第八章纖維的可加工性

第八章纖維的可加工性

纖維的可加工性，是指纖維被加工成可紡織用纖維的性質(zhì)。包括纖維的初加工和纖維的可加工性質(zhì)。第一節(jié)天然纖維的可初加工性天然纖維的初加工，主要涉及纖維與生物體或礦物、纖維與異物、纖維與纖維件的分離。即“獲取”、“清雜”、“整形”。未經(jīng)初加工的天然纖維無法直接進行紡織加工；而分離效果差的天然纖維也不能提供高品質(zhì)的紡織加工。

一、棉的初加工可行性

1.棉的初加工及可行性棉的初加工，包括棉的采摘和棉纖維與棉籽及雜質(zhì)的分離。棉的可初加工性主要指棉籽的可去除性，即棉纖維從棉籽上低損傷的剝離性質(zhì)；三絲（人發(fā)、化纖、動物毛發(fā)及毛羽等非纖維素纖維）的去除，也是棉纖維初加工的重要內(nèi)容。圖8-1棉纖維的初加工工藝內(nèi)容及流程（1）棉花的采摘（2）籽棉的分級分垛（3）籽棉清理（4）軋花：將棉籽上的長纖維從籽棉上分離下來，形成皮棉；工藝要求：盡可能多地軋下長纖維并保持原有天然性狀；完全排除棉籽，盡可能多地去除沙土、碎棉葉、稈、不孕籽等；減少新生雜質(zhì)，如破籽、棉結(jié)、索絲等；減少落棉損失和做好下腳料的清理回收工作。（5）皮棉清理：加工機械結(jié)構(gòu)可分為離心式、氣流式和毛刷式鋸片滾筒皮棉清理機。（6）打包：三種包型：85kg/包，200kg/包，227kg/包2.棉中“三絲”去除的可能性（1）杜絕源頭（2）去除“三絲”的可能性3.棉的其他加工可行性（1）棉的絲光處理是指在有張力（紗線、機織物）或無張力（針織物）的條件下，將棉制品用燒堿或液氨溶液處理，并清洗、中和的加工過程；（纖維的升級利用）主要是通過堿液對棉纖維的溶脹作用使纖維變圓，纖維內(nèi)層次結(jié)構(gòu)更為明顯，從而產(chǎn)生絲一樣的光澤；變化：胞壁變厚、表面光滑、光澤增強；結(jié)晶度減少，染色性、吸濕性增強；取向度提高、結(jié)構(gòu)不勻減少；強度和伸長變化不明顯。（2）制取棉短絨棉短絨，也稱棉籽絨，是用削絨機或用鋸齒軋花機，從絨棉籽表面剝離所得的纖維；棉短絨的特點：白色，成熟度較高，長度2-16mm；棉短絨是再生纖維素的主要原料。（3）棉纖維的切斷及植絨應(yīng)用表8-1棉纖維含糖量與可紡性的關(guān)系含糖量(%)0.30.3～0.50.5～0.8>0.8可紡性正常輕度粘性有粘性嚴重粘性4.棉的洗滌當(dāng)棉纖維含糖量過高時，需要洗滌。二、毛的初加工可行性毛的初加工，包括毛纖維從動物體上取下，到可以被紡織加工接受的干凈纖維的全過程；毛的可初加工性，主要指可用毛（或優(yōu)質(zhì)毛）與疵毛分離以及毛纖維與非纖維物質(zhì)分離的可能性；1.毛的分揀和分梳加工（1）羊毛的剪毛和分揀（2）羊絨的抓毛與分梳圖8-2毛類纖維的初加工內(nèi)容及流程

羊絨分梳的目的是將混雜在絨毛中的粗剛毛、兩型毛及膚皮雜質(zhì)等從絨毛中分離出去，從而得到符合要求的無長毛的羊絨，簡稱無毛絨。2.毛的洗滌和除草雜洗毛的目的：洗去毛纖維上的羊毛脂、羊汗和砂土、污垢等，關(guān)鍵是對羊毛脂的洗滌；方法：加入含有洗滌劑的洗液，使其滲透到羊毛脂、污垢層的縫隙中，降低污垢層與毛纖維的結(jié)合力，令污垢分解、脫離并轉(zhuǎn)移到洗液中；分為水洗和溶劑洗兩種；常用洗滌劑：皂堿和合成洗滌劑；水洗洗毛質(zhì)量取決于流程速度、浸洗時間、洗毛溫度和洗毛機械作用。（1）洗毛除草雜的方法：機械梳理和炭化；炭化：利用化學(xué)作用除草雜的方法；針對羊毛耐酸而植物性雜質(zhì)不耐酸的特性，將含草毛通過硫酸液浸漬與烘干，使草雜變成為易碎的炭質(zhì)，再經(jīng)壓碎和開松分離，使之從羊毛中分離出去，達到降低草雜含量的目的。（2）炭化除草雜3.羊毛其他初加工的可能性羊毛的拉伸細化，在原理上以不破壞羊毛鱗片為前提，對纖維施以預(yù)浸漬處理、拉伸細化和結(jié)構(gòu)定形穩(wěn)定，以達到改變纖維分子構(gòu)象和分子間結(jié)構(gòu)的目的，并使纖維變細伸長；（纖維的升級利用）拉伸工藝：對毛條加假捻，以提供對纖維足夠的握持；在熱濕和化學(xué)作用下實現(xiàn)對毛條的高比例（60－100％）拉伸。（1）羊毛的細化基本原理：將羊毛表面鱗片部分或全部腐蝕去掉，以達到絲光的效果。鱗片結(jié)構(gòu)在減量處理時，會發(fā)生部分破壞或分離脫落，露出內(nèi)部的皮質(zhì)層，使纖維由原來鱗片包覆的結(jié)構(gòu)變?yōu)樵w外露的桿狀結(jié)構(gòu)，由此使羊毛具有絲光感；主要方法：氯化剝蝕法和蛋白酶剝蝕法氯化剝蝕法：利用氧化作用對鱗片層中的雙硫鍵進行氧化水解反應(yīng)和對主鏈的氧化降解，使鱗片外層蛋白質(zhì)分解為多肽乃至水解氨基酸，從而將鱗片層大部分或全部剝蝕；蛋白酶剝蝕法：利用氧化處理軟化鱗片，再用蛋白酶進行剝蝕處理，使羊毛鱗片去除、細度變細。（2）羊毛的絲光化

三、絲的初加工可行性

1.基本概念與過程圖8-3蠶絲的初加工流程及內(nèi)容示意目的：將絲從繭上分離開來，連續(xù)分離出的絲為生絲，斷續(xù)分離的絲為絹絲；絲的初加工依賴于：繭的完整性，絲的連續(xù)長度，以及絲膠的可溶解性；2.各步驟的作用及方法（1）殺蛹與烘干分為：預(yù)熱階段等速干燥階段減速干燥階段（2）干繭分揀與包裝（3）繅絲加工：根據(jù)生絲的規(guī)格要求，把若干粒煮熟繭的繭絲離解后，利用絲膠的粘合作用，將原來細而不勻、長度有限的單根繭絲，制成粗細均勻、有一定強力、連續(xù)不斷的生絲。（4）絹絲的加工：絹絲的原料為不能繅制長絲的廢繭和其他廢絲，工藝分為精煉、制綿和紡紗三個階段。3.絲膠和絲蛋白質(zhì)的利用（1）絲膠液的提取以下繭、廢絲為原料，除去雜質(zhì)后用高溫水浴脫膠，再將絲膠溶液濃縮、干燥，可制得固體粉末絲膠；或先用溫?zé)岬募儔A溶液浸漬，再經(jīng)高溫脫膠，經(jīng)提純、脫色、降解、濃縮、干燥，可得到含雜質(zhì)極少的易溶絲膠粉；從煮繭和精煉的廢液中提取，有酸析法、化學(xué)混凝法、有機溶劑法、離心法、超濾法和冰凍法等；（2）絲膠的應(yīng)用

紡織品改性、化妝品添加劑、食品添加劑和蛋白生物材料等四、麻的初加工可行性1.基本概念與步驟將纖維與液體類和膠質(zhì)類物質(zhì)分離；纖維的分離或部分分離，并脫去纖維表面膠質(zhì)；

麻的初加工性本質(zhì)就是可脫膠性，即有效、適度的可脫膠性2.脫膠方法及可行性（1）天然漚麻脫膠（2）人工化學(xué)脫膠利用纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠等對堿液的穩(wěn)定性和可溶脹溶解性不同，在盡量減少損傷麻纖維原有性能的前提下，去除膠質(zhì)、分離纖維。圖8-4麻脫膠機制及纖維分離示意

（3）其他人工脫膠方法生物酶脫膠：利用酶作用的專一性，使其只與麻中某一組分作用，而保留其他有效成分，達到脫膠的目的；微生物脫膠：利用微生物的生命活動除去麻中非纖維素物質(zhì)；閃爆處理：已滲入麻束內(nèi)部的熱水蒸氣分子在高溫高壓下，以氣流的方式從較封閉的孔隙中高速瞬間釋放出來，使纖維間的粘結(jié)解開或疏松化，以利于纖維的分離和脫膠介質(zhì)的進入和作用；超聲波處理：利用超聲波所產(chǎn)生的空化效應(yīng)，使麻膠分離和解體，使纖維分離和表面膠質(zhì)去除。3.麻纖維柔軟細化的可行性（1）柔軟化

主要是以改變麻纖維的微細結(jié)構(gòu)和提供工藝纖維間膠質(zhì)的柔軟性為主，以減小纖維間摩擦力為輔的方式進行；主方式：化學(xué)法和酶處理法輔方式：物理法和化學(xué)法

(a)紅麻原纖維(b)揉搓細化后圖8-5紅麻纖維揉搓細化前后的截面形態(tài)（2）細化的可能性第二節(jié)化學(xué)纖維的初加工一、形態(tài)及形態(tài)穩(wěn)定的可加工性

1.纖維的切斷（1）切斷主要衡量指標：切斷長度的精確性和離散性；生產(chǎn)短纖維的加工設(shè)備，最關(guān)鍵的是切斷裝置性能和絲束張力的控制系統(tǒng)。（2）牽切牽伸中用隨機拉斷的方式使長絲變?yōu)槎汤w維，使纖維的長度特征更接近于天然短纖維。2.纖維彎曲變形加工可行性機理

纖維的變形加工即平面或空間卷曲的伸長，本質(zhì)變形是彎曲和扭轉(zhuǎn)，且主要是彎曲。單一結(jié)構(gòu)或均勻結(jié)構(gòu)纖維的變形：基本原理是形成非對稱或不均勻分布的具有不同結(jié)構(gòu)的微區(qū)；復(fù)合纖維（復(fù)合結(jié)構(gòu)）：因組分的分布不對稱或不均勻，將直接導(dǎo)致或潛在具有卷曲性；二、纖維溶解與劈裂的可加工性

1.溶解分離加工2.劈裂分離加工溶解包覆超細纖維的高聚物；加工可行性取決于：被溶材料的可溶解性、可回收性或無毒生態(tài)性，保留部分的不溶和低損傷性；使原來較粗的纖維分解成細或超細纖維；加工可行性取決于：分子間、或微細結(jié)構(gòu)塊間、或纖維體間的相互作用；圖8-6海島型纖維的構(gòu)成三、回用纖維的加工及方法1.必要性2.回用的可能性及方法回用纖維一般用作絮填材料、產(chǎn)業(yè)用填充或增強材料，以及低檔紡織原料；回用方法：切斷、開松、部分溶解等3.回用的一般對象及用途四、纖維的整理與卷裝1.紡織加工油劑作用：提供潤滑、降低動摩擦系數(shù)，便于牽伸；增加纖維抱合力，減少纖維分散，增加成網(wǎng)、成條性；賦予纖維抗靜電性，減少毛羽和纖維糾纏與粘繞。2.卷裝成形第三節(jié)纖維的損傷與清潔化加工一、初加工中的纖維損傷1.損傷類型（1）長度（2）纖維表面（3）纖維力學(xué)性能（4）色澤（5）形態(tài)2.降低損傷的方法圖8-7PH值對羊毛的損傷

基本方法：選擇合適的處理條件，即在達到初加工目的的條件下選擇盡可能小的力、熱、濕、化學(xué)和生物作用。二、清潔化的初加工

1.清潔化加工的概念將