纤维素纤维绒毛化机理及其与绒毛浆性能相关性研究

绒毛浆纤维是绒毛浆板干法解离后用于卫生用品的高吸水性材料，要求柔软且有弹性。通过绒毛化工艺改变纤维形态，或添加膨松剂和解键剂，可调整绒毛浆板纤维结合力，但后者会导致绒毛浆吸收性能下降。针对绒毛浆纤维结合力和吸收性的矛盾，拟采用SEM、FQA、zero-span等分析手段对绒毛化机理进行研究，研究终段漂白绒毛化与高浓盘磨绒毛化过程中纤维形态和聚集态结构的变化及其与绒毛浆性能的相关性。研究纤维化学组分对纤维形态，尤其是对卷曲度和粗度的影响，继而对绒毛浆纤维结合力及绒毛浆蓬松度、吸收性的影响。拟采用NMR、PCD及zeta电位等分析手段研究解键剂对绒毛浆纤维表面羟基和纤维结合力的影响及与绒毛浆吸收性的相关性；研究膨松剂对氢键形成的阻碍机理及其对纤维结合力的影响。揭示绒毛化机理和纤维结合力影响机制，优化绒毛浆成浆工艺。本课题对提高我国绒毛浆品质和市场竞争力，打破高档绒毛浆国际垄断具有重要意义。

绒毛浆纤维是绒毛浆板干法解离后用于卫生用品的高吸水材料，要求柔软且有弹性。本项目主要是针对纤维素纤维碱复合处理机理及其相关性能的研究。研究得到，预处理过程中，疏解条件，浆浓1%疏解3min，4MPa下分三段压榨（1+1+1min)，上光干燥机贴缸干燥，高浓PFI处理的最佳条件为150*10rpm，超声波预处理的时间为30min，膨松剂用量为2#膨松剂0.05%，解键剂用量为A-2解键剂2.5%或Varisoft3696解键剂0.25%；绒毛浆复合处理的最佳工艺为：用碱量，8%；H2O2用量，1.8%；温度，70℃；浓碱处理时间，10 min。在上述工艺条件下制备得到的绒毛浆，紧度为0.30 g/m3，耐破指数为0.57 KPa•m2/g，吸水速度为3.30 s/g，吸收性为9.14 g/g，干蓬松度为17.43 cm3/g，经一段补充漂白后，白度达82.44% ISO，达到绒毛浆国标要求；同时，利用Morfi Compact、SEM对纤维形态及微观形貌进行观察，X-ray研究发现超声波与复合碱处理后，纤维结晶度下降、无定形区增多，出现了纤维素-Ⅱ晶体结构中的特征衍射吸收峰，FT-IR研究发现复合处理后总的分子内氢键占总氢键强度比例增加，氢键断裂较多，暴露出较多的游离羟基，对于绒毛浆纤维的吸收性是有利的，且可削弱绒毛浆浆板纤维之间的结合，SEM-EDAX研究发现，复合碱处理后纤维表面C元素百分比含量增加、O元素百分比含量降低，XPS全谱扫描结果显示，复合绒毛化处理后，试样纤维表面O元素拟合峰-OH原子百分比减小了4.15%，纤维表面-OH含量较小幅度的减小，既削弱了纤维之间的结合力，又能将其对纤维吸收性的负面影响降至最低，FT-IR及XPS氩刻研究发现，解键剂中存在O-C=O、N-H等官能团，解键剂作用于纤维时，主要与纤维表面发生作用，屏蔽了纤维表面的部分-OH，削弱了纤维之间结合，又能将其对纤维吸收性的负面影响降至最低。此外，通过对纤维表面羟基数量的检测发现，经PFI预处理后纤维表面的羟基增多，有利于提高纤维吸收性，经解键剂处理后的纤维表面的游离羟基数量减少，使得纤维吸收性下降，干蓬松度增加，浆板结合力减少，有利于纤维后期的机械绒毛化过程。

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