甘蔗皮纤维的提取及纤维的性能研究

论文摘要

全球能源短缺,以石油为主要的原料的合成纤维的发展也受到了一定的限制。棉花生产总量仍然满足不了纺织业的生产需要,毛、麻等纺织原材料也需要大量的进口。在这种情况下,探索开发一种新的纤维素纤维有现实意义。我国甘蔗的种植面积很大,且甘蔗的产量较高,甘蔗皮可以直接取来使用,资源丰富。由于甘蔗渣密度低、价格低廉、且可降解,近年来也被广泛用于制备复合材料。有研究表明甘蔗皮纤维比蔗渣纤维增强复合材料的性能更好。因此本文针对甘蔗皮纤维的特点,研究了提取甘蔗皮短纤维和束纤维的工艺。短纤维可用于制备复合材料,甘蔗皮束纤维可作为纺织用纤维。首先本文对甘蔗皮进行成分分析。成分分析结果表明,甘蔗皮中的纤维素含量约为35%,具有开发利用的价值。然后针对各个成分所占比例、各个成分对酸碱的稳定性不同,选取合理的酸碱处理温度和浓度。本文利用正交试验的方法,以纤维得率为主要指标、纤维长度为参照指标,参照红外光谱分析等方法确定甘蔗皮短纤维的初步提取工艺,并分析影响纤维长度和得率的主要因素。在提取过程中发现碱煮因素对甘蔗皮纤维的性能影响较大。因此本文在初步探索得到的工艺基础上,进一步研究了碱煮温度、浓度、时间对甘蔗皮纤维的性能的影响。通过对甘蔗皮纤维得率、长度、结晶度、力学性能、热学性能的综合分析,得出较优的提取甘蔗皮长纤维的工艺。最后,测试了较优工艺下甘蔗皮纤维的性能,包括形态结构、吸放湿、密度等性能,探索甘蔗皮纤维作为纺织用纤维的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 甘蔗渣及甘蔗渣纤维的利用现状
• 1.3 甘蔗皮纤维的化学组成及脱胶机理
• 1.4 本课题的研究目的、意义和内容
• 第二章 甘蔗皮纤维的提取工艺初探
• 2.1 甘蔗皮成分分析
• 2.1.1 试验原材料
• 2.1.2 试样预处理
• 2.1.3 试验方法
• 2.1.4 试验结果及分析
• 2.2 甘蔗皮纤维提取工艺初探
• 2.2.1 试验原材料
• 2.2.2 试样预处理
• 2.2.3 试验方法
• 2.2.4 试验结果与分析
• 2.3 甘蔗皮纤维提取工艺优化
• 2.3.1 试验原材料
• 2.3.2 试样预处理
• 2.3.3 试验方法
• 2.3.4 实验结果及讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 碱煮条件对提取出的甘蔗皮纤维结构和性能的影响
• 3.1 碱煮温度对甘蔗皮纤维性能的影响
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试样预处理与试验方法
• 3.1.3 测试方法
• 3.1.4 试验结果和讨论
• 3.1.4.1 碱煮温度对纤维得率的影响
• 3.1.4.2 红外分析
• 3.1.4.3 X 衍射分析
• 3.1.4.4 热分析
• 3.1.4.5 碱煮温度对纤维长度和直径的影响
• 3.1.4.6 碱煮温度对纤维束力学性能的影响
• 3.2 碱煮浓度对提取纤维性能的影响
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试样预处理与试验方法
• 3.2.3 测试方法
• 3.2.4 试验结果和讨论
• 3.3 碱煮时间对提取纤维性能的影响
• 3.3.1 试验材料
• 3.3.2 试样预处理与试验方法
• 3.3.3 测试方法
• 3.3.4 试验结果和讨论
• 3.4 较优工艺下提取的甘蔗皮纤维的性能
• 3.4.1 试验材料
• 3.4.2 试验方法
• 3.4.3 结果和分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢