海濱錦葵莖皮纖維在紡織產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用研究

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1、UniversityCode：10284StudentID：DG0830008S!墮亟y(tǒng)QD!b皇坌乜巳!l墾坌!iQDQ!b坌§!!i壘皇[Q!KQ墨!皇!全!圣KY坌yi[glQi墾坌【L：l￡[金墨l：巳i坌D!墨：lD!呈苧!i!金iⅡ魚垡墨主[YADissertationinBiologyToBeSubmittedfortheDegreeofDoctorByLishanFanSupervisedbyProfessorPeiQinNanjingNanjing，ChinaSeptember，2011f

2、lU丫llllzlJlllll3llllJl7JJllJl2Jlll9Jlllll8llJJIlolJlJll畢業(yè)論文題目：盤送箜鎣莖廛紅維查綾堡莊些土鮑座旦盟塞生塹鱟專業(yè)Q晝級博士生姓名：墓堡當指導(dǎo)教師(姓名、職稱)：叢堡塾撞中文摘要衣食住行是人們生存的基本條件，首當其沖的是紡織業(yè)。隨著世界人口的快速增長，紡織品的需求迅猛增加。目前世界上人類優(yōu)質(zhì)可耕地大約13．5億hIIl2，而每年由于嚴重退化而放棄耕地有1000萬hm2左右，現(xiàn)全人類人均不到0．25hm2的優(yōu)質(zhì)耕地，為保證糧食安全，用于紡織原料生產(chǎn)的土

3、地面積正不斷減少；而用于替代天然紡織纖維的合成纖維因化石能源將在大約100年后枯竭，合成纖維的生產(chǎn)也將難以為繼，因此人類必須尋找可持續(xù)發(fā)展的紡織纖維原料。海濱錦葵是一種耐鹽植物，它可以生長在生態(tài)惡劣的高含鹽的海濱鹽土上，不與糧爭地，既能改善海濱鹽土的生態(tài)系統(tǒng)，而且由于其莖皮中含有較豐富的纖維素，又可以用來開發(fā)成為紡織纖維，因此研究海濱錦葵莖皮纖維在紡織產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用，是發(fā)展鹽土農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)紡織產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)一個良好的選擇。本文的研究目標是探索海濱錦葵纖維在植物中的生長規(guī)律，優(yōu)選莖皮的最佳脫膠工藝，探明海濱錦葵

4、莖皮纖維的結(jié)構(gòu)與性能，為海濱錦葵莖皮纖維的應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。本文利用化學脫膠、高溫高壓脫膠和超聲波脫膠等工藝對海濱錦葵莖皮進行脫膠試驗，通過正交試驗得出高溫高壓脫膠的優(yōu)選工藝。然后對脫膠后的莖皮纖維進行長度、細度、熱學性能、吸濕性能、力學性能、染色性能等進行測試與分析，并將這些性能指標與棉、麻等常用纖維的性能進行對比，證明了海濱錦葵莖皮纖維是一種良好的紡織纖維。最后闡述了海濱錦葵莖皮纖維的應(yīng)用前景及其生態(tài)工程評價。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：(1)通過對海濱錦葵莖皮化學組成的測定，明確了莖皮中各成分的百分比，

5、其中脂臘質(zhì)占4．02％，水溶物占6。64％，果膠占18。50％，半纖維素占22．33％，木質(zhì)素占8．78％，灰份占4．98％，纖維素占39．73％；根據(jù)莖皮中各部分的微量元素的測定，重金屬元素在莖皮中的吸收含量呈尖部>基部>莖中部的一般規(guī)律。(2)通過對莖皮纖維生物量的測量，可知莖皮約占莖干的13—17％，通過單細胞纖維形態(tài)的分析，可知莖皮單細胞纖維長度為1．5．8ram，中部細度為10．15微米，呈紡錘狀，表面有少量橫節(jié)。(3)通過高溫高壓脫膠的正交試驗，其高溫高壓脫膠的優(yōu)選工藝為第一次脫膠為優(yōu)選工藝為N

6、a0H：209／L，溫度：130。C，時間：60min，尿素：1．59／L；第二次脫膠工藝為優(yōu)選工藝為H202：159／L，溫度：95。C，時間：80min，pH：8。脫膠后纖維各成分含量為：脂臘質(zhì)占0．25％，水溶物占3．58％，果膠占0．73％，半纖維素占10．05％，木質(zhì)素占12．44％，灰份占3．28％，纖維素占72．95％；高溫高壓脫膠和超聲波脫膠能有效的減少堿的用量，提高脫膠效率。通過對脫膠后防粘措施的對比，可知煮練酶的使用，既可提高纖維的脫膠率，又可防止脫膠后纖維的粘連，十六烷基苯磺酸鈉也具有

7、類似的功能。(4)對其聚合度與分子量的測定結(jié)果顯示，海濱錦葵的聚合度在完全脫膠后可達519，與棉粕相當；通過對其紅外光譜分析，可知其與棉纖維的光譜相似，主要物質(zhì)均為纖維素I型；莖皮不同部位脫膠后的微觀形態(tài)存在一定的差異，而其紅外光譜則非常相似；通過對其XRD測試，可知其結(jié)晶度為69％，比棉略高；通過對其SEM測試分析，可知其縱向有明顯的凹凸槽，橫截面呈不規(guī)則橢圓形。(5)通過對其細度與長度的測量與分析，可知其兩指標呈一定的相關(guān)性，工藝纖維細度愈大，則長度愈長；通過對其DSC．TGA的測試分析，可知其具有良好

8、的熱穩(wěn)定性；通過對其吸放濕性能和芯吸的測試，可知其具有比棉優(yōu)越的吸濕性能；通過對其力學性能的測試分析，可知其具有較棉高的初始模量，纖維在拉伸斷裂時表現(xiàn)出一定的脆斷性；通過對其防輻射性能的測試可知其在1200．1300MHz頻率內(nèi)具有良好的屏蔽效能；通過對其染色性能的測試，可知其在直接染料的染色情況下，其上染率隨著溫度上升而提高；使用活性艷紅X．3B染海濱錦葵莖皮纖維在溫度小于35℃時，其上染率隨著染色溫度的升高而