1、毕业设计 开题报告 纺织工程 汉麻纤维染色工艺研究 一、选题的背景、意义 1. 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 上世纪七十年代末 ， 为适应恶劣的战争环境 ， 人民解放军军需装备研究部门遵照中央军委的指示 ， 开始寻找到一种适合军用的新型纺织纤维材料制作战服 。 经过大范围筛选和调查 ，“ 大麻 ” 这种神奇的植物，以其奇特的 “ 抗菌，抗紫外线，舒适 ， 透气的性能 ” ，吸引了专家的目光，很快被列入军用纺织品原料的首选 1。 随着总后对大麻研究的不断深入，发现大麻浑身是宝，其纤维是典型的功能型、环保型稀贵纺织纤维，具有吸湿、透气、舒 爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射等特性，对人身体有很大
2、帮助 ； 麻杆、麻籽、麻的叶、花、根等都有极高的利用价值 。 二十一世纪以来 ， 中国正急需一种具有自主产权的新型纤维资源，中国是纺织服装大国，是世界上最大的纺织原料消耗大国，由于纺织行业的迅速发展 ， 到 2006 年中国对棉花的需求进口依存度已经达到 35%。中国其他纺织资源，更是急缺。而亚麻等麻类产品的话语权，一直被俄罗斯和法国等国家掌握。作为一种新材料应用到纺织服装业，可缓解我国天然纤维紧缺的现状，改变纺织行业的原料结构，同时大麻纤维也可以代替石油、煤等矿物原料，减少对 矿物能源的依赖，减轻能源消耗给环境造成的污染。因此，大麻的综合应用研究也被称为 “ 新一代的纤维革命 ” 2。 同时
3、，随着人们生活水平的提高以及健康和环保意识日益增强 ， 天然纤维越来越受到人们的喜爱 ， 对其研究也不断地深入。汉麻作为天然纤维中的一种 ， 由于具有优良的吸湿透气、天然的抗菌保健功能、卓越的抗紫外辐射、耐高温性能等优点 ， 近几年 ， 受到广泛关注 3。研究者将各种新工艺应用于汉麻纤维的处理 ，比如 汉麻含胶量较大，脱胶工艺没有 过关，长期以来只停留在制绳，通过汉麻脱胶科技攻关，汉麻纤维才被纺织工业所利用，大大提高了汉麻资源的使用价值和经济价值， 粗糙的汉麻工艺纤维变成一种全新的舒适性纤维 ， 使汉麻纤维应用领域获得了极大的拓展 4-7。然而由于汉麻纤维结晶度、取向度高，大分子链排列整齐、紧
4、密，孔隙小且少，溶胀困难。同时汉麻纤维含有一定量的木质素和半纤维素等杂质，染色性能较差，染料扩散困难，上染率低，用染纤维素纤维的染料染色，得色量低，不宜染深色，染色始终是一个比较麻烦的问题。 1.2 研究现状 汉麻中心联合国内有关科研院所，进行了大量研究工作，包括汉麻种植技术研究（主要包括提高纤维产量和质量汉麻品种研究、汉麻种植农艺学研 究）、汉麻粗加工技术研究（包括皮杆分离、沤麻和烘干技术研究 ， 研发了皮杆分离机、汽蒸沤麻机、超声波烘干机等设备）、汉麻韧皮加工技术研究（主要包括机械脱胶软麻、生物脱胶、闪爆加工、超临界二氧化碳加工、高温蒸煮、分纤漂洗、液氨整理和纤维分级梳理工艺技术与专用设备
5、）等。通过四年多的技术攻关和研究，初步研制成功了机械脱胶软麻设备、闪爆加工设备、生物脱胶、高温蒸煮设备、分纤漂洗、液氨整理设备和纤维分级梳理设备及相关的工艺技术，在实验室和小试阶段获得突破性进展 8。 采用的新工艺方法开发出的汉麻纤维保持了原有优良性能外 ，还具有纤维长度长，柔软舒适的性能；利用该纤维可以纺出 60Nm 的优质纯汉麻纱线，而且可以与棉，莫代尔，天丝等其他任何材料进行混纺，研制出高品质的汉麻混纺纱线；国外的汉麻纱线目前还停留在品质较低的阶段。 目前，全世界也只有中国、加拿大、德国三个国家掌握了汉麻纤维开发利用技术，中国的上述研发成果在国际上处于领先水平。总后 20 多年的研究成果
6、为汉麻的产业化提供了技术支撑，为实现纤维资源产业革命打下了创造了条件。 因此，我国麻纺织业是具有比较优势的国际竞争性行业，具有丰富的麻类纤维资源，但近年来我国纺织行业对 汉麻的利用集中在纱、布等中间产品为主， 在汉麻织物染色性能与工艺的改善 9-12，汉麻的形态结构，汉麻与其它种类纤维的混纺，汉麻新产品开发 13等方面的研究都取得可喜的成果。但是在汉麻纤维染色工艺方面研究尚少， 我们本着发展创新的态度对汉麻纤维的染色工艺进行研究，希望通过努力能确定一个最佳的染色工艺配方，进一步拓宽汉麻纤维的生产应用领域， 为上下游产品提供有效的原材料或成品。 1.3 选题的意义 作为一种传统而又有新意的天然可
7、再生资源 ， 汉麻独特的性能决定了它的用途将是十分广泛的 ， 汉麻综合利用产业不仅可挖掘出汉 麻的优良性能，缓解我国天然纤维紧缺的现状，改变纺织行业的原料结构；而且可以代替石油、煤等矿物原料，减少对矿物能源的依赖，减轻能源消耗给环境造成的污染 14-16。 汉麻产业的产业链长、产品线广、品种丰富、用途广泛、技术含量高、附加值高 ， 经济等各方面效益十分显著 ， 市场潜在和产业发展空间巨大。因此 ， 发展汉麻产业 ， 对促进社会经济持续发展具有战略性作用 17-18。 本课题的研究是在总结前人研究成果的基础上做的一次尝试和创新， 通过改善汉麻纤维的染色性能，研究出最佳汉麻纤维染色工艺配方， 为汉
8、麻纤维的印染生产提供相 关理论依据，具有一定的社会价值和经济价值。 二、 研究的基本内容和拟解决的主要问题 （ 1）汉麻纤维的果胶和木质素含量较高且难以去除 ， 加之其结晶度和取向度较高 ， 给汉麻纤维的染色造成极大困难，但是目前可以通过化学法，微生物法，酶法脱胶等解决，能取得一定效果。 （ 2）对汉麻纤维的结构和性能进行分析，测试其理化性能，确定汉麻纤维的染色模型及染色配方。 （ 3）采用直接染料对汉麻进行染色，通过温控、盐控等措施来研究对染色质量的影响。 （ 4）选择合适的活性染料，通过温控，分批加盐等方法研究对染色质量的影响。 （ 5）选 择合适的还原染料及染色工艺，研究其染色质量。 （
9、 6）综合比较各种染色工艺及方法，选出最佳染色配方。 三、 研究方法及措施 （ 1） 分析汉麻纤维的结构，表面结构及内部构造，总结其理化性能，确定汉麻纤维的染色模型及染色配方； （ 2）汉麻纤维脱胶处理工艺的研究，确定最佳脱胶工艺方法； （ 3）分别采用活性、直接、还原染料对经过预处理的汉麻纤维进行染色； （ 4） 分析各染料的染色工艺条件对汉麻纤维染色质量的影响，得出最佳染色工艺条件； （ 5）总结上述内容，选出最佳的染液配方及染色工艺条件。 四、计划进度 2010年 11月 22日 2011年 01月 10日 调研、收集资料与撰写开题报告。 2011年 01月 11日 2011年 01月
10、20日 熟悉相关资料，确定实验方案，准备原材料。 2011年 01月 21日 2011年 05月 15日 完成实验、测试工作，并做好记录。 2011年 05月 16日 2011年 05月 23日 撰写毕业论文，完成论文初稿。 2011年 05月 24日 2011年 05月 26日 毕业论文修改和定稿上交。 2011年 05月 27日 2011年 05月 30日 指导老师毕业论文评阅。 2011年 05月 31日 2011年 06月 10日 毕业答辩及成绩评定。 五、参考文献 【 1】 张建春，张华，张华鹏等汉麻综合利用技术 M北京：长城出版社， 2006： 299-407 【 2】 刘建，陈洪
11、章，李佐虎大麻纤维脱胶研究综述 M中国麻业， 2002， 24(4)： 39-42 【 3】 王菊生染整工艺原理（第三册） M北京：中国纺织出版社， 2001： 199-210 【 4】 蒋挺大木质素 M北京：化学工业出版社 ， 2001： 47 48 【 5】 孔繁超针织物染整 M北京：纺织工业出版社， 1988:17-95 【 6】 Starks Michael,Marijuana Chemistry.USA:Ronin publishing,Inc.1995.6 11. 【 7】 杨红穗，张元亮大麻纺织应用前景及研究现状 J纺织学报， 1999， 20(4)： 62 63 【 8】 Ea
12、rleywine Mitch.Understanding Marijuana.USA:Oxford university Press.Inc.2002:26. 【 9】 王杰，张华汉（大）麻与其它纤维素纤维染色性能研究 J中国麻业科学， 2007，29（ 4）： 192-195 【 10】 李美英 尿素膨化预处理大麻的染色性能 J印染， 2010， 4： 26-27 【 11】 张俐敏 ， 张辉 壳聚糖 -柠檬酸处理大麻织物的染色性能 J印染， 2009， 4： 4-8 【 12】 郝新敏 ， 纵瑞龙 ， 张建春 ， 王建明等汉麻织物活性染料浸染染色工艺研究 J染料与染色， 2007， 44(
13、2)： 11-14 【 13】 朱昆 ， 姜凤琴 大麻扎染面料的开发 J上海纺织科技， 2008， 36(11)： 45-46 【 14】 Valladares Jurez,A; Dreyer,J; Gpel,P; Koschke,N; Frank, D; Mrkl,H; Mller, R.Applied Microbiology DOI:10.1007/s00253-009-1969-9. 【 15】 张建春 ， 张华 汉麻纤维的结构性能与加工技术 J高分子通报， 2008， 12： 44-51 【 16】 姜 繁昌 ， 周岩 ， 张元明等 亚麻、胡麻、大麻等微细结构和性能的研究 J 纺织学报 ， 1990， 11(9):388 -391 【 17】 来红林 大麻纤维性能初探 J 上海纺织科技 ， 2004， (3)： 10 【 18】 孙小寅 ， 管映亭 ， 温桂清 大麻纤维的性能及其应用研究 J 纺织学报 ， 2001， 22(7)：34 36
