安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I漢麻纖維的有機(jī)硅柔軟整理摘 要漢麻纖維是各種軍用服裝、高檔服飾的原料，它制成的服裝衣飾具有吸濕、透氣、防霉、抑菌、抗輻射、防紫外線等多種功能。但還存在柔軟性差，手感硬挺的缺點(diǎn)，影響穿著的舒適性。本文選用性能較好的有機(jī)硅柔軟整理劑氨基硅油對(duì)漢麻纖維進(jìn)行柔軟整理，用正交試驗(yàn)的方法，探討了對(duì)漢麻纖維柔軟整理最佳工藝。結(jié)果表明，柔軟整理的最佳工藝條件為：pH 值 6.0，柔軟劑濃度為 5，柔軟處理時(shí)間為 50min，烘焙溫度 140。在此工藝條件下柔軟整理的漢麻纖維，斷裂強(qiáng)力降低 5.69，初始模量降低 38.6。漢麻纖維的柔軟性能明顯提高。本文進(jìn)一步對(duì)柔軟處理后的漢麻纖維的抗菌性能進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)表明柔軟處理后漢麻纖維的抗菌性能明顯改善。關(guān)鍵詞：漢麻纖維；柔軟整理；抗菌性張龍：漢麻纖維的有機(jī)硅柔軟整理IIPliable Silicone Finishing on Hemp FiberAbstractThe hemp fiber is a variety of military clothing and upscale clothing materials,which made clothing with moisture,breathable,mildew,antibacterial,anti-radiation,anti-ultraviolet and other features.But still exists the shortcoming which shows poor softness and tough handed ,which affecting its comfortable wearing.There-fore,we selected the good performance of the ganosilicon softening agent,which is Amino silicone oil,was used to carry the soft finishing on the hemp fiber.We get the best technological conditions through the orthogonal experiments. The result indicateds that the best technological conditions were:the pH value was 6.0,the concentration of softener was 6%,the soft processing time was 50min,the temperature of baking and drying was 140.Though the finishing,the breaking strength of hemp fiber decreased 5.69%,the initial modulus of hemp fiber decreased 38.6%.The soft performance of the hemp fiber has improved significantly.This artle further explored the antibacterial properties of the soft processed hemp fiber,which shows that the antibacterial performance was significantly improved.Key words:Hemp fiber; Pliability finish;Antibacterial安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目錄引 言.1第1章 緒論.2 1.1漢麻纖維的簡介.21.2 漢麻纖維結(jié)構(gòu).21.3 漢麻纖維的電鏡掃描.21.4 漢麻纖維的性能.31.5 本課題提出的意義以及研究內(nèi)容.41.5.1 本課題提出的意義.41.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容.4第 2 章 纖維的柔軟能.52.1 纖維的柔軟性.52.2 幾種常見的纖維柔軟整理劑.52.3 改性有機(jī)硅柔軟劑.52.4 幾種評(píng)價(jià)纖維的柔軟性能方法.6第 3 章 漢麻纖維的柔軟整理實(shí)驗(yàn).73.1 實(shí)驗(yàn)材料.73.2 實(shí)驗(yàn)化學(xué)品.73.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備.73.4 實(shí)驗(yàn)方案的選擇.73.5 實(shí)驗(yàn)工藝流程.73.6 具體實(shí)驗(yàn)步驟.8第 4 章 漢麻纖維的拉伸性能試驗(yàn) .9 4.1 拉伸試驗(yàn)中測(cè)量纖維各項(xiàng)物理指標(biāo)的含義.94.2 單纖維拉伸實(shí)驗(yàn).94.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析.9第 5 章 漢麻纖維的抗菌性能試驗(yàn).135.1 抗菌性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn).135.2 抗菌性能的定性及定量檢測(cè).135.3 抑菌環(huán)法測(cè)紡織品的抗菌性能.135.4 實(shí)驗(yàn)操作步驟.135.5 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng).135.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析.13結(jié)論與展望.15致謝.16參考文獻(xiàn).17附錄.19附錄 A 附圖拉伸實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù).19附錄 C 引用的外文文獻(xiàn)及譯文.31附錄 D 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要.40張龍：漢麻纖維的有機(jī)硅柔軟整理IV插圖清單圖 1-1 纖維素的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式.2圖 1-2 漢麻纖維的縱向觀測(cè)圖5000 倍 .3圖 1-3 漢麻纖維的表面裂紋2000 倍.3圖 1-4 漢麻纖維的橫截面觀測(cè)圖10000 倍.3圖 1-5 漢麻纖維的縱向光學(xué)顯微鏡觀測(cè)圖1000 倍.3圖 4-1 斷裂強(qiáng)力柱形圖.11圖 4-2 初始模量柱形圖.12圖 5-1 未處理的纖維培養(yǎng)皿. .14圖 5-2 處理后的纖維培養(yǎng)皿.14安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）V插表清單表 1-1 幾種纖維的織物的抗紫外線性能.4表 3-1 主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備.7表 3-2 正交實(shí)驗(yàn)因素和水平.7表 3-3 不同濃度的溶液配制表.8表 4-1 拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù).9表 4-2 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù).10表 4-3 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù).11安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 1 -引言在 21 世紀(jì)，人們對(duì)環(huán)境問題和人體保健的日益重視，漢麻本身具有的天然殺菌成分和良好的透濕透氣性能使其在紡織界重新受到重視。隨著無毒漢麻的培育成功，漢麻被解禁，世界各國的研究者對(duì)漢麻的研究熱情高漲。在自然資源日見潰乏的今天，充分利用漢麻纖維的潛力，發(fā)揮它獨(dú)特的功能和特性，開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，是當(dāng)今引人注目的研究熱點(diǎn)。面對(duì)我國紡織行業(yè)的困境，研究新型綠色天然纖維，打造具有中國特色的紡織品是一條前景廣闊的道路。漢麻纖維在我國具有遼闊的種植面積，我國的漢麻產(chǎn)業(yè)化具有原料上的優(yōu)勢(shì)。對(duì)漢麻纖維的各種性能開展研究有利于它的應(yīng)用與發(fā)展 1。漢麻，素有“天然纖維之王”美譽(yù)，由它制成的服裝衣飾具有吸濕、透氣、舒爽、散熱、防霉、抑菌、抗輻射、防紫外線、吸音等多種功能，既可軍用又可民用。大面積推廣種植，可有效緩解中國纖維緊缺的現(xiàn)狀，為解決“三農(nóng)”問題闖出一條高附加值的新路，其優(yōu)良特性將為未來軍人吃穿住用帶來革命性變化。漢麻是各種軍用服裝、高檔服飾的原料，有望改變當(dāng)今世界紡織品結(jié)構(gòu)；將來還可能成為石油、煤等礦物替代品，減少能源消耗造成的環(huán)境污染。漢麻是一種生態(tài)環(huán)保、可再生的多用途植物，經(jīng)過脫膠、抽絲等工序，變成像白花花的棉絮一般，既可毛紡，又可棉紡，還可混紡，且成本低廉。 漢麻的排濕性是純棉的3倍，漢麻面料可在1小時(shí)內(nèi)將附著的細(xì)菌殺滅；漢麻織物可屏蔽95%以上的紫外線，在370高溫時(shí)不褪色，在1000時(shí)不燃燒，具有極佳耐熱、防紫外線性能；漢麻韌皮可用于紡織；漢麻稈芯經(jīng)研磨可生產(chǎn)木粉、制造活性炭、生產(chǎn)漿粕用于造紙；麻葉、麻花、麻根可提取藥物，有止血、散淤、解毒、安胎等功效；麻籽仁可榨油，其不飽和脂肪酸含量竟高于深海魚油；漢麻稈芯吸收甲醛是松木的11倍，且具有分解化學(xué)有害氣體的特殊功能 2。然而，人們對(duì)漢麻纖維的研究狀況卻很少，遠(yuǎn)比不上其他天然纖維，關(guān)于漢麻纖維的改性處理少之又少，對(duì)漢麻纖維進(jìn)行改性處理意義重大。利用漢麻纖維天然的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)不足。使?jié)h麻纖維更好的造福人類。張龍：漢麻纖維的有機(jī)硅柔軟整理- 2 -第 1 章 緒 論1.1漢麻纖維的簡介漢麻起源于中國，有“國紡源頭，萬年衣祖”之稱。麻文化為東方服飾文明的重要標(biāo)志，在中國至少有一萬年的歷史。麻的發(fā)現(xiàn)運(yùn)用居天然纖維(麻絲毛棉)之首。漢麻為大麻科大麻屬的1 a 生草本植物 ,通常為雌雄異株 ,雄株開花不結(jié)籽,俗稱“花麻”；雌株授粉后結(jié)籽,故俗稱“籽麻”。一般雌株稍多于雄株,經(jīng)過選育也有雌雄同株的麻織物無需特別整理即可屏蔽95%以上的紫外線。此外，漢麻紡織品還具有抗菌、除臭、抗紫外線、抗靜電、堅(jiān)牢耐用等其他紡織品不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。1.2 漢麻纖維結(jié)構(gòu)漢麻纖維是各種纖維中較細(xì)軟的一種,細(xì)度僅為苧麻的三分之一,與棉纖維相當(dāng),纖維頂端呈鈍圓形,沒有苧麻、亞麻那樣尖銳的頂端,故成品特別柔軟適體。皮層和韌部是漢麻莖機(jī)械組織的一部分。漢麻纖維的結(jié)構(gòu)非常獨(dú)特。纖維中心有較大的空腔,縱向表面分布著許多裂縫和相連的小孔洞,并有螺旋紋。橫向截面呈三棱或多棱形。纖維末端呈鈍圓形。大麻纖維橫截面比苧麻、亞麻、棉、毛都復(fù)雜,為不規(guī)則三角形、六邊形、扁圓、腰圓形等,中腔與外形不一,其分子結(jié)構(gòu)為多棱狀,較松散,有螺旋紋。漢麻纖維的化學(xué)成分：漢麻纖維屬于天然纖維，含有纖維素、果膠、半纖維素、脂蠟質(zhì)、微量金屬元素、酚類、木質(zhì)素等。而纖維素的含量最高，有前人研究表明其含量大約為60%以上，半纖維素和果膠占20%以上，其余的化學(xué)組分所占比例很低 3。（1）纖維素。纖維素是麻纖維的主要成分，成分含量約占67%78%，是大分子多糖，化學(xué)分子式寫作(C6H10O5)n，分子量較大，約為50000-2500000。圖1-1結(jié)構(gòu)式為：纖維素不溶于水，在酸性溶液里可以水解成葡萄糖或麥芽糖，漢麻中纖維的顯色反應(yīng)有較為常見的幾種，如遇碘-硫酸溶液顯綠色，遇銨溶液呈淺紫色。纖維素的含量直接影響漢麻纖維的品質(zhì)，纖維素含量高則纖維比較柔軟。（2）半纖維素。半纖維素是含支鏈結(jié)構(gòu)的無定形共聚物,半纖維素含有親水基團(tuán)羧基，因此可以部分溶于水，與纖維素不同的是，半纖維素是可以溶于燒堿溶液中，在一些其他的溶液里面溶解度可以很大，羧基是親水官能團(tuán)，因此半纖維素的含量會(huì)對(duì)漢麻纖維的吸濕性有所影響。半纖維素的含量還會(huì)影響纖維強(qiáng)力。（3）木質(zhì)素。木質(zhì)素是細(xì)胞膜與細(xì)胞壁內(nèi)部的組成成分，漢麻纖維中的酚類及漢麻纖維本身都能與木質(zhì)素形成結(jié)合能較高的氫鍵。之所以能形成如此多的化學(xué)鍵，是因?yàn)槟举|(zhì)素結(jié)構(gòu)中有大量的 CH3O、COOH、C=O、C=C等基團(tuán)。（4）果膠。果膠是一種復(fù)雜的稠狀碳水化合物，是植物產(chǎn)生纖維素與半纖維素的營養(yǎng)物質(zhì)。成熟后的麻植物果膠是鈣鎂果膠復(fù)合物，只有在1%的堿液或特定的果膠酶中溶解。分解果膠是漢麻脫膠的重要部分，一般經(jīng)過酸溶液水解再用稀堿溶液煮練后去除率較高 4。1.3漢麻纖維的電鏡掃描束狀漢麻纖維主要存在與漢麻植物的韌皮部，由電鏡掃描縱向觀測(cè)圖1-2可知漢麻纖維基本上是沒有卷曲的，由圖1-3知纖維表面略粗糙且有橫向上的枝節(jié)和縱向上的裂縫，這些裂縫和纖維中心扁長的空腔相通，正是這種多孔嵌套結(jié)構(gòu)使得漢麻纖維具有較為優(yōu)異的吸濕性。當(dāng)纖維束呈網(wǎng)狀時(shí)，說明脫膠不夠徹底，而脫膠過于徹底則會(huì)產(chǎn)安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 3 -生短纖維。在由圖片1-4可知漢麻單纖維截面類似于橢圓或多邊形。由圖片1-5可知纖維中段最粗，兩端偏細(xì)，末尾呈錐狀，但相對(duì)與尾端較為尖銳的苧麻、亞麻而言，其端部還是較為圓鈍的，所以漢麻織物較為柔軟且刺癢感較輕。漢麻單纖維是細(xì)長的單細(xì)胞形成的，長寬比約為800倍左右 5。單根漢麻纖維容易受到外界環(huán)境如物理化學(xué)等因素的影響，使得構(gòu)成纖維細(xì)胞壁的 S2 層（次生層中層）或 S1 層（次生層外層）或 S2 層中的微纖維易產(chǎn)生相對(duì)位移，導(dǎo)致細(xì)胞壁局部產(chǎn)生彎曲和皺褶等形變，從而形成纖維的錯(cuò)位。位錯(cuò)內(nèi)的纖維結(jié)構(gòu)松散且結(jié)晶度低，微纖維處有斷裂，是單纖維上的最脆弱部分。位錯(cuò)作用可使得纖維素的氫鍵斷裂，結(jié)晶度會(huì)降低，纖維的應(yīng)變能下降，木質(zhì)素大量脫離，打破了先前形成由膠質(zhì)粘連的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維強(qiáng)力受到微纖維剪切應(yīng)力下降的影響而降低。圖 1-2 縱向觀測(cè)圖5000 倍 圖 1-3 表面裂紋2000 倍圖 1-4 橫截面觀測(cè)圖10000 倍 圖 1-5 縱向光學(xué)顯微鏡觀測(cè)圖1000 倍1.4 漢麻纖維的性能（1）漢麻纖維的吸濕，透氣，抑菌性能漢麻纖維本身屬于纖維素纖維,纖維中含有大量的極性親水基團(tuán),纖維的吸濕性非常好,并且從漢麻纖維的結(jié)構(gòu)可以看出,由于巨原纖縱向分裂縫和孔洞的存在,表面形成的天然毛細(xì)通道和中腔連通,使汗液或濕氣能及時(shí)疏導(dǎo)到織物表面,提高了服裝穿著的舒適性。漢麻纖維的抑菌性能與其結(jié)構(gòu)是不可分割的。漢麻具有多孔的結(jié)構(gòu)和很強(qiáng)的吸附能力,在自然狀態(tài)下,漢麻纖維內(nèi)可以吸附較多的氧氣,使厭氧菌的生存環(huán)境受到破張龍：漢麻纖維的有機(jī)硅柔軟整理- 4 -壞,這是漢麻具有較強(qiáng)的抑菌性的原因之一。另外,漢麻植株中含有多種活性酚類物質(zhì)(四氫大麻酚 THC、大麻二酚 CBD、大麻酚 CBN)、有機(jī)酸(齊墩果酸、熊果酸、十六烷酸)和無機(jī)鹽(NaCl)等,這些物質(zhì)對(duì)多種細(xì)菌有明顯的殺滅和抑制作用 6。（2）漢麻纖維的抗紫外線性能漢麻纖維的橫截面非常復(fù)雜,有三角形、四邊形、五邊形、六邊形、扁圓形等,中腔形狀與外截面形狀不一,其巨原纖的排列取向不同,分成多層。由于漢麻纖維結(jié)構(gòu)的特殊性,使?jié)h麻織物無需特殊整理,即可屏蔽 95%以上的紫外線。測(cè)試幾種纖維織物的抗紫外線性能見表 1-1。由表 1-1 可以更好地對(duì)比出漢麻纖維抗紫外線方面的優(yōu)點(diǎn)。表 1-1 幾種纖維的織物的抗紫外線性能項(xiàng)目 UVA 透射比 紫外線防護(hù)系數(shù) UPF漢麻 30苧麻 5 30亞麻 5 30（3）漢麻纖維的抗靜電性能漢麻纖維分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,分子排列的取向度好,產(chǎn)生靜電能力極低。干燥的漢麻纖維是電的不良導(dǎo)體,其抗電擊穿能力比棉纖維高 30%左右,是良好的絕緣材料。通常情況下,由于漢麻纖維吸濕性能特別好,暴露在空氣中的漢麻紡織品一般含達(dá)