山羊绒纱线防缩工艺及纱线性能研究

论文摘要

素有软黄金之称的山羊绒纤维是世界上珍贵的天然纺织原料之一，其纺织产品以其自身特有的轻、柔、滑、糯等特性受到人们的喜爱。然其典型的鳞片结构使其具有缩绒性，极大的影响山羊绒产品的机可洗穿着与洗涤。随着纺织业的发展，山羊绒产品的内在品质更加受到人们的重视。如何使山羊绒防缩加工技术得到提高逐渐成为目前山羊绒工业企业的研究工作重点之一。本课题利用正交试验法对山羊绒纱线在中性和酸性条件下进行防缩处理，对其相应工艺进行了探讨。选取纱线毡缩率、断裂强力、断裂伸长率、弹性四项指标作为山羊绒纱线氧化防缩处理测试指标，利用模糊数学以及夹角余弦赋权法对山羊绒纱线高锰酸钾中性、酸性防缩处理温度、时间、高锰酸钾用量、助剂用量以及pH进行了优化选择，确定了山羊绒纱线高锰酸钾氧化防缩处理的最佳防缩工艺。最优工艺为：预处理（水，处理温度40℃，处理时间10min）→高锰酸钾氧化处理（饱和（NH4）2SO4溶液下，高锰酸钾浓度（owf）3%，助剂浓度（owf）3%，处理温度40℃，处理时间40min，浴比1:50）→水洗（温度40℃，三遍）→还原处理（亚硫酸氢钠浓度30g/L，冰乙酸浓度为2%，温度50℃，时间5min，浴比1:50）→水洗（温度40℃，三遍）→柔软处理（氨基硅油柔软剂浓度（owf）5%，温度40℃，时间30min，浴比1:50）→烘干（温度90℃，时间20min）。由此工艺处理的山羊绒纱线的毡缩率为0.47%，纱线断裂强力142.50cN，断裂伸长率为44.26%，弹性为4.72%。同时测试了防缩处理前后山羊绒纱线的毡缩率、断裂强力、断裂伸长率、白度、弹性、耐磨性、吸湿性能，并将未处理纱线及经过防缩处理后的纱线按要求织成织片，进行了染色研究，同时分别测试了未处理纱线织片及防缩纱线织片的毡缩率（FZ/T7009-1999）和起毛起球性能（GB/T4802.3-2008）以及通过电镜分析了不同处理条件下纱线中纤维的表面形态。实验表明，经过高锰酸钾防缩处理后山羊绒纱线的毡缩率明显减小、断裂强力以及断裂伸长率稍有下降、纱线白度有所增加、弹性有一定增强、纱线耐磨性下降。通过吸湿性能测试得出经过氧化防缩处理山羊绒纱线的回潮率增大。防缩纱线织片的上染率及染色深度比未处理纱线织片提高，毡缩率从未处理的12.32%降低到3.65%，处理山羊绒纱线织片起毛起球等级为4～5级，完全达到国际羊毛局对毛织物毡缩性能的要求，同时经过高锰酸钾氧化处理后山羊绒纱线中纤维表面形态良好。采用高锰酸钾防缩处理山羊绒纱线，湿态时纱线中山羊绒纤维的顺鳞片摩擦系数有增大的趋势，从而降低定向摩擦效应，有利于提高纱线的防缩性能，并且高锰酸钾处理后山羊绒纱线白度、柔软度都得到有效提高，有效保护了山羊绒手感和风格。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1.绪论
• 1.1 山羊绒纤维简介
• 1.2 山羊绒的结构
• 1.2.1 山羊绒的组织结构
• 1.2.2 山羊绒的化学分子结构
• 1.3 缩绒机理
• 1.3.1 鳞片说[23]
• 1.3.2 毡缩运动说[23]
• 1.3.3 毡缩动力说[23]
• 1.3.4 卷缩说[23]
• 1.3.5 胶化说[23]
• 1.3.6 应变-松弛机理[23]
• 1.3.7 压缩理论[23]
• 1.3.8 凝聚说[23]
• 1.3.9 综合论述[23]
• 1.4 防缩工艺简介
• 1.4.1 氧化防缩工艺发展与现状
• 1.5 本课题的研究意义和内容
• 1.5.1 本课题的研究意义
• 1.5.2 本课题的研究内容
• 2. 实验材料与分析方法
• 2.1 实验用品
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验试剂与仪器
• 2.2 纱线性能评价测试
• 2.2.1 纱线毡缩率测试
• 2.2.2 单纱拉伸性能测试
• 2.2.3 纱线白度测试
• 2.2.4 纱线耐磨性能测试
• 2.2.5 纱线弹性测试
• 2.2.6 吸湿性能[50]
• 2.3 纱线织物小样性能评价测试
• 2.3.1 织物小样染色性能测试
• 2.3.2 织物小样毡缩性能测试
• 2.3.3 织物小样起毛起球性能测试
• 2.4 防缩处理效果评价指标
• 2.4.1 纱线毡缩率
• 2.4.2 单纱断裂强力和断裂伸长率
• 2.4.3 纱线弹性
• 2.5 基于模糊正交法的实验数据处理
• 2.5.1 评价指标集和对象集的确定
• 2.5.2 建立隶属函数[65]
• 2.5.3 利用夹角余弦赋权法确定权重向量[66]
• 2.5.4 计算模糊综合评价值
• 2.5.5 主效应分析
• 2.5.6 所有因素各水平搭配的交互效应[67]
• 3. 中性高锰酸钾防缩处理
• 4防缩处理'>3.1 山羊绒纱线 NaCl-KMnO₄防缩处理
• 4防缩处理工艺流程'>3.1.1 纱线 NaCl-KMnO₄防缩处理工艺流程
• 3.1.2 实验及结果分析
• 3.1.3 验证试验
• 2SO₄-KMnO₄防缩处理'>3.2 山羊绒纱线 Na₂SO₄-KMnO₄防缩处理
• 2SO₄-KMnO₄ 防缩处理工艺流程'>3.2.1 纱线 Na₂SO₄-KMnO₄防缩处理工艺流程
• 3.2.2 实验及结果分析
• 3.2.3 验证试验
• 4）2SO₄-KMnO₄防缩处理'>3.3 山羊绒纱线（NH₄）2SO₄-KMnO₄防缩处理
• 3.3.1 处理温度对防缩处理的影响
• 3.3.2 处理时间对防缩处理的影响
• 4 浓度对防缩处理的影响'>3.3.3 KMnO₄浓度对防缩处理的影响
• 3.3.4 助剂浓度对防缩处理的影响
• 3.3.5 综合分析
• 4.山羊绒纱线酸性高锰酸钾防缩处理
• 4.1 酸性高锰酸钾防缩处理工艺
• 4.2 处理温度对防缩处理的影响
• 4.3 处理时间对防缩处理的影响
• 4浓度对防缩处理的影响'>4.4 KMnO₄浓度对防缩处理的影响
• 4.5 处理过程中 pH 值对防缩处理的影响
• 4.6 焦磷酸钠浓度对防缩处理的影响
• 4.7 综合分析
• 5.山羊绒纱线防缩工艺评价及纱线性能
• 5.1 山羊绒纱线防缩最优工艺确定
• 5.1.1 参数确定
• 5.1.2 防缩纱线中纤维的表面形态
• 5.2 纱线白度
• 5.3 纱线耐磨性
• 5.4 吸湿性能
• 6. 防缩山羊绒纱线针织织片的性能分析
• 6.1 防缩纱线织片的染色
• 6.2 防缩纱线织片的毡缩性能测试
• 6.3 防缩纱线织片的起毛起球性能测试
• 7. 结论
• 7.1 主要结论
• 7.2 课题的不足之处
• 参考文献
• 攻读学位期间发表文章
• 致谢