彩色棉纖維最佳工藝的研究

彩色棉纖維最佳工藝的研究

1實(shí)驗(yàn)和采樣1.1原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.1.1棉重、浴比及ph原料：彩棉是湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的綠色棉和棕色棉。測(cè)試條件：棉花密度（壓縮）0.38kg/sd3；每次試驗(yàn)棉重3.7公斤。1.6.5；naoh濃度為30%，b2o濃度為35%。實(shí)驗(yàn)機(jī)器為CSDM-2F散纖維試驗(yàn)機(jī)。1.1.2棉纖維強(qiáng)度測(cè)試XQ-Y1型電子單纖維強(qiáng)力儀,黑絨板、張力夾、鑷子等。感量0.01g電子天平。試樣:精練前煮后的棕棉和綠棉纖維。1.1.3樣品密度的確定設(shè)備是1個(gè)干燥的高為8.0cm、直徑為5.0cm柱形銅線筐,筐用銅線直徑為0.4mm,網(wǎng)眼為1.5～2.0cm?？鸬馁|(zhì)量為m1=(2.7±0.3)g。從產(chǎn)品中5個(gè)不同的地方取大約5.00g的試樣做實(shí)驗(yàn)。將試樣松散地放入到筐子中,稱其質(zhì)量為m2,在直徑為11～12cm的燒杯中加入20℃水到10cm深處。將筐子從水平高度10mm處浸入水中,筐子沒入水表面以下,浸潤(rùn)后將筐子從水中取出,懸掛其主軸在水平位置,排水30s,然后將其轉(zhuǎn)移到涂油的燒杯(質(zhì)量為m3)中,稱其質(zhì)量為m4。含水量=[m4-(m2+m3)]/(m2-m1),用3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值進(jìn)行計(jì)算。1.2彩色棉的活化白棉的工藝流程為:在堿性條件下高溫脫脂、再用H2O2漂白。130℃×60min煮練→排放(冷水洗干凈)→常溫中和(H2SO4)→冷水洗→110℃×45min漂白→冷水洗(充分洗干凈)→中性水洗(常溫30℃)。對(duì)于天然彩色棉由于其天然色澤,只須煮練而不漂白。即在傳統(tǒng)的白棉脫漂工藝中去除漂白階段。采用正交試驗(yàn)法,試圖找出彩色棉纖維的最佳工藝條件。根據(jù)理論和實(shí)踐,認(rèn)為影響精練脫脂的因素主要有:時(shí)間、溫度、NaOH濃度和煮練劑等條件,由于煮練劑相對(duì)固定,與前3個(gè)因子而言影響較小,變化較少,暫不列考慮范圍,采用L9(34)正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(見表1)。2結(jié)果與討論2.1方差分析方法直觀分析對(duì)于多水平因子實(shí)驗(yàn),如果它的各個(gè)水平下數(shù)據(jù)平均值之間差別較大,說明該因子對(duì)指標(biāo)的影響較大。比較2組數(shù)的分散程度,只要比較它們的離差大小就可,試驗(yàn)結(jié)果間的差異是由各因子水平變化所引起的和試驗(yàn)誤差,方差分析就是將因子水平(或交互作用)的變化所引起的試驗(yàn)結(jié)果間的差異與誤差的波動(dòng)所引起的試驗(yàn)結(jié)果間的差異區(qū)分開來,以確定影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因子和次要因子以及顯著性水平,見表2。2.2正交試驗(yàn)分析2.2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響因素有以K1、K2、K3來表示各因子在三水平下的試驗(yàn)結(jié)果和的統(tǒng)計(jì)值。極差Ri=max{K1/3,K2/3,K3/3}-min{K1/3,K2/3,K3/3}。一般說來,各列的極差是不相等的,這說明各因素的水平改變時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是不同的。極差越大,說明這個(gè)因素的水平改變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響越大,極差最大的那一列的因素,就是因素水平改變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大的因素,也就是最主要的因素。2.2.2綠色棉的性能變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響G=Σyi,CT=G2/9,S1=(K2112+K2222+K2332)/3-CT,S誤=Se(根據(jù)計(jì)算結(jié)果而定,可以是幾個(gè)因子的變動(dòng)和);自由度fe=f誤(視結(jié)果而定,可為幾個(gè)因子的自由度之和);F=(S1/f1)/(Se/fe)。上述公式中,yi表示各次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,fi表示各因子和誤差的自由度,F表示統(tǒng)計(jì)的結(jié)果也叫作方差比。yi查表F1-a(f1,f2)(顯著性水平a取0.01,0.05,0.10)得:F0.99(2,4)=18.0;F0.95(2,4)=6.94;F0.90(2,4)=4.32;F0.99(2,6)=10.9;F0.95(2,6)=5.14;F0.90(2,6)=3.46。設(shè)因子A的F為FA,為顯著性的影響分為下列幾種情況:當(dāng)FA>F1-0.01(f1,f2)時(shí),說明該因子水平的改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有高度顯著性的影響,記作**;當(dāng)F1-0.01(f1,f2)>FA>F1-0.05(f1,f2)時(shí),說明該因子水平的改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有顯著性影響,記作*;當(dāng)F1-0.05(f1,f2)>FA>F1-0.10(f1,f2)時(shí),說明該因子水平的改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響,記作。;當(dāng)F1-0.10(f1,f2)>FA時(shí),說明該因子水平的改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不顯著,記作?。下面討論轉(zhuǎn)基因棕色棉和綠色棉的脫脂工藝測(cè)試結(jié)果,以找出適合非織造的最佳工藝。轉(zhuǎn)基因棉纖維在非織造上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在干法梳理成網(wǎng)上。脫脂后的棉纖維應(yīng)有一定的強(qiáng)力和吸水性以適合非織造加工工藝以及棉型非織造材料的材質(zhì)要求。見表3和表4,表中因子后帶△,表示這一因子變動(dòng)按誤差記。從極差分析看出,煮練時(shí)間與溫度的極差較大,也就是說煮練的時(shí)間與溫度對(duì)綠色轉(zhuǎn)基因棉纖維的強(qiáng)力影響較大;煮練時(shí)間對(duì)綠棉的強(qiáng)力有顯著性影響,溫度有一定的影響。從極差分析看出,煮練的燒堿濃度的極差較大,也就是說煮練的燒堿濃度對(duì)綠色棉纖維的吸水量影響較大。從方差分析可以看出,煮練的燒堿濃度對(duì)綠色棉纖維的吸水量有高度顯著性影響。表3、表4是綠色棉的強(qiáng)力與吸水量的統(tǒng)計(jì)直觀分析表與方差分析表。在方差分析表中,在強(qiáng)力與吸水量上采用不同自由度的F檢驗(yàn)函數(shù)。這是因?yàn)樵趶?qiáng)力的方差檢驗(yàn)中時(shí)間與溫度對(duì)強(qiáng)力都有一定的影響,而在吸水量測(cè)試中,只有NaOH含量影響較大,而且非常顯著。從圖表中可以看出,時(shí)間溫度對(duì)綠色棉的強(qiáng)力有影響,而燒堿的含量對(duì)吸水量有非常顯著的影響。比較統(tǒng)計(jì)直觀分析中的級(jí)差,對(duì)于綠色棉的非織造前處理,較好的脫脂工藝為A2B2C3。對(duì)于棕色棉來說,結(jié)果如表5。棕色棉纖維的強(qiáng)力與吸水量的統(tǒng)計(jì)直觀分析表與方差分析見表5、表6。在方差分析中都采用自由度為(2,6)的F分布函數(shù)來檢驗(yàn)。從分析得知溫度對(duì)棕色棉纖維的強(qiáng)力有顯著影響,而燒堿的濃度對(duì)棕色棉纖維的吸水量有非常大的影響。比較統(tǒng)計(jì)直觀分析中的極差,對(duì)于棕色棉的非織造前處理,較好的脫脂工藝為A3B2C3。從分析中得知,棕色棉纖維的強(qiáng)力與吸水性能比綠色棉要好,綠色棉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)與棕色棉不同,即綠色棉的次層細(xì)胞壁是由間斷的纖維軟木脂層組成的。對(duì)于不同的棉纖維易采用不同的脫脂方法,以獲得適合非織造生產(chǎn)加工的纖維材料。3對(duì)非織造布的影響1.加快轉(zhuǎn)基因彩色棉纖維的發(fā)展和拓寬轉(zhuǎn)基因棉纖維的應(yīng)用領(lǐng)域迫切需要新的增長(zhǎng)點(diǎn)。棉纖維由于其特定的吸濕性及芯吸性能,天然的抗靜電性,耐熱性和尺寸穩(wěn)定性,在非織造工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景,例如梳理成網(wǎng)水刺全棉非織造布。2.棕色棉纖維和綠色棉纖維脫脂后強(qiáng)力都有所下降,脫脂后棕色棉纖維的強(qiáng)力與吸水量均大于