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莲纤维的结构与性能研究

作　者: 段慧
导　师: 韩光亭
学　校: 青岛大学
专　业: 纺织工程
关键词: 莲纤维 微细结构 拉伸性能 吸湿性能 耐化学试剂性
分类号: TS102.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着人们对环境保护的日益重视及对绿色生态制品需求的上涨,天然纤维资源的开发利用已成为纺织行业的重要课题。莲纤维作为一种新型天然纤维素纤维,其独特性能迎合了现代人生产和生活的需求。为给莲纤维制品的开发利用和实现其工业化制备提供理论依据,本课题运用现代测试技术和方法对手工抽取的莲纤维的微细结构、形态结构和基本性能进行了系统深入的研究。为进一步了解莲纤维的原纤层次结构,本文将经过不同处理的莲纤维试样制取超薄切片后,在透射电镜下观察并比较。得到了纤维素、半纤维素等在纤维内的分布情况,明确了莲纤维的原纤层次及排列方向等。采用广角X射线衍射法测试了莲纤维的结晶和取向结构,结果显示莲纤维的结晶度、结晶指数及晶粒尺寸均小于棉纤维；其取向度较高,接近于麻纤维。采用FAVIMAT AIROBOT全自动单丝测试仪在测试了莲纤维的单纤维线密度及一次拉伸性能。通过衡量莲纤维的平均断裂强度、伸长率及初始模量等指标,得出莲纤维属中强低伸纤维；由莲纤维的一次拉伸曲线来看,其强力与伸长几乎为线性关系,拉伸断裂属脆断。利用烘箱法测试了莲纤维的吸放湿回潮率并描绘了吸放湿曲线。结果表明莲纤维不仅回潮率高且吸放湿速度快,吸湿性能明显优于棉纤维的。通过热重分析法测试得出莲纤维的热分解过程与棉纤维的相似,其热分解温度略低于棉纤维,但残重率高于棉纤维。将莲纤维用不同浓度的酸、碱等化学试剂处理后,通过计算失重率、测试断裂强力及用扫描电镜观察表面形态来分析其耐化学试剂性。结果表明：莲纤维不耐强酸；常温下耐碱性较好,但在蒸煮的碱液中损伤较大；其他试剂如次氯酸钠及有机溶剂等对莲纤维作用不大。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章 绪论  7-17
  第一节 新型天然纤维的开发利用现状  7-11
    1.1 竹纤维的开发利用现状  7-8
    1.2 桑皮纤维的开发利用现状  8-9
    1.3 其他天然纤维的开发利用现状  9-11
    1.4 植物纤维开发利用的共同特点  11
  第二节 莲纤维的研究现状  11-15
    2.1 国内外研究现状  11-13
    2.2 本课题组对莲纤维的形态结构的初探  13-15
  第三节 研究的目的和意义  15-17
    3.1 目的和意义  15
    3.2 研究的主要内容  15-17
第二章 莲纤维的微细结构  17-27
  第一节 试验原理  17-19
    1.1 纤维的超微结构及透射电镜的应用  17-18
    1.2 试样处理的目的  18-19
  第二节 试验方法  19-21
    2.1 试验用莲纤维的制取  19
    2.2 试验仪器及试剂  19
    2.3 试验步骤  19-20
    2.4 超薄切片的制备及观察  20-21
  第三节 实验结果及分析  21-26
    3.1 莲纤维的超薄切片特征  21-25
    3.2 对比与分析  25-26
  第四节 本章小结  26-27
第三章 莲纤维的结晶取向结构与拉伸性能研究  27-38
  第一节 纤维结构类型与表征  27-28
    1.1 纤维的结晶结构  27-28
    1.2 纤维的取向结构  28
    1.3 纤维结晶取向结构的测量与表征  28
  第二节 莲纤维的结晶取向结构测定  28-34
    2.1 广角X射线衍射基本原理  28-29
    2.2 莲纤维的结晶结构测定  29-32
    2.3 莲纤维的取向结构测定  32-34
  第三节 单根莲纤维的一次拉伸性能研究  34-37
    3.1 试验材料、仪器及条件  34-35
    3.2 试验结果与分析  35-37
  第四节 本章结论  37-38
第四章 莲纤维的吸湿性能与热重分析  38-46
  第一节 纤维的吸湿理论  38-39
    1.1 吸湿平衡与吸湿滞后性  38
    1.2 纤维吸湿性能的内在影响因素  38-39
  第二节 莲纤维的吸湿性能测试  39-43
    2.1 试验准备  39
    2.2 试验方法  39-40
    2.3 试验结果与分析  40-42
    2.4 莲纤维的吸湿机理与影响因素  42-43
  第三节 莲纤维的热重分析  43-45
    3.1 热重分析法的原理  43
    3.2 试验方法  43-44
    3.3 试验结果与讨论  44-45
  第四节 本章小结  45-46
第五章 莲纤维的耐化学试剂性能  46-58
  第一节 硫酸对莲纤维的作用  46-49
    1.1 试验方法  46
    1.2 试验结果与讨论  46-49
  第二节 氢氧化钠溶液对莲纤维的作用  49-53
    2.1 煮沸的碱液对莲纤维的作用  49
    2.2 试验结果与分析  49-51
    2.3 常温下碱液对莲纤维的作用  51-53
  第三节 其他化学试剂对莲纤维的作用  53-56
    3.1 次氯酸钠对莲纤维的作用  53-55
    3.2 亚硫酸氢钠对莲纤维的作用  55-56
    3.3 有机溶剂对莲纤维的作用  56
  第四节 本章小结  56-58
第六章 结论  58-60
参考文献  60-62
攻读学位期间的研究成果  62-63
致谢  63-65

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 一般性问题 > 纺织纤维（纺织原材料） > 植物纤维
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