1前言棉制品具有许多优良的性能, 在衣着和室内装饰用织物中占有重要的地位。 液氨处理对提高棉制品的品质有独特的作用, 若再藏以交联处理,则可赋予棉织物高品质易护理性能。本项目是在前期工作的基础上, 进一步对液氨处理棉再经交联处理后的形态结构、 结晶结构、孔穴结构进行观察测定, 以探索这些物理形态与织物物理机械性能间的关系。 反相凝胶渗透色谱法是一种研究水溶胀状态下纤维孔穴结构的方法Ⅲ, 该方法的原理见本研究巳发表的文章12】 。2 试验2. 1材料与化学试荆试验用织物为棉斜纹漂白半制品( 上海华纶印染有限公司), 液氨处理在江苏康源印染有限公司液氨整理分厂进行。 文中漂白半制品简称未处理棉, 经液氨处理的棉简称液氮棉, 未处理棉经交联处理简称未处理/交联棉, 液氨棉经交联处理简称液氨/交联棉。 乙二醇( 上海化学试剂公司)、 聚乙二醇系列标样( P o ly m e rL a b o r a to r ie s L td . U K )和D X T 7 2 k( A m e r ic a nP o ly m e rS ta n d a r d sC o . )都为色谱级试剂。交联荆采用尼普威∞p ( E 海新力纺织化学品有限公司)。2. 2交联处理浸轧液处方, g ・L ‘交联剂S D P ( 4 5%)M g c l2 ・6 H 2 0柠檬酸渗透剂JF C155. 5lO . 5O . 72工艺流程: 二浸二轧( 轧余率为7 0 %)- + 烘干( 8 0 ℃× 3m in )- + 焙烘( 16 0 ℃x 2. 5m in)2, 3测试方法2。 3。 l纤维形态结构扫描电镜观察纤维纵向表面; 光学显微镜观察纤维横截面。2. 3, 2纤维结晶结构采用x 一射线衍射仪( 日本理学R JG A K u D M A x ・ⅢB 型), 其测试条件为: C u 靶. ^= 1. 54 0 6 A ,电压4 0k V , 电流4 0 m A 。 样品的结晶度通过分峰法计算。2. 3 3纤维孔穴结构( 1)装柱将棉织物样品剪成2r a m × 2r a m 左右的碎片,再用分析研磨机处理, 使之呈纤维状。 取洁净的色谱柱, 在其一端装上柱出口接头, 将纤维试样从另一端尽可能均匀地装进柱内, 用氮气在4 × lO ,P a 压力下压紧压匀, 制成试样色谱柱。 在高效液相色谱仪上, 用超纯水作流动相淋洗至色谱柱稳定。( 2)标样溶液的配制及进样将聚乙二醇系列标样分别配成浓度为1%的溶液, D X '17 2k 配成O . 5%的溶液。 每隔一定时间进一次样, 每次进样量为10 pL , 流动相流速为0. 2 m L /m in 。( 3)孔穴直径纤维内部的孔穴尺寸分布系根据聚乙二醇标样的分子直径求得。 表1列出了聚乙二醇标样的分子直径以及相应的孔穴直径。 其中, 乙二醇及相对分子质量为10 6 、 19 4 的聚乙二醇分子直径, 由参一17 3 — 考文献【, )提供, 其它聚乙二醇分子直径由参考文献【4】中公式求得:d = 6, 4 ・{ [ n 】 ・M 。 }“3N elso n 和O liv ert4 1对孔穴形状与能进入该孔穴的分子尺寸之间的关系进行了详细的讨论。 拖们认为, 如果纤维内孔穴为椭圆形, 则孔穴直径( 椭圆的短轴)为刚好能进人该孔穴的标样分子直径的3倍。标样帆分子直径d /^孔穴直径口//,乙二醇6 25. 516 . 510 6B . 425. 219 412. 7, 8. t4 1415. O4 5. 0聚乙二尊6 4 018. 956 . 7l 0 9 47 ,4 . 87 ,1. 41 9 lO33. 6l∞. 8( 4 )孔穴结构如果色诣柱中纤维的干重为w , 则直径等于或小于d . 的分子, 能到达的单位质量纤维中的累积孔穴体积为:V . = ( V 。 一V 。 )/w( 1)式中; V 。 , 一~直径d 。 标样分子的淋出体积,v n ——不能进人任何孔穴的标样分子D X T 7 2k( M 。 = 7 2 7 0 0 )的淋出体积lV 一累积孔穴体积。利用试验测定的数据可得拟合曲线, 外推得到水分子可及孔穴总体积V 。 ∥ 再得到各个标样分子的不可及体积V …:V 。 . 。 V H 20"_ V i( 2)选用由M . R , L a d ish 等创建的用于研究孔穴结构的逻辑模型” 】 , 模型方程为:V 。 . 5 a /H + e x p ( D —Y x)】式中: x ——ln ( D , 3)lD ——椭圆形孔穴的短轴;d 、 D 、 Y 一一常数。利用得到的各个标样分子的不可及体积, 拟台求出口、 D 、 v I再利用式( 4 )计算出微分可及孔穴体积V :v = 0 t‘Y ・e x p [ B —y In( D /3)]/D /{ l+ ex p【p—vIn( D /3)]}2( 4)V 是直径刚好为D 的孔穴所占有的体积。 于是可得到纤维内部微分可及孔穴体积V 与孔穴直径的关系分布情况。对于椭圆形孔穴, 直径等于和大干D . 的所有一17 4 一孔穴的累积表面积s的变化范围【, I是:: ( - 一翁e前霁篙器耐zq ≤嚣丽希磐孝%俨㈣对纺织品进行化学湿加工时, 纤维大多处于水溶胀状态, 因此水溶胀状态下纤维的孔穴结构会影响可以进入纤维内部的化学品分子的大小和数量, 它们分别与孔穴的尺寸分布、 累积孔穴表面积有关, 因此, 了解纤维内孔穴的微分可及孔亢体积和累积孔穴表面积是一项很有意义的工作。2. 3. 4 织物物理机械性能断裂强力和断裂延伸度按G B f f 39 231. 1997测定:撕破强力按G B39 19 . 1- 19 9 7 测定;折皱回复角按A A T C C6 6 —19 9 6 方法测定。3结果与讨论3. 1不同处理棉纤维后的形态结构对木处理棉、 液氨棉进行交联处理, 观察其纤维纵向表面和横截面( 见图1、 2)。・束宴b理b 涪氟梅c来处理, 交联裨d 藏氰/变联楠囤1不同处理棉纤维后的纵向表面( 扫描电镜× 30 0 0 :,it束处理b 灌氟棉c来处理, 奎联棉d 滴氟/变联楠图2不同处理棉后的纤维横截面( 光学显微镜× 4 0 0 )由图1、 2知, 未处理棉纤维表面粗糙. 存在许多明显的纵向条痕和裂痕; 纤维横截面呈耳形或腰子形, 胞腔明显。 经液氪处理后, 纤维表面变得比较光滑, 条痕和裂痕明显减少; 纤维的横截面变成椭圆形或长圆形, 胞腔收缩, 胞壁增厚。交联处理后. 未处理棉和液氨棉纤维的纵向表面都比处理前致密、 光滑. 未处理, 交联棉表面仍有条痕- 横截面都饱满。 同时可看出, 液氨处理带来的变化未因交联而改变。 因此. 可推铡液氨/交联棉能基本保持液氨处理带来的宏观效果。3. 2不同处理棉纤维后的结晶结构用x 射线衍射仪测得上述四种棉纤维的衍射峰、 结晶度和推断的晶型等( 见表2)。 袁2不同处理棉纤维后的x 射线衍射峰、 结晶度、 晶型试榉衍射. 睾24 /。结晶麈/%晶孤L 5 4 0. 16∞,23 0 9宝I_ 雉譬【束处理楠7 3. 0儿9 5. 15 6.谁氯楠16 30 . 2 L 0 053. 3纤堆亲I+ 圩雏岽Ⅲ15. 7 5. 17 . 53.束处理/安联棉’6 0 . 7宝f 维寨Ii2 36 . L 5 69.锰豢萎占籀羹妻Ⅱ拄氨, 受瞧楫66. 82I 8 4 . 22, 7 4+ 与表2中另外三个样品不是同一次测定. 可能是导致衍射峰数据偏大的原因。