廉价高半纤维素含量浆粕纺制lyocell纤维地研究.pdf

东华大学博士学位论文摘要廉价的高半纤维素含量的浆粕纺制Lyocell纤维的研究捅要本论文简要介绍了Lyocell纤维的发展近况,针对目前Lyocell纤维发展缓慢的主要原因,生产成本高,价格贵这一发展瓶颈提出了一种解决方法:即采用廉价的浆粕原料来纺制Lyocell纤维,从而适当地降低Lyocell工艺的生产成本。探讨使用这种低成本的浆粕原料来纺制 Lyocell纤维的可行性。 Lyocell纤维工艺一直沿袭传统粘胶纤维工艺,。,,生产成本高。为此,本论文选择了~种低成本的浆粕原料(高半纤维素浆粕), 这种浆粕,,半纤维素含量高达20%左右。在浆粕生产中,高半纤维素浆粕,一方面能够简化浆粕生产工艺,另一方面浆粕的得率高,因此能够降低浆粕生产成本约1/2。论文中,首先探讨了高半纤维素浆粕的溶解性、浆液的可纺性和稳定性、以及Lyocell纤维的得率。研究结果表明:,所需溶解条件温和、溶解范围较宽、溶解效果良好,更有利于实验操作的控制;高半纤维素浆液,粘流活化能略低,表观粘度、结构粘度及弹性较小。因此浆液的流动性能好,可纺性好,能够在较高浆粕含量下纺制Lyocell纤维,既能提高Lyocell纤维的质量,又能提高LyocelI工艺的生产效率;采用高半纤维素浆粕纺制 Lyocell纤维,纤维得率仍然很高,从而降低了Lyocell纤维的成本;,在氧化法纯化回收溶液时,需要消耗较多的双氧水,但是双氧水价格便宜,因此仍然能够降低Lyoceli纤维的成本。作为Lyocell纤维的低成本浆粕原料,高半纤维素浆粕的分子质量东华大学博士学位论文摘要(MW)及其分布(MWD)信息对Lyocell纤维的加工生产是至关重要的。纤维素的MW和MWD,不仅会影响它在N.***(NMMO) 水溶剂中的溶解性能和纺丝浆液的可纺性能,而且会影响最终纤维的机械性能。因此,必须对浆粕原料进行MW和MWD的测定。凝胶渗透色谱法(GPC)测定高聚物的MW和MWD,被普遍接受, 广泛使用,但是针对纤维素而言,应用受到限制,因为纤维素不能溶解在大多数的有机溶剂中。为此,本论文采用高聚物的动态流变性质测定纤维素的相对MW和MWD,并且讨论了用流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布时,纤维素在NMMO·H20溶剂中不同浓度的影响。研究结果表明:用流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布时,纤维素溶液的浓度对测定结果有影响。但当纤维素溶液浓度足够高时(超过某个临界值后),浓度对测定结果的影响可以忽略。而且,计算的结果与 GPC法测得结果相比大小趋势相一致。此外,流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布,经济、简单、快速且方便,所以在纤维工业生产中, 用来快速分析纤维素的分子质量及其分布是可行的。高半纤维素浆粕原料纺制成的Lyocell纤维,在纤维质量上与常规浆粕原料()纺制成的Lyocell纤维有什么不同,论文进行了对比研究,结果如下: Lyoeell纤维,湿摩擦值增大1/2倍。,原纤聚集束尺寸小,且原纤聚集束结构稳定,从而不易劈裂成细小的原纤,提高了Lyocell纤维的抗原纤化能力。 Lyocell纤维,%。因为前者的结晶度略低,以及原纤聚集柬尺寸小,从而可达及原纤的表面增大,增加了纤维素伯醇羟基的可及度和反应性。另外,前者中低分子量的半纤维素含量较高,小分子比大分子易于染色,因而提高了Lyocell纤维的染***能。 Lyocell纤维,在同样的纺丝浆液浓度下,前者比后者的强度低。因为前者含有较多低分子量的半纤维素组分,使其力学性能有所下降。另一方面,高半纤维素浆粕的纺丝浆液,流动性能好,可以用较高浓度的纺丝浆液来纺丝,这既提高了Lyocell纤维的机械性能,又提高了Lyoeell纤维的生产效率。 Lyoeell纤维,取向度较高,结晶度较低。高半纤维素浆粕的纺丝浆液, 流动性能好,在喷头拉伸时易于取向,因而具有较高的取向度;半纤维素是纤维素三级结构的主要调节剂,从而使得纤维素原纤间结合的更加