1、毕业设计文献综述 纺织工程 汉麻纤维染色工艺研究 一、前言 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 ， 近几年来受到广泛关注。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 1。 汉麻纤
2、维： 汉麻 ， 又名线麻、寒麻、火麻等，起源于中国 ， 是人类最早用于织物的天然纤维，有 “ 国纺源头，万年衣祖 ” 美誉，其种植历史至少有 8000多年 。 汉麻需经过脱胶才能制成汉麻纤维 ，其 纤维素含量明显低于苎麻和亚麻 ， 木质素、果胶和半纤维素的含量则较高 ， 这给汉麻的纺纱和染色加工带来很大困难 2。 汉麻纤维在麻类纤维中比较细、短 ， 不能采用传统工艺纺纱 ， 需要采用特种纺纱工艺 。大 麻纤维断裂强度和断裂伸长率高于苎麻和亚麻 ， 横截面有多种不规则形状且较为复杂 ， 呈现中空 ， 中间孔 隙较大 ， 约占横截面积的 1/2 1/3， 纤维胞壁具有裂纹与小孔 。 汉麻纤维的纵向
3、较平直 ，有横节和许多裂纹、小孔 ， 并通过毛细管道与中腔连通 ， 使织物具有 优良 的吸湿透气性能 。 纤维染色： 纺织材料用染浴处理，使染料和纤维发生化学或物理化学结合，或在纤维上生成不溶性有色物质的工艺过程 3。 染料应在纤维上有一定的耐水洗、晒、摩擦等性能 ， 这种性能称为 染色牢度 。染色分浸染法和 轧染 法两种 。 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，对汉麻的研究有汉麻与锦纶、棉混纺纱的性能，汉麻扎染面料的开发，汉麻纤维的形态结构，汉麻纱线的拉伸性能与条干均匀度，汉麻织物结构与性能，尿素、壳
4、聚糖 -柠檬酸对汉麻染色性能的影响等，而有关汉麻纤维染色工艺的研究还很少。本文通过 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，然后采用直接染料、活性染料、还原染料分别对汉麻纤维进行染色，最后综合比较各种染色工艺及方法，选出最佳的染色工艺配方。 二、主题 汉麻又名大麻，是人类最早使用的纺织纤维原料之一。然而，由于大麻中含有四氢大麻酚 (THC)，被用来制造兴奋剂和毒品，严重危害人类健康 ， 导致种植大麻受到国际禁毒组织的强烈反对 4。近 30年来 ， 全球纺织纤维原料的需求激增。由于棉花产量增长受到田地面积局限 ， 羊毛产量也连续 20年萎缩 ，
5、 蚕丝产量虽有稳升却仅占纺织纤维总量的 0.21%， 合成纤维又受到石油属于无法再生资源的影响 ， 于是 大 麻纤维重新走进人们的视野。 经过十余年的努力 ， 世界上先后培育出近 30个品种，其四氢大麻酚含量由一般高毒品种的 5% 17%降到 0.3%以下 ， 失去了毒品吸食或提取的效益 ， 这些品种也不再属于毒品禁止种植的范围。为了避免毒品大麻引起的混淆和误解，中国将低毒或无毒大麻称为汉麻。汉麻全身是宝 ， 汉麻的韧皮用于纺织，杆芯用于研磨生产木粉、制造活性炭和造纸 ， 麻叶、麻花、麻根可以提取药物，麻籽除了提取相当于深海鱼油含量的不饱和脂肪酸外 ， 油渣可制取生物柴油 5。其中，汉麻纤维与
6、其 他麻类纤维一样具有吸湿透气性；比重却比苎麻亚麻轻；其纤维顶端呈钝圆形，因此其纺织品更加柔软舒适，粗糙感和刺痒感较轻；汉麻纤维还具有天然的抗菌性，抗静电性能和防紫外线效果良好，细度与棉接近 6。因此，近年来随着新工艺、新技术的不断创新发展， 汉麻纤维开始成为服装、家纺产品、产业用纺织品 的主要生产原料。 国内外研究的历史与现状 （一） 大麻纤维的性能研究与产品开发 山西绿洲纺织有限责任公司的张金燕介绍了大麻纤维的物理、化学性能，重点探讨了大麻新型脱胶技术、新的大麻纺纱技术、新的大麻面料设计和新的大麻面料染色后整理 技术，提出了提高大麻产品开发水平的措施和对策 7。 （二） 汉麻纤维的结构性能
7、与加工技术 总后勤部军需装备研究所的 张建春 ， 张华采用 扫描电镜、 X衍射、红外光谱、紫外光谱仪等多种现代测试仪器和方法 ， 对汉麻纤维的形态结构、分子结构、化学组成、微量元素含量等进行了分析研 究 ， 对汉麻纤维的力学性能、热性能、抗菌性能、防紫外性能、吸附性能等进行了测试分析 ， 并有针对性地进行了机理探讨。在结构性能分析的基础上 , 还对所研究的汉麻纤维脱除木质素和果胶质的新工艺进行了介绍 8。 （三） 汉 ( 大 ) 麻与其它纤维素纤维染色性能研究 西安工程大学和总后军需装备研究所的王杰，张华在汉麻纤维化学组分分析的基础上 ， 利用中温活性染料 ， 对多种纤维素纤维的染色性能进行了
8、测定。研究了不同组成成分对汉麻纤维染色性能的影响 ， 比较了汉麻纤维与其它纤维素纤维的上染百分率和上染速率的差异。结果表明 ， 果胶和木质素的含量对汉麻纤维的染色性能均有不同程度的影响 ， 但果胶的影响较木质素更为明显 ， 汉麻纤维的染色性能与苎麻接近 ， 但比棉纤维要差 ， 更低于再生纤维素纤维 9。 （四） 尿素膨化预处理大麻的染色性能 浙江纺织服装职业技术学的李美英采用尿素在高温条件下对大麻纤维进 行膨化处理 ， 以提高浸染时活性染料的上染率和染色深度。通过优化试验 ， 得到尿素膨化工艺为 ： 以尿素 450 g/L室温浸泡大麻织物 ， 90 预烘 7min， 170 焙烘 7min，
9、60 温水清洗 ， 烘干。经尿素膨化的大麻织物活性染料染色 K/S值可达 11.20， 较处理前提高了 18.5%， 且膨化处理可提高大麻纤维断裂强度、断裂伸长率和毛效，即韧性和染色性能得到提高 10。 （五） 壳聚糖 -柠檬酸处理大麻织物的染色性能 西安工程大学的张俐敏 ， 张辉 针对大麻纤维木质素含量高而难染深色的缺点 ， 使用不同脱乙酰度和分子质量的壳聚糖与柠 檬酸对大麻织物进行处理 ， 再分别以活性、还原和直接染料进行染色。采用单因素方法 ， 获得的较佳处理工艺为 ： 柠檬酸 14%， 壳聚糖 1.4%， 次亚磷酸钠 7%， 三乙醇胺 2.5%， 渗透剂 JFC 0.2%， 95 预烘
10、 150s， 180 焙烘 60s。 结果表明 ， 织物处理后再染色的 K/S值有较大幅度提高 ， 耐摩擦和刷洗色牢度有明显改善 11。 （六）大麻扎染面料的开发 大连工业大学纺织轻工学院 的 朱昆 ， 姜凤琴 针对大麻纤维染色性能差的缺点 ， 对大麻坯布进行染前碱改性处理 ， 选用直接染料与活性染料采用传统的扎染工艺进行染色 ， 使大麻坯布获得独特 的风格 ， 由此开发出一种新型的大麻面料，既增加了大麻织物的品种 ， 又满足了广大消费者追求时尚、注重健康的消费理念。通过采用无甲醛的有机硅柔软整理剂对大麻扎染布进行柔软整理 ， 进一步改善了其服用性能 12。 （七） 汉麻织物活性染料浸染染色工
11、艺研究 总后勤部军需装备研究所和北京服装学院材料工程学院的 郝新敏 ， 纵瑞龙 ， 张建春 ， 王建明 探讨了汉麻在浸染中的提升性能以及盐 、 碱 、 固色时间 、 固色温度 、 浴比等工艺条件对得色的影响 ， 通过吸固曲线得到了染料在汉麻上的 S、 E、 R、 F值 。 结果表明 ： 汉麻织物用活性染料染色能够得到较好的色深和 牢度；汉麻织物对 Remazo1染料较适宜的工艺条件为 : 盐 70g/L， 碱 12g/L， 固色时间 45分钟 ， 固色温度 60 ， 浴比在设备能满足匀染的条件下尽量小；由于汉麻表面较粗糙使得摩擦牢度较低 ， 在今后的工作中应当加强汉麻纤维的前处理工作 ， 进一
12、步提高汉麻织物的平整、精致度 13。 另外，东华大学纺织学院的张华和总后军需装备研究所的张建春为研究液氨处理对汉麻性能的影响，将预处理后的纤维浸入液氨中，对比液氨处理前后汉麻纤维染色性能和其它性能的变化，发现汉麻纤维的木质素和果胶的含量对其染色性能有影响，特别果胶的影响最 为显著；麻纤维均存在染色困难的问题，但不同的麻纤维的染色性也不完全相同，苎麻纤维的染色性略好于汉麻纤维；液氨处理有利于提高麻纤维的染色性，但去氨方式的不同，对麻纤维的染色性能的提高程度也有所不同，水洗去氨要好于烘燥去氨；随着液氨处理时间的延长，汉麻纤维的回潮率不断升高，但当处理时间超过 30min后，其回潮率又会有所降低，但
13、仍高于未处理试样 14。 目前，还有很多专家学者都在致力于研究改善汉麻纤维染色性能，但是由于汉麻纤维结晶度、取向度高，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。 三、 总结部分 研究表明 ， 汉麻纤维是一种具有优良性能的纺织原料 ， 它纤维细、强度高、吸湿排汗性好 ， 既具有良好的服用舒适性 ， 又有一定的保健性 ， 且断裂伸长小 ， 适合于作为复合材料中的增强纤维 15， 但其纺织加工难度大 ,因此纤维处理时需要采用各种工艺对其进行改性处理 ， 以适应于生产需
14、要。 近年来，在汉麻的形态结构，汉麻与其它种类纤维的混纺，汉麻织物染色性能与工艺的改善，汉麻新产品开发等方面的研究都取得了可喜的成果 。 但是 在汉麻纤维染色工艺方面研究尚少，有待进一步开发探索，以进一步拓宽汉麻纤维的应用领域，为上下游产品提供有效的原材料或成品。 我相信 汉麻纤维染色工艺的研究、开发和成果的工业化生产将带来新的经济增长点 ， 汉麻的产品应用范围将广泛渗透到生活和生产的各方面 ， 高新技术在上述产业中可得到充分应用 ， 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的重要作用。 四、参考文献 【 1】 张建春，张华，张华鹏等汉麻综合利用
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