第八章纤维的可加工性

第八章纤维的可加工性

纤维的可加工性，是指纤维被加工成可纺织用纤维的性质。包括纤维的初加工和纤维的可加工性质。第一节天然纤维的可初加工性天然纤维的初加工，主要涉及纤维与生物体或矿物、纤维与异物、纤维与纤维件的分离。即“获取”、“清杂”、“整形”。未经初加工的天然纤维无法直接进行纺织加工；而分离效果差的天然纤维也不能提供高品质的纺织加工。

一、棉的初加工可行性

1.棉的初加工及可行性棉的初加工，包括棉的采摘和棉纤维与棉籽及杂质的分离。棉的可初加工性主要指棉籽的可去除性，即棉纤维从棉籽上低损伤的剥离性质；三丝（人发、化纤、动物毛发及毛羽等非纤维素纤维）的去除，也是棉纤维初加工的重要内容。图8-1棉纤维的初加工工艺内容及流程（1）棉花的采摘（2）籽棉的分级分垛（3）籽棉清理（4）轧花：将棉籽上的长纤维从籽棉上分离下来，形成皮棉；工艺要求：尽可能多地轧下长纤维并保持原有天然性状；完全排除棉籽，尽可能多地去除沙土、碎棉叶、秆、不孕籽等；减少新生杂质，如破籽、棉结、索丝等；减少落棉损失和做好下脚料的清理回收工作。（5）皮棉清理：加工机械结构可分为离心式、气流式和毛刷式锯片滚筒皮棉清理机。（6）打包：三种包型：85kg/包，200kg/包，227kg/包2.棉中“三丝”去除的可能性（1）杜绝源头（2）去除“三丝”的可能性3.棉的其他加工可行性（1）棉的丝光处理是指在有张力（纱线、机织物）或无张力（针织物）的条件下，将棉制品用烧碱或液氨溶液处理，并清洗、中和的加工过程；（纤维的升级利用）主要是通过碱液对棉纤维的溶胀作用使纤维变圆，纤维内层次结构更为明显，从而产生丝一样的光泽；变化：胞壁变厚、表面光滑、光泽增强；结晶度减少，染色性、吸湿性增强；取向度提高、结构不匀减少；强度和伸长变化不明显。（2）制取棉短绒棉短绒，也称棉籽绒，是用削绒机或用锯齿轧花机，从绒棉籽表面剥离所得的纤维；棉短绒的特点：白色，成熟度较高，长度2-16mm；棉短绒是再生纤维素的主要原料。（3）棉纤维的切断及植绒应用表8-1棉纤维含糖量与可纺性的关系含糖量(%)0.30.3～0.50.5～0.8>0.8可纺性正常轻度粘性有粘性严重粘性4.棉的洗涤当棉纤维含糖量过高时，需要洗涤。二、毛的初加工可行性毛的初加工，包括毛纤维从动物体上取下，到可以被纺织加工接受的干净纤维的全过程；毛的可初加工性，主要指可用毛（或优质毛）与疵毛分离以及毛纤维与非纤维物质分离的可能性；1.毛的分拣和分梳加工（1）羊毛的剪毛和分拣（2）羊绒的抓毛与分梳图8-2毛类纤维的初加工内容及流程

羊绒分梳的目的是将混杂在绒毛中的粗刚毛、两型毛及肤皮杂质等从绒毛中分离出去，从而得到符合要求的无长毛的羊绒，简称无毛绒。2.毛的洗涤和除草杂洗毛的目的：洗去毛纤维上的羊毛脂、羊汗和砂土、污垢等，关键是对羊毛脂的洗涤；方法：加入含有洗涤剂的洗液，使其渗透到羊毛脂、污垢层的缝隙中，降低污垢层与毛纤维的结合力，令污垢分解、脱离并转移到洗液中；分为水洗和溶剂洗两种；常用洗涤剂：皂碱和合成洗涤剂；水洗洗毛质量取决于流程速度、浸洗时间、洗毛温度和洗毛机械作用。（1）洗毛除草杂的方法：机械梳理和炭化；炭化：利用化学作用除草杂的方法；针对羊毛耐酸而植物性杂质不耐酸的特性，将含草毛通过硫酸液浸渍与烘干，使草杂变成为易碎的炭质，再经压碎和开松分离，使之从羊毛中分离出去，达到降低草杂含量的目的。（2）炭化除草杂3.羊毛其他初加工的可能性羊毛的拉伸细化，在原理上以不破坏羊毛鳞片为前提，对纤维施以预浸渍处理、拉伸细化和结构定形稳定，以达到改变纤维分子构象和分子间结构的目的，并使纤维变细伸长；（纤维的升级利用）拉伸工艺：对毛条加假捻，以提供对纤维足够的握持；在热湿和化学作用下实现对毛条的高比例（60－100％）拉伸。（1）羊毛的细化基本原理：将羊毛表面鳞片部分或全部腐蚀去掉，以达到丝光的效果。鳞片结构在减量处理时，会发生部分破坏或分离脱落，露出内部的皮质层，使纤维由原来鳞片包覆的结构变为原纤外露的杆状结构，由此使羊毛具有丝光感；主要方法：氯化剥蚀法和蛋白酶剥蚀法氯化剥蚀法：利用氧化作用对鳞片层中的双硫键进行氧化水解反应和对主链的氧化降解，使鳞片外层蛋白质分解为多肽乃至水解氨基酸，从而将鳞片层大部分或全部剥蚀；蛋白酶剥蚀法：利用氧化处理软化鳞片，再用蛋白酶进行剥蚀处理，使羊毛鳞片去除、细度变细。（2）羊毛的丝光化

三、丝的初加工可行性

1.基本概念与过程图8-3蚕丝的初加工流程及内容示意目的：将丝从茧上分离开来，连续分离出的丝为生丝，断续分离的丝为绢丝；丝的初加工依赖于：茧的完整性，丝的连续长度，以及丝胶的可溶解性；2.各步骤的作用及方法（1）杀蛹与烘干分为：预热阶段等速干燥阶段减速干燥阶段（2）干茧分拣与包装（3）缫丝加工：根据生丝的规格要求，把若干粒煮熟茧的茧丝离解后，利用丝胶的粘合作用，将原来细而不匀、长度有限的单根茧丝，制成粗细均匀、有一定强力、连续不断的生丝。（4）绢丝的加工：绢丝的原料为不能缫制长丝的废茧和其他废丝，工艺分为精炼、制绵和纺纱三个阶段。3.丝胶和丝蛋白质的利用（1）丝胶液的提取以下茧、废丝为原料，除去杂质后用高温水浴脱胶，再将丝胶溶液浓缩、干燥，可制得固体粉末丝胶；或先用温热的纯碱溶液浸渍，再经高温脱胶，经提纯、脱色、降解、浓缩、干燥，可得到含杂质极少的易溶丝胶粉；从煮茧和精炼的废液中提取，有酸析法、化学混凝法、有机溶剂法、离心法、超滤法和冰冻法等；（2）丝胶的应用

纺织品改性、化妆品添加剂、食品添加剂和蛋白生物材料等四、麻的初加工可行性1.基本概念与步骤将纤维与液体类和胶质类物质分离；纤维的分离或部分分离，并脱去纤维表面胶质；

麻的初加工性本质就是可脱胶性，即有效、适度的可脱胶性2.脱胶方法及可行性（1）天然沤麻脱胶（2）人工化学脱胶利用纤维素、半纤维素、木质素、果胶等对碱液的稳定性和可溶胀溶解性不同，在尽量减少损伤麻纤维原有性能的前提下，去除胶质、分离纤维。图8-4麻脱胶机制及纤维分离示意

（3）其他人工脱胶方法生物酶脱胶：利用酶作用的专一性，使其只与麻中某一组分作用，而保留其他有效成分，达到脱胶的目的；微生物脱胶：利用微生物的生命活动除去麻中非纤维素物质；闪爆处理：已渗入麻束内部的热水蒸气分子在高温高压下，以气流的方式从较封闭的孔隙中高速瞬间释放出来，使纤维间的粘结解开或疏松化，以利于纤维的分离和脱胶介质的进入和作用；超声波处理：利用超声波所产生的空化效应，使麻胶分离和解体，使纤维分离和表面胶质去除。3.麻纤维柔软细化的可行性（1）柔软化

主要是以改变麻纤维的微细结构和提供工艺纤维间胶质的柔软性为主，以减小纤维间摩擦力为辅的方式进行；主方式：化学法和酶处理法辅方式：物理法和化学法

(a)红麻原纤维(b)揉搓细化后图8-5红麻纤维揉搓细化前后的截面形态（2）细化的可能性第二节化学纤维的初加工一、形态及形态稳定的可加工性

1.纤维的切断（1）切断主要衡量指标：切断长度的精确性和离散性；生产短纤维的加工设备，最关键的是切断装置性能和丝束张力的控制系统。（2）牵切牵伸中用随机拉断的方式使长丝变为短纤维，使纤维的长度特征更接近于天然短纤维。2.纤维弯曲变形加工可行性机理

纤维的变形加工即平面或空间卷曲的伸长，本质变形是弯曲和扭转，且主要是弯曲。单一结构或均匀结构纤维的变形：基本原理是形成非对称或不均匀分布的具有不同结构的微区；复合纤维（复合结构）：因组分的分布不对称或不均匀，将直接导致或潜在具有卷曲性；二、纤维溶解与劈裂的可加工性

1.溶解分离加工2.劈裂分离加工溶解包覆超细纤维的高聚物；加工可行性取决于：被溶材料的可溶解性、可回收性或无毒生态性，保留部分的不溶和低损伤性；使原来较粗的纤维分解成细或超细纤维；加工可行性取决于：分子间、或微细结构块间、或纤维体间的相互作用；图8-6海岛型纤维的构成三、回用纤维的加工及方法1.必要性2.回用的可能性及方法回用纤维一般用作絮填材料、产业用填充或增强材料，以及低档纺织原料；回用方法：切断、开松、部分溶解等3.回用的一般对象及用途四、纤维的整理与卷装1.纺织加工油剂作用：提供润滑、降低动摩擦系数，便于牵伸；增加纤维抱合力，减少纤维分散，增加成网、成条性；赋予纤维抗静电性，减少毛羽和纤维纠缠与粘绕。2.卷装成形第三节纤维的损伤与清洁化加工一、初加工中的纤维损伤1.损伤类型（1）长度（2）纤维表面（3）纤维力学性能（4）色泽（5）形态2.降低损伤的方法图8-7PH值对羊毛的损伤

基本方法：选择合适的处理条件，即在达到初加工目的的条件下选择尽可能小的力、热、湿、化学和生物作用。二、清洁化的初加工

1.清洁化加工的概念将