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Lyocell纤维抗原纤化处理优化方法探究

【摘要】:Lyocell纤维有诸多的优点,但也存在一个突出的缺点——原纤化。Lyocell纤维出现的原纤属于巨原纤,不易磨损脱落,它不仅会影响服装的外观,而且对纤维的加工过程产生不良影响。原纤化对纤维的加工不利,也会造成服饰的不良外观,因此,必须通过适当的方法,对Lyocell纤维进行抗原纤化处理。但Lyocell纤维聚合度高、取向和结晶度高的基本特征,仅改变纤维制造过程中的工艺条件还不足以完全解决原纤化的问题。

Lyocell纤维有诸多的优点,但也存在一个突出的缺点——原纤化。Lyocell纤维出现的原纤属于巨原纤,不易磨损脱落,它不仅会影响服装的外观,而且对纤维的加工过程产生不良影响。张建春[5]等人的研究表明,Tencel纤维具有独特的皮芯结构,芯层主要由高度平行的巨原纤组成,皮层则由较薄的外皮层和较厚的内皮层组成。Lyocell纤维具有高结晶和高取向的特点,这一特征导致纤维具有很高的纵向拉伸力;另一方面,高结晶使无定形区域减少,进而减少了分子链的横向的互穿。皮层的结构是在纤维成形过程中形成的。Lyocell纤维纺丝采用的是干喷湿纺工艺,纺丝溶液出喷丝孔后,被冷却风迅速冷却、固化,并承受最大的拉伸应力;此时,纤维直径也急剧减小,由于纤维内部冷却明显慢于外层,内层的固化过程滞后于外层,越往纤维的内部固化的滞后越严重,由此,形成了纤维的层状结构,纤维的纵向由于受到较大的拉伸力,形成了高度取向和结晶结构,而纤维的纵向由于成形时间上的差异,层与层之间就不能形成完善的分子间氢键,进而减少了纤维横向的作用力。这一结构在某些特定的条件下较易遭到破坏。巨原纤本身具有较高的有序度,而巨原纤之间存在一定的无定形区,小分子的水分很容易进入这一区域,使原本结合力较弱的巨原纤间的作用力进一步减弱。纤维产生原纤化通常需要符合两个条件,首先是在一定的潮湿和/或有化学试剂存在的情况下(如印染、洗涤过程中),水分子或其他小分子进入纤维内部的无定形区域,宏观上可以观察到纤维的直径明显变粗。其次是外力的作用,如洗涤过程中的反复揉搓,最终使巨原纤被分离而跃出纤维表面,即所谓的“原纤化”。原纤化对纤维的加工不利,也会造成服饰的不良外观,因此,必须通过适当的方法,对Lyocell纤维进行抗原纤化处理。

减少Lyocell纤维的原纤化有多种方法,在纤维制造过程中,纺丝温度、冷却吹风温度、凝固浴条件及拉伸比都会对原纤化产生一定的影响。但Lyocell纤维聚合度高、取向和结晶度高的基本特征,仅改变纤维制造过程中的工艺条件还不足以完全解决原纤化的问题。通过具有两个和两个以上官能团的化合物与葡萄糖环上的羟基化学反应,使纤维素表面的巨原纤间用化学交联的方法连接起来,它能有效防止纤维的原纤化。N, N-二羟甲基二羟基乙基脲、低聚马来酸酐等都可以作为交联剂,通过与纤维素羟基的反应在纤维素分子间形成化学键而增加其抗原纤化的能力,交联剂与纤维素的化学反应如图2-14和图2-15所示。

图2-14 N, N-二羟甲基二羟基乙基脲与纤维素纤维的反应

图2-15 低聚马来酸酐与纤维素的反应

低聚马来酸酐和柠檬酸作为混合交联剂处理Lyocell纤维,可以有效提高抗原纤化的能力。