亚麻纤维湿纺工艺研究

亚麻纤维湿纺工艺研究

亚麻纤维是优良的纤维纤维。它的织物不仅具有良好的渗透性、通风性好、渗透性好、骆驼自然、舒适、寒冷等风格，深受消费者喜爱。目前国内麻纺厂仍主要采用湿法纺纱方法,即先将亚麻打成麻通过梳理、针梳、粗纱等工序生产粗纱,然后以粗纱脱胶的方式进行煮练加工,并在湿态进行纺纱。湿法纺纱工艺复杂,流程长,可纺支数低,对设备要求高,湿法加工很难进行亚麻与其他纤维的混纺,且成纱僵硬,难以开发高档次、多品种的纺织产品。为克服上述缺陷,首先要能纺高支纱以提高产品档次;其次要实现亚麻纯纺或与其他纤维混纺以扩大产品范围,并使其适应针织加工。若要做好这2点,必须将亚麻纤维进行精细化加工,从改善原料品质,纺纱工艺流程入手,用干法加工代替湿法加工。本文通过碱氧一浴、BK-100膨松剂浸泡、机械开松3道工序对亚麻纤维进行脱胶处理,研究了氢氧化钠用量、双氧水用量、煮练温度、煮练时间、BK-100膨松剂用量、浸泡时间、机械开松对脱胶效果的影响,并拟定出最佳脱胶工艺方案。1试验部分1.1肇融集团提供雨露沤麻加工而成的亚麻打成麻,黑龙江肇融集团提供。脱胶用化学试剂:浓硫酸,双氧水,氢氧化钠,硅酸钠,碳酸钠,尿素,渗透剂JFC,膨松剂BK-100。1.2试验设备LLY-06E型电子单纤维强力仪;Y171B型切断器。1.3测试方法1.3.1亚麻纤维的制备传统亚麻粗纱脱胶工艺流程为:亚麻粗纱→煮练→次氯酸钠漂白→水洗→双氧水漂白→水洗→酸洗→水洗,此工艺不仅对设备要求较高,而且生产过程中污染环境,对人体有害。利用双氧水与碱共同对亚麻纤维进行作用,并通过双氧水与木质素反应形成易溶于碱液的氧化木质素即碱氧一浴,就可有效地去除该纤维的木质素,使脱胶和漂白在1道工序中实现,不仅能够节约水资源,而且能够提高生产效率;再利用膨松剂的溶胀作用和开松机械对亚麻纤维进行纵向劈裂劈细,可显著提高纤维细度,改善纤维品质。脱胶工艺流程为:浸酸→水洗→碱氧一浴→打纤→酸洗→水洗→膨松剂BK-100浸泡→水洗→脱水→给油→脱油水→烘干→切断→机械开松。1.3.2bk-100浸泡工艺条件浸酸工艺条件为:H2SO4质量浓度2g/L,45~50℃,1h,浴比1∶20。酸洗工艺条件为:H2SO4质量浓度0.8g/L,室温,5min,浴比1∶20。试剂用量如表1所示。BK-100浸泡工艺条件为:BK-100质量浓度4g/L,室温,25min,浴比1∶20。机械开松工艺条件:AS181A梳棉试验机开松,为降低纤维损伤,可抬高给棉板1~2cm。2结果与讨论2.1最优碱氧一浴方案的确定设计L9(34)正交试验,以得出NaOH用量、H2O2用量、煮练温度t、煮练时间h等影响脱胶效果的因素之间的相关关系,并进一步得出脱胶工艺的最优组合。因子水平表见表2,正交试验设计表与结果分析见表3。当正交表所有列都使用时,取离差平方和最小的一项作为误差项,相应的方差分析见表4、5。通过表4、5可知:氢氧化钠用量、双氧水用量对断裂强度影响显著,煮练温度与煮练时间不显著;氢氧化钠用量、双氧水用量、煮练温度对细度影响显著,煮练时间影响不显著。由表3中断裂强度、细度的K值可知:最高断裂强度对应的各因素水平分别为A2、B2、C3、D1;最高细度对应各因素水平分别为A2、B3、C3、D2。表3中方案5正是A2B2C3D1,在该方案下,达到了断裂强度最高、细度次优的煮练效果,同时在B3时,断裂强度的K值是最低的,以及煮练时间对断裂强度、细度影响均不显著。故综合考虑,选择A2B2C3D1为最优碱氧一浴方案。将选定的最优方案进行验证,得出结果如表6所示。表6验证了最优碱氧一浴方案为A2B2C3D1,即NaOH用量3.5%(o.w.f),H2O2用量4%(o.w.f),煮练温度90℃,煮练时间80min。2.2bk-100膨松剂用量对亚麻纤维断裂强度和细度的影响在最优碱氧一浴方案和机械开松条件下,选择BK-100质量浓度为2~6g/L对亚麻纤维进行浸泡,25min时测得亚麻纤维断裂强度、细度与BK-100质量浓度的关系曲线,如图1所示。由图可知,亚麻纤维的断裂强度随BK-100用量的上升呈先上升后下降的趋势,而细度逐步增加。这说明BK-100膨松剂对亚麻纤维具有较好的溶胀作用,但随着用量的增加,对纤维具有一定程度的损伤,应选择4g/L为佳。选择浸泡时间为0~40min,测得BK-100质量浓度为4g/L时亚麻纤维断裂强度、细度与浸泡时间的关系曲线,如图2所示。由图2可知,亚麻纤维的断裂强度随BK-100浸泡时间的延长呈先上升后下降的趋势,而细度逐步上升,从20min后细度上升趋势变缓,断裂强度开始大幅下降,因此应选择20min为宜。2.3亚麻纤维性能对比在最优碱氧一浴方案和BK-100质量浓度为4g/L、时间为20min的条件下,将AS181A梳棉试验机开松前后的亚麻纤维进行性能对比,结果如表7所示。由表7可知,经AS181A梳棉试验机开松后,亚麻纤维的细度、强度不匀、断裂伸长率得到显著改善。原因在于梳理后,纤维纵向劈裂劈细,在提高纤维支数的同时去除了纤维中夹杂的并丝、超长纤维等,从而改善了纤维品质。2.4结果表1将最优脱胶工艺参数下得到的亚麻纤维与经粗纱煮漂后的纤维进行性能对比,结果如表8所示。由表8可知,脱胶后亚麻纤维的断裂强度、强度不匀、细度、断裂伸长率均明显优于亚麻湿纺粗纱煮漂后的纤维,因此,经碱氧一浴、BK-100浸泡、机械开松3道工序联合的脱胶工艺可显著改善亚麻纤维的品质。3bk-100膨松剂浸泡时间对纤维细度的影响1)脱胶工艺中碱氧一浴的最佳方案为:NaOH用量3.5%(o.w.f),H2O2用量4%(o.w.f),煮练温度90℃,煮练时间80min;BK-100膨松剂浸泡时,质量浓度为4g/L,浸泡时间为20min时可达到最佳溶胀效果;机械开松前后,纤维细度提高了近3