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苎麻织物具有吸湿散湿快、光泽好、挺爽透气的特性,但是苎麻纤维特有的高结晶、高取向度、高模量导致苎麻织物穿着中接触皮肤时容易产生刺痒感,影响舒适性,还由于织物弹性差、导致织物容易起皱,不耐磨,影响寿命,所以要想发挥苎麻织物的优点,只能对纤维和织物进行柔软改性。目前国内外对纤维和织物的改性大致可以分为化学改性和生物改性,化学改性由于生产过程中对环境污染大、生物酶改性的生产成本高等原因一直得不到推广,所以本课题提出了环保的环氧交联剂改性方法。 本课题利用碱溶液和合成环氧交联剂丙三醇三缩水甘油醚对苎麻纤维进行复合改性,研究了碱溶液处理和环氧交联的工艺,优化交联工艺条件、参数,通过拉伸度仪、扫面电镜、红外光谱、X衍射和热重分析表征纤维的结构变化,研究了苎麻纤维及其织物柔软改性的机理。 研究显示通过对不同的碱溶液浓度、碱溶液处理时间发现经过碱溶液处理的苎麻纤维的断裂强度都降低,断裂伸长、弹性恢复性都会有很大变化;碱处理后的苎麻纤维进行交联反应时,交联液的浓度在5~7%的时候,接枝率比较大,浓度过低或过高都会降低纤维与环氧交联剂的反应程度。焙烘温度在130~140℃时,接枝率比较大,交联剂与纤维的反应程度比较大,温度过高或过低都会降低其反应程度,接枝率为0.55%时,纤维的断裂伸长率很好,断裂强度和断裂功都提高,初始模量下降,而过小或过大,对其拉伸性能改善的效果不明显。在浓度为3~7%,温度为100~120℃时,随着接枝率的增大,弹性回复率越好。 苎麻纤维的表面较光滑,直径比较粗,苎麻拉伸主要发生塑性变形;碱溶液处理后苎麻纤维直径变细,拉伸既有弹性变形又有塑性变形;交联剂交联反应后苎麻纤维发生的是缓弹性变形,内分解温度和残留率也有很大不同,因为碱溶液处理后,与羟基结合的钠离子留在其中,造成残留率增加,交联的纤维中还有环氧基,在高温作用下部分纤维发生炭化,碳氢成分增多的原因。 苎麻织物在交联剂浓度 5%时,苎麻织物的折皱回复性能达到最大值,说明该浓度下苎麻织物的折皱回复性能最好,交联浓度为 7%时,断裂强度及伸长率出现峰值,并且苎麻织物的白度也达到最大值,交联剂温度在120~130℃时,织物的接枝率、折皱回复性、拉伸性能等出现最大值或峰值。 本课题通过对苎麻纤维及织物的改性,极大的提高织物的衣着性,工艺过程采用无甲醛工艺并且对环境污染小,所以有望在技术成熟的时候应用于实际生产中。