黄蜀葵纤维的制取及结构与性能研究

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黄蜀葵,又名黄葵,棉花葵,原产于非洲和亚热带地区,为锦葵科秋葵属一年生草本植物。黄蜀葵全身都是宝,其根、茎、叶、花和种子均可开发利用,集食用、药用、观赏价值于一体。关于黄蜀葵的研究,目前主要集中于草本学、药物化学、药理学及临床应用等方面,对其韧皮在纺织领域的开发研究尚少。本文对黄蜀葵的韧皮进行化学成分测试,测得其主要成分是纤维素,含量为41.80%。为此,我们对黄蜀葵这一宝贵药用植物资源在纺织领域展开了研究。本论文的主要研究内容及结论如下:1.对黄蜀葵脱胶预处理工艺和脱胶工艺分别进行了单因子实验,得出最佳预处理时间为60min,最佳预处理温度为50℃,预处理溶液中硫酸的最佳浓度为1g/L。并对脱胶工艺的五个参数进行正交优化,得出最佳工艺参数为:碱煮NaOH浓度为10g/L,碱煮时间为135min;碱氧一浴NaOH浓度为4g/L,双氧水浓度为12g/L,时间为90min。2.利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜,研究黄蜀葵纤维的形态结构。黄蜀葵单纤维表面布满细纹,单根纤维呈圆柱状,直径尺寸大约是10~15μm。由红外光谱图分析,黄蜀葵纤维和棉纤维的主体成分相似,都是由纤维素构成。利用X-衍射测得黄蜀葵纤维的结晶度为63.73%,和棉纤维的结晶度接近,比苎麻低。3.黄蜀葵纤维束的断裂强度为1.77~3.38cN/dtex,受纤维束细度不匀的影响,是一个波动范围,断裂伸长为2.6%-3.7%。黄蜀葵纤维的回潮率为9.64%,具有优于棉纤维的吸放湿性能。黄蜀葵纤维的质量比电阻为4.26×107Ω,在数量级上接近于棉麻类天然纤维。4.利用热重分析法对黄蜀葵纤维及棉纤维进行热性能测试,结果显示黄蜀葵纤维和棉纤维的失重量分别为82.83%和81.66%,热降解曲线更加验证了黄蜀葵纤维和棉纤维的主体成分相似性。采用高温型活性染料对黄蜀葵纤维进行染色,活性红和活性蓝的上染率分别为62.9%和75.8%。并且染色后的黄蜀葵纤维色泽鲜艳,亮丽,柔软度增加。
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