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随着人们对科学的不断认识,在穿着上对绿色、健康的追求越来越高,以天然物质为原料的黏胶纤维成为人们的首要选择。在我国,黏胶纤维大多时候以棉短绒为原料,但最近几年棉短绒价格暴涨,造成黏胶纤维成本过高,原料紧缺。在黏胶纤维原料极度紧张的时期,作为黏胶纤维原料之一的黄麻,其利用率却很低,占其绝大部分的杆部一直以来被当做废料来处理。本论文以尝试通过改性将黄麻杆变作黏胶纤维浆粕为目的,主要从以下三个方面进行了研究。
一、首先采用各种方法对黄麻杆部、韧皮部的各组分含量作了测试,得出黄麻杆部、韧皮部均主要有纤维素、木质素、半纤维素等成分组成,且黄麻杆部木质素含量较高,这就说明其未经改性、与韧皮纤维混合不可以用作黏胶纤维的浆粕。其次采用有机元素分析、红外光谱、质子核磁共振波谱对提取自黄麻杆部和韧皮部的磨木木质素的化学官能团和化学键特征进行了研究并且测定了两种木质素甲氧基的含量。结果表明两种木质素具有不同的C9经验式,但两种木质素的芳香环结构均主要由愈疮木基和紫丁香基组成。两种木质素所含官能团种类大致相同,但各官能团的含量不同。两种木质素结构中的主要键型有β-O-4键、β-1键和β-β键,其中以β-O-4键型为主,未检测出β-5键。
二、分别利用自己合成的乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、三甘醇二缩水甘油醚和环氧丙烷(前三种为自己合成)对提取自黄麻杆的木质素进行改性,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振谱图(1H NRM)对被四种改性剂改性后的产物进行了表征并与未改性的木质素进行了对比,证明改性剂可以与木质素分子进行接枝以达到对木质素进行改性的目的。
三、采用以上所述的方法对黄麻杆部和韧皮部木质素、纤维素大分子进行原位改性,讨论了改性剂用量、浸渍温度、浸渍时间、浴比以及各种添加剂含量对黄麻纤维回潮率、力学性能的影响。最后将改性后的黄麻杆部、韧皮部分别制作成浆液,将浆液按1:1(体积比)混合,测试反应条件等一系列因素对浆液流变性、粘度等因素的影响。
通过对工艺参数的优化,浆液的各个指标得到一定的改善,对后续的研究奠定了良好基础。