论文题目: 大豆蛋白改性纤维的理化性能及混纺比优化的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 纺织材料与纺织品设计
作者: 杨庆斌
导师: 于伟东
关键词: 大豆蛋白改性纤维,理化性能扩混纺比,优化,热学性能,表面性能,力学性能,力学模型
文献来源: 东华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着大豆蛋白改性纤维应用的深入及应用领域的拓宽,相应的问题也越来越突出。大豆蛋白改性纤维本质上是含大豆蛋白的聚乙烯醇(PVA)或聚丙稀腈(PAN)共混纤维。其组成和内部结构及其与理化性能间的关系尚不明确;纺纱过程中容易粘附机件,产生静电,其机制不太明确;产品易起毛起球,与其它纤维混纺能得以改善,但混纺比的优化确定,仍为经验摸索;该纤维不耐高温,热稳定性和光稳定性差,染色、后整理后会使织物手感板硬、光泽变差,其定量化表征与探讨不足。因此如何保持原大豆蛋白改性纤维的特点、克服缺陷;如何控制后加工工艺的临界温度以减小纤维的损伤;如何改进纺纱与混合含量,使大豆蛋白改性纤维与其它纤维性能互补;如何明晰现有大豆蛋白改性纤维的结构、性能及其相互关系,以及更好地利用与改善该纤维是本文的目的。 基于上述问题,本课题主要完成了以下五个方面的工作: 1、大豆蛋白改性纤维的组份及内部结构:对于大豆蛋白改性纤维的构成及与PVA纤维、羊毛比较;大豆蛋白改性纤维的结晶度、取向度和原纤结构、皮芯结构进行分析。 2、大豆蛋白改性纤维的基本理化性能:重点研究大豆蛋白改性纤维的力学性能,包括一次拉伸性能、松弛性能和卷曲弹性;大豆蛋白改性纤维的表面形态,及其对摩擦性能和芯吸作用的影响;表征了大豆蛋白改性纤维的耐热性及使用临界温度。 3、大豆蛋白改性纤维的纺纱性能:讨论影响纤维可纺性能的因素以及解决措施; 4、大豆蛋白改性纤维混合的纱线结构特征与拉伸及弯曲性:对不同混纺比的混纺纱中大豆蛋白改性纤维与涤纶和与棉混纺的力学特征、纤维的径向分布规律和最优混纺比的实验讨论。 5、大豆蛋白改性纤维针织物的力学性能和热稳定性:通过对大豆蛋白改性纤维针织物力学性能的测试分析了混纺纱混纺比的优化效果。对大豆蛋白改性纤维纱线进行了不同方式的热处理,分析了大豆纱线在不同的热处理条件下其强伸性能、颜色、收缩率的变化,确定了大豆蛋白改性纤维织物在后整理和后加工中的适宜温度。 通过本文的研究,得出下列结论: 1、通过红外光谱分析得出大豆蛋白改性纤维与维纶纤维的显微-红外光谱图基本相同,说明大豆蛋白改性纤维与维纶纤维的化学成分及结合键的形式基本相同,大豆蛋白的成分较少。大豆蛋白改性纤维结晶度较高,取向度较差,但低于维纶纤维。利用SEM观察纤维有皮芯结构、表征了纤维的原纤结构和表面结构,确定了相互的形态特征与尺寸。大豆蛋白改性纤维的皮层厚度约为O.6～1.0um,大豆蛋白改性纤维的芯层由原纤堆砌结构构成,原纤直径约为O.5～1um。大豆蛋白改性纤维属于高强中伸型纤维,其湿强
论文目录:
第一章 综述
第一节 大豆纤维的发展史与一般特征
一、应用与进展
二、现有大豆纤维的认识
三、大豆纤维的经济价值
四、大豆纤维的应用前景
第二节 大豆纤维的研究与一般结论
一、理论研究现状
二、应用研究
三、相关基本性能与结构特征的研究
四、目前存在的问题
第三节 本课题研究的意义与内容
一、课题的目的意义
二、课题的研究内容和拟解决的问题
三、课题的创新性
参考文献
第二章 大豆纤维的结构与理化性能
第一节 大豆纤维的内部结构
一、概述
二、基本实验方法与内容
三、纤维的聚集态结构
四、纤维的微细结构表征
1、皮芯结构
2、原纤和缺陷结构
五、结论
第二节 大豆纤维的力学性能
一、试样与实验方法
二、单纤维一次拉伸性能结果及讨论
三、大豆纤维的粘弹性特征
四、低应力下的纤维力学性能与卷曲
五、结论
第三节 大豆纤维的表面性状
一、大豆纤维的表面形态特征
二、大豆纤维的摩擦性质及比较
1、摩擦理论
2、实验仪器及实验条件
3、结果及讨论
三、大豆纤维的表面浸润与芯吸效应
1、大豆纤维的芯吸效应
2、大豆纤维织物的表面浸润效应
四、结束语
第四节 大豆纤维的耐热性及热稳定性
一、概述
二、热重(TG)和差热扫描(DSC)分析
三、大豆纤维的耐热性能
1、试验仪器及试样准备
2、试验结果及分析
四、大豆纤维的热收缩性
五、大豆纤维的燃烧性能及热稳定性
六、结论
第五节 大豆纤维的其它性能
一、纤维的其它性能及其重要性
二、纤维的电学导电性评价
三、纤维的溶解性试验
四、纤维的染色性和损伤实验
五、结论
第六节 本章小结
参考文献
第三章 大豆纤维纺纱性能研究
第一节 概述
一、基于理化性能的大豆纤维可纺性分析
二、可能存在的纺纱问题
三、拟采用的纺纱工艺与方案
第二节 纯纺工艺与评价
一、大豆纤维纺纱工艺及措施
二、纯纺工艺结果
三、小结
第三节 混纺工艺与评价
一、大豆纤维/棉混纺针织纱工艺
二、大豆纤维/涤纶混纺纱生产工艺
三、结束语
第四节 纺纱的影响因素及与纺纱的相互关系
一、纺纱过程中主要问题及解决措施
二、大豆纤维纯纺纱加捻作用与强度关系的研究
三、大豆纤维/棉混纺纱强度与混纺比关系的研究
第五节 本章小结
参考文献
第四章 混纺的作用与优化准则
第一节 混纺纱强度与混纺比之间的关系
一、前言
二、混纺纱拉伸性能与混纺比之间关系的理论
三、实验方法及实验条件
四、实验结果分析
1、大豆纤维/涤纶混纺纱线的拉伸性能
2、大豆纤维/棉混纺纱的拉伸性能
五、结论
第二节 大豆纤维在纱中的径向分布
一、前言
二、混纺纱的纤维分布理论
三、纤维转移及分布的实用测量方法
1、切片制作常用方法
2、大豆纤维/涤混纺纱切片的观察
四、大豆纤维混纺纱中纤维转移的判定方法
1、汉密尔顿转移指数
2、Onions指数
五、不同混纺比的大豆纤维/涤纶混纺纱中纤维分布的探讨
1、实验试样及其结构参数
2、不同混纺比的纱线截面纤维分布测试结果
3、实验结果分析
六、结论
第三节 混纺纱抗弯刚度与混纺比之间的关系
一、纱线弯曲刚度的研究现状
1、纱线弯曲刚度测试方法简介及评析
2、影响织物弯曲刚度的因素与相互关系
二、混纺纱抗弯刚度力学模型的建立
三、实验验证
四、结果分析
五、结论
第四节 大豆纤维混纺纱的优化混纺比
一、多目标优化方法
二、采用理想点法进行多目标优化
三、多目标优化结果
四、小结
第五节 本章小结
参考文献
第五章 优化混纺比的大豆纤维针织物性能研究
第一节 大豆纤维针织物力学性能研究
一、前言
二、试验材料及试验方法
三、试验结果及讨论
四、小结
第二节 热处理对大豆纤维针织物性能的影响
一、前言
二、实验
三、实验结果及讨论
1、热处理温度对大豆纱线强伸性能、长度及颜色的影响
2、水份对纱线性能的影响
3、张力的影响
4、热处理时间的影响
四、结论
第三节 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
第一节 基本结论
第二节 应继续的研究与展望
攻读博士期间公开发表的论文
致谢
发布时间: 2005-07-08
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