制在800 ~ 1 000℃ ,并且在二次炭化的过程中依靠外热式炭化炉,不使用任何化学药品也不通入任何气体。炭化过后进行保温处理。

1 材料与方法

1. 1 原料

实验原料选用10月底的新疆石河子大学农学院试验田的矮密型棉花秸秆; 将其放置在干燥的环境下,含水率为10% 左右。

1. 2 实验仪器

外热式炭化炉、WRN - K型镍铬 - 镍硅热电偶、油气分离装置、大型鼓风机、XMT - 2000型温度指示器、电子天平、粉碎机,以及比表面积测定仪。

1. 3 实验方法

选择使用二次炭化的方法,首先在500℃下利用外热式炭化炉制得生物质炭,再将炭化产物用粉碎机粉碎,作为二次炭化的原料。二次炭化时以4 ~ 10℃ /min的升温速度升到4个不同温度 ( 800、900、950、1 000℃ ) ,并保温2 ~ 10h。

1. 4 测定炭的比表面积

用bet测试法测定两次炭化的比表面积。

Bet方程为

采用GB /T19587 - 2004氮气吸附法测量Vm,则活性炭的比表面积为

其中,V为吸附平衡时的气体吸附量( 标准状况计算,m L) ; Vm为饱和单分子层吸附所需吸附质的体积;m为试样质量,p为平衡压力; p0为平衡温度下吸附质的饱和蒸气压; C为与吸附焓有关的常数( 标准状况计算,m L) 。

1. 5 炭的产率

炭的产率为

其中,m1为生成活性炭的量; m0为加入棉花秸秆的量。

1. 6 吸附能力的测试

碘吸附值按GB /T7702. 7 - 1997、亚甲基蓝吸附值按GB /T7702. 6 - 1997进行测定。

2 结果与分析

二次炭化的原料,选择500℃下外热式炭化炉一次炭化后的炭化样; 研究了温度、升温速率和保温时间在二次炭化时对样品吸附性能和炭比表面积的影响。

2. 1 温度的影响

以5℃ /min的升温速率分别将外热式炭化炉升温到800、900、950、1 000℃ ,并保温5h,制备二次炭化的原料。由表1可知,炭化时温度越高,炭化收率越低,炭化产物活性越高。温度较高时,由于激烈反应,有比较厉害的烧失,所以随着温度的上升,得炭率逐渐下降; 并且在温度高时,短时间内可以烧出比较发达的微孔。按照U - PAC规定,微孔是直径为0 ~ 2nm的孔,中孔是直径为2 ~ 50nm的孔,而大孔是直径大于50nm的孔[6]。温度过于高时,微孔容易在高温中烧失变成中孔或者大孔,反应太过激烈; 温度过低,反应不均匀,并不能充分活化。因此选择在900℃。

图1显示了活性炭的吸附性能与炭化温度的关系。在700℃时,碘的吸附值达到最高; 在此温度之前,随着温度的增加,吸附值增高; 在此温度之后,温度越高,吸附值有所下降。同理,亚甲基蓝吸附值也 在700℃达到最高。

2. 2 保温时间的影响

以5℃ /min的升温速 率将外热 式炭化炉 升温900℃ ,分别保温2、4、6、8、10h,得到二次炭化产物,并将得到的炭化物进行吸附能力的测试。由图2可知:随着保温时间逐渐延长,亚甲基蓝吸附值、碘吸附值逐渐上升; 在8h时,吸附值达到最大。保温时间过长,炭化反应过于充分,得炭率反而下降; 保温时间过短,炭化反应没有充分进行,吸附能力也收到了影响。因此,选择保温时间为6 ~ 8h为最佳时间。

2. 3 升温速率的影响

将外热式炭化炉以3、5、10℃ /min的速率升温到800℃ ,再保温6h,得到二次炭化产物,并将得到的炭化物进行吸附能力的测试。通过图3可以看出: 当升温速率越来越大时,得炭率也随之越大; 碘吸附值在700℃之前先升高,在700℃后降低,而亚甲基蓝吸附值也同样如此升温速率过慢时,反应时间比较长,比表面积会受到影响。升温速率太快时,反应时间缩短,不能充分炭化,吸附性能变差。因此,综合考虑的结果是5℃ /min为最佳升温速率。活性炭的升温速率对吸附能力的影响如表2所示。

2. 4 比表面积与孔结构

棉秸秆在500℃的高温下进行一次炭化后,测定其炭比表面积为6. 735m2/ g。在二次炭化时,以5℃ /min的升温速率,将外热式炭化炉升温到900℃ ,保温4h,得到的炭化产物进行炭的比表面积测定,结果如图3所示。实验结果显示,二次炭化有效地提高了炭的比表面积,增加了炭的吸附性。

3 其他活化方法的比较

利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构是活化的目的,扩大孔体积,可增加活性炭的吸附性能。活化过程是对炭化物质的进一步加工。活性炭的活化方法主要分为化学活化和物理活化。本实验采用二次炭化的方法对生物质炭进行活化,属于物理活化。现对几种活化方法进行比较。

3. 1 化学活化

化学活化主要有Zn Cl活化法和磷酸活化法两种方法。活化方式如图4所示。Zn Cl方法的最大缺点就是严重污染环境[7],磷酸法的优点是易于治理、污染轻。相同活化温度条件下,磷酸法活性炭的得率高于Zn Cl法,生产成本低于Zn Cl法。

化学活化剂种类繁多,有碱、酸、盐等,常用的是磷酸和Zn Cl。Zn Cl法在一定程度上存在着缺陷,危害环境及人类,毒性很强,能剧烈刺激及烧灼皮肤和粘膜,吸入氯化锌烟雾经后能引起阵发性咳嗽、恶心。相比于Zn Cl法,磷酸法轻污染、易于治理是活性炭制备的较好的活化剂。

3. 2 方法比较

二次炭化的方法更加环保洁净,更加符合生物质炭环保节能的宗旨,其不需要加入其他的试剂和气体,容易操作。

4 结论

1) 随着保温时间的延长,温度升高,二次炭化时的得炭率增加,吸附能力增强,比表面积增大。

2) 二次炭化能够使棉秸秆得到充分活化,将一次炭化产物的比表面积提高,吸附性增强,提高了生物质的使用价值。

3) 物理活化方法比化学活化方法更加环保,更容易操作。

棉、竹、丝纤维混纺的开发 篇3

以创新为驱动, 大力调整产品结构, 积极开发多种纤维混纺产品是当前业界普遍关注的热点话题。各种新型纤维和绿色环保纤维广泛应用于产品的开发和生产。现结合生产实践, 就有机棉/天竹纤维/天丝纤维60/20/20AB11.7tex混纺赛络纺纱的生产工艺和技术措施进行介绍。

1 原料特性及技术规格

(1) 有机棉:有机棉这一名词是从英文Organic Cotton直译过来的。在国外其他语言中也叫生态棉或生物棉的。有机棉生产中, 以有机肥生物防治病虫害自然耕作管理为主, 不许使用化学制品, 从种子到农产品全天然无污染生产。并以各国或WTO/FAO颁布的《农产品安全质量标准》为衡量尺度, 棉花中农药重金属硝酸盐有害生物 (包括微生物、寄生虫卵等) 等有毒有害物质含量控制在标准规定限量范围内, 并获得认证的商品棉花。有机棉的生产方面, 不仅需要栽培棉花的光、热、水、土等必要条件, 还对耕地土壤环境、灌溉水质、空气环境等的洁净程度有特定的要求。

(2) 天竹纤维:天竹纤维是一种生态、环保型纺织原料, 该产品获得国家重点新产品和国家技术创新奖。天竹纤维以天然抗菌、防紫外线和吸湿透气、健康美容等功能性, 被称为继棉、麻、丝、毛之后的第五大天然纤维, 成为知名的新型纤维品牌, 畅销国内外市场, 市场前景十分美好。它可以纯纺, 也可以与棉、麻、绢、天丝、木代尔、涤纶、氨纶等其他原料混纺。"天竹"纤维织物在服用性方面:具有天然的抗菌、抑菌性、良好的吸湿性和透气性、织物滑爽、柔软以及防紫外线等功能;在原材料方面:是资源的广泛性和可利用性, 主要表现在竹子生长期短, 2-3年即可成材而且一次种植长期经营;环保方面的适应性:应用天竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解, 分解后对环境无任何污染, 是一种天然的、绿色的、环保型的纺织原料。

随着人民生活水平的不断提高, 人们对绿色环保、具有保健功能的纺织品越来越关注。竹纤维利用天然竹子为原料, 经特殊的高科技工艺处理而制取的再生纤维素纤维。它保持了竹子原有的抗菌、抗紫外线、透气性好、凉爽的特性, 同时也拥有粘胶纤维的吸放湿性好、手感柔软、织物悬垂性好、上色容易、染色色彩亮丽等特性, 是一种具有很好发展前景的纤维素纤维, 被喻为"21世纪健康纤维"、"绿色纤维", 成为当今国内外纺织市场上的新亮点, 应用竹纤维所开发的下游产品受到国内外客户的青睐, 产品远销日本、韩国、巴基斯坦、印度、土耳其、美国、德国、英国等二十几个国家和地区, 未来的市场前景非常广阔。选用1.33×38mm天竹纤维, 主要性能如下:干强2.43cN/dex, 干断裂伸长率23.7%, 比电阻5.52×107Ω.cm白度70。2%, 超长纤维0.4%, 倍长纤维3.5%, 卷曲率6.7%, 回潮率12%。

(3) 天丝纤维:天丝纤维是一种天然纤维素纤维, 是一种新型的生态环保型纤维。其主要特点是织物在后整理过程中纤维产生微纤化从而使织物具有一种挑皮绒的效果, 手感柔软, 色泽鲜艳。另外, 天丝纤维干湿强力较大, 耐洗涤。选用1.4×38mm纤维, 主要性能如下:干强44.8cN/dex, 干断裂伸长率14.6%, 比电阻7.8×109Ω.cm, 倍长纤维0.58%, 回潮率11%, 含油率0.32%。

2 纺纱工艺流程

有机棉→FA002型抓棉机→A006B自动混棉机→A034六滚筒开棉机→FA022--6多仓混棉机→A036B豪猪开棉机→A036C梳针开棉机→A092A双棉箱给棉机→A076E单打手成卷机→FA201梳棉机→FA302预并条→JWF1381条并联→F1268精梳机

天竹纤维+天丝纤维→FA002型抓棉机→A006B自动混棉机→FA022--6多仓混棉机→A036C梳针开棉机→A092A双棉箱给棉机→A076E单打手成卷机→A186F梳棉机

有机棉和天竹纤维、天丝纤维采用不同的清梳工艺路线分别成条后再进行条混, 便于控制质量和混纺比。

有机棉精梳条+天竹天丝条→A272F并条机 (三并) →A453GZ粗纱机→FA506细纱机→GA104MD络筒 (配电清空捻)

3 各工序工艺技术措施

3.1 开清棉工序

由于有机棉采用机器采摘方式, 纤维含细小棉叶多, 含杂率高, 纤维本身成熟度差, 短绒率高。开清棉工序本着"多松少打, 早落少碎、充分混合"的原则, 适当增大滤尘风量和风扇速度, 以排除杂质和短绒为主。抓棉打手伸出肋条2mm, 豪猪打手速度为860r/min, 梳针打手速度560r/min, 风扇速度为1250r/min, 棉卷定量380g/m, 棉卷不匀率控制在1.0%以下。

天竹纤维和天丝纤维长度整齐度好, 不含杂, 清花以短流程工艺, 降低梳针打手速度, 适当加大棉卷压力, 加装防粘罗拉装置, 防止棉卷粘卷, 成卷后及时用棉卷布将棉卷包住, 保持回潮的稳定。棉卷定量375g/m, 清花不匀率控制在1.0%以下。

3.2 梳棉工序

结合有机棉细小杂质多的特点, 梳棉以"轻定量、低速度、紧隔距、快转移"为原则, 加装带棉网清洁器前后固定盖板, 多排除杂质和短绒。针布的选型和梳棉机的基础状态直接影响着棉结杂质指标, 有机棉采用锡林针布为2030×01540, 道夫针布为4030×01890, 盖板采用0.56mm小踵趾差并使用新型JST45针布。天竹纤维和天丝纤维都属于再生纤维素纤维, 梳棉采用工作角小的化纤用锡林、盖板针布, 降低盖板速度和刺辊、道夫速度, 保持各分梳元件状态良好, 控制机前张力。

3.3 精梳工序

精梳工艺配置:小卷定量62g/m, 精梳定量21.50g/5m, 锡林速度250钳次/min, 落棉刻度9, 落棉率22%。给棉方式后退给棉, 给棉长度5.2。毛刷速度1000/r·min。顶梳深度+0.5。

3.4 并条工序

并条工序采用三道并条的纺纱工艺道数, 使各种纤维充分混合均匀, 又要避免过熟过烂。

3.5 粗纱工序

粗纱采用"轻定量、重加压、较大后区隔距"的工艺原则, 由于细纱采用双根粗纱喂入, 粗纱定量不宜太大, 减轻细纱牵伸倍数, 为防止细纱退绕过程中困难, 粗纱捻细纱偏大掌握, 减少细节产生的几率。

粗纱工艺配置:粗纱干定量3.0g/10m, 后区牵伸倍数1.18, 粗纱隔距25×30。粗纱捻系数95。

3.6 细纱工序

细纱工序采用赛络纺纱, 同普通环锭纺纱的区别是双根粗纱喂入, 类似于合股, 成纱质量最大的优势是强力高、毛羽少, 满足针织用纱要求。在细纱机上增加一倍的粗纱纱架、改用双喇叭口。调整粗纱工艺即可。由于退绕粗纱路线较长, 和横杆位置影响, 粗纱退绕角度大, 加之吊锭回转不灵活, 极易造成断粗纱单根纺纱。主要解决办法为:更换新吊锭、加大粗纱捻系数, 调整导纱横杆位置至粗纱下1/3处。运转操作加大值车工巡回工作, 防止单根纺纱, 断头接头时要将单股纱退完至正常纱时方可接头, 特别是粗纱集体换纱时最易造成单根纺纱, 出现细节纱。

3.7 络筒工序

络筒工序主要加强长细节的把关, 加严电清设置。主要工艺参数:电清短粗节130%×1.5cm, 长粗节40%×30cm, 长细节30%×20cm。

3.8 成纱指标

JOC/Ba/Te60/20/20AB11.7tex混纺赛络纺成纱质量指标:重量CV%1.8, 重量偏差+1.0%, 强力CV%8.1, 断裂强度15.0cN/tex, 条干CV%14.5, -50%细节24个/km, +50%粗节45个/km, +200%棉结48个/km, 捻度95捻/10cm, 捻度CV%4.3。

4 结束语

对于新型纤维素纤维和有机棉混纺纱的开发, 要根据各种纤维的特点, 适当控制好各工序工艺参数, 采取多种措施, 成纱质量得以保证。加之赛络纺技术的应用使成纱毛羽少, 单强提高, 有效提高了纱的质量, 为后工序机、针织用纱打下了基础。生产高附加值产品成为棉纺厂提高产品档次和经济效益的一个重要途径。

参考文献

[1]赵长万.赛络纺技术的应用及其相关问题[J].上海纺织科技, 2010, (3) :30-31.

[2]陈玉峰, 陆振挺, 马新帮.棉纺赛络纺工艺研究和实践[J].棉纺织技术, 2010, (1) :55-58.

棉秸秆纤维 篇4

宜宾丝丽雅集团宣布研发成功一种基于生物基、生物质材料的“超仿棉”纤维原料。与天然棉花相比, 其强度提升15%~20%、沸水收缩率同行最小, 且外观光泽、色谱、功能及纤度等指标更优, 有望降低纺织行业成本和资源能耗, 成为棉花纤维原料的“新替身”。

这种被定名为“雅丝绒”的新型纤维原料, 所采用的生物基、生物质材料为100%纤维素纤维, 具备“近于丝优于棉”的许多特性。其杂质含量少, 可解决传统棉花含棉籽壳、纤维胶质等杂质多, 造成的纺纱、织布损耗大、生产车间粉尘严重等问题;具有高强度、低伸度特性, 可定制出更丰富纤度、长度的特殊纺织产品, 满足不同纺纱工艺和生产需求;可在同一染色环境条件下, 混纺出与天然棉纯纺品染色接近、色泽均匀、质量稳定的纤维原料, 解决了天然棉白度均匀性差、染色后废液难处理、环保性差等问题。

棉秸秆纤维 篇5

关键词：菠萝纤维/棉,果胶酶,纤维素酶,毛效,白度,顶破强力

0前言

菠萝纤维是菠萝叶脉 (俗称菠萝刈) 去其两侧锐刺及胶质后取出的纤维[1], 可纯纺或与其他天然纤维、化学纤维等混纺, 菠萝纤维与棉、羊毛、蚕丝、大豆蛋白纤维、涤纶、腈纶、丙纶等纤维均有较好的混纺性[2]。

菠萝纤维和棉同属于天然纤维素纤维[3], 混纺织物中含杂质较多, 传统的前处理是采用高温强碱进行处理, 使得该织物易折皱, 易受到损伤, 传统前处理所需时间长, 采用煮练和漂白二步处理操作过程略显复杂, 水、电、汽消耗大, 而且废碱液排放时造成了大量的环境污染, 污水处理负担非常严重, 本文主要采用生物复合酶[4]对混纺针织物进行前处理, 通过各影响因素的单因素试验, 确定最佳的前处理工艺条件。

1 试验

1.1 材料、药品

30%菠萝纤维/70%棉混纺针织物 (市售) , 渗透剂JFC (工业级, 上海天坛助剂有限公司) , 果胶酶 (工业级, 枣庄市杰诺生物酶有限公司) , 纤维素酶 (工业级, 枣庄市杰诺生物酶有限公司) , 硅酸钠 (分析纯) , 30%双氧水 (化学纯, 常州中盐化工股份有限公司) 。

1.2 仪器与设备

FA2004 AEU-810电光天平 (上海精科天平仪器厂) , 101A型电热恒温鼓风干燥箱 (南通三思机电科技有限公司) , HHS-6电热水浴锅 (南通三思机电科技有限公司) , DSDB-1数字白度仪 (南通三思机电科技有限公司) , YG871型毛细管效应测定仪 (南通三思机电科技有限公司) , HD031E型电子织物破裂强力仪 (南通宏大实验仪器有限公司)

1.3 试验方法

1.3.1 生物酶处理工艺处方

1.3.2 生物酶处理工艺曲线

1.4 性能测试

1.4.1 织物毛效的测试

织物的毛效参照FZT 01071-1999《纺织品毛细效应试验方法》在YG871型毛细管效应测定仪上进行测试, 测试3条试样取平均值。

1.4.2 白度的测试

织物的白度参照GB/T8425-1987《纺织品白度的仪器测定方法》在DSDB-1数字白度仪上进行测试, 测5次取平均值。

1.4.3 织物顶破强力的测试

织物的顶破强力参照GB/T19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》在HD031E型电子织物破裂强力仪上进行测定, 测3次取平均值。

2 结果与讨论

2.1 酶用量的确定

按照1.3的试验方法, 在双氧水用量为7g/L, 练漂温度为80℃, 时间为50min, p H值为8.5的条件下, 改变酶用量对混纺针织物进行处理, 测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力, 结果列于表1。

注:原坯布:白度:42.4%毛效:1.2cm· (30min) -1顶破强力为368.1N.

从表1中可知, 在果胶酶和纤维素酶的共同作用下, 酶有效的分解去除了织物上的杂质, 使得白度和毛效得到提高, 随着复合酶用量的变化, 白度和毛效发生了明显变化, 当果胶酶的用量为0.5g/L, 纤维素酶用量为1.5g/L时, 织物的白度和毛效达最好, 分别为75.6%、8.5cm· (30min) -1, 且强力损失不大。在果胶酶和纤维素酶其他用量的复配下, 白度和毛效都不是很明显, 经过多次复配尝试, 得出果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量为1.5g/L。

2.2 双氧水用量的确定

按照1.3的试验方法, 在果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量1.5g/L, 练漂温度为80℃, 时间为50min, p H值为8.5的条件下, 改变双氧水用量对混纺针织物进行处理, 测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力, 结果列于表2。

从表2中可知:随着双氧水用量的增加, 织物白度和毛效不断提高, 双氧水的用量达到8g/L时, 白度值达到76.9%, 毛效为8.8cm· (30min) -1, 双氧水用量大于8g/L时, 白度和毛效变化不明显。双氧水用量适宜时杂质氧化溶解, 而双氧水用量超过一定值以后, 对杂质的去除作用减小, 白度和毛效提高也不明显, 而且双氧水过量时反而会对纤维造成潜在的损伤。综合考虑双氧水选用8g/L。

2.3 p H的确定

按照1.3的试验方法, 果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量1.5g/L, 30%双氧水8g/L, 80℃练漂50min, 变化p H值的条件下对混纺针织物进行前处理, 测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力, 结果列于表3。

p H值的变化会影响酶与底物的结合, 酶只有在一定的p H值范围内才稳定, 否则易变性失活。每种酶都有它最适宜的p H值, 在一定的p H值下才能达到其活力的最大值。从表3中可知:织物的白度和毛效都随着p H值的增大而增大, 当p H为9, 织物的白度达到76.1%, 毛效8.6cm· (30min) -1, 当p H>9时, 不仅白度和毛效下降, 而且织物受到较大损伤。综合考虑选用p H为9比较适宜。

2.4 练漂温度的确定

按照1.3的试验方法, 在果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量1.5g/L, 双氧水用量为8g/L, p H值为9, 练漂时间为50min的条件下, 改变温度对混纺针织物进行处理, 测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力, 结果列于表4。

由表4可知, 随着温度的升高, 织物的毛效和白度逐渐增大, 当温度高于80℃时, 织物的毛效和白度变化不明显, 由于70~80℃范围内酶的活性较大, 温度再升高使得酶的活性受到影响, 不仅对织物毛效和白度提高作用不大, 而且使纤维受到较大的损伤。综合考虑选用温度为80℃。

2.5 练漂时间的确定

按照1.3的试验方法, 在果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量1.5g/L, 双氧水用量为8g/L, p H值为9, 练漂温度为80℃的条件下, 改变时间对混纺针织物进行处理, 测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力, 结果列于表5。

由表5可知, 随着时间的延长, 酶能较好的与双氧水充分发挥协同作用, 杂质的去除也很彻底, 当时间大于60min时, 时间对织物的毛效和白度的影响不大, 但纤维素却水解成了可溶性物质, 使得顶破强力受损明显。综合考虑选用时间为60min。

3 结论

最终确定最佳的处理工艺条件:果胶酶用量为0.5g/L, 纤维素酶用量1.5g/L, 双氧水用量8g/L, 温度为80℃, 时间为60min。在此工艺条件下进行多次练漂处理后混纺织物的平均毛效为8.6cm· (30min) -1, 白度为77.4%, 顶破强力为350.1N。生物酶前处理工艺是一种高效清洁化生产工艺, 符合生态环保要求, 具有节能降耗、可生物降解等优点, 且对织物损伤较小。

参考文献

[1]张劲, 邓干然, 周建南.菲律宾热带作物纤维的开发利用[J].技术推广, 2006, 6:25.

[2]窦明池, 姜亚明.几种新型天然纤维的性能分析与开发应用[J].中国麻业, 2006 (1) :41-44.

[3]郭肖青, 朱平, 王新.海藻纤维的制备及其应用[J].纺织导报, 2006 (7) :45-46.

[4]郭爱莲.菠萝叶纤维的性能及应用[J].山东纺织科技, 2005 (6) :49-51.