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3·2不同處理棉纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)

用x-射線衍射儀測得上述四種棉纖維的衍射峰、結(jié)晶度和推斷的晶型等，見表2。

表2不同處理棉纖維的x-射線衍射峰、結(jié)晶度、晶型

注：*與表中另外三個樣品不是同一次測定，可能是導致衍射峰數(shù)據(jù)偏大的原因。

從表2可以看出，與未處理棉比較，液氨處理和交聯(lián)處理都使纖維的結(jié)晶度下降，分別下降了19.7個百分點和12.3個百分點。而液氨處理后的棉經(jīng)交聯(lián)后，結(jié)晶度有所提高(提高了13.5個百分點)。

從表2衍射峰的數(shù)據(jù)可知，未處理棉經(jīng)液氨處理后，衍射峰發(fā)生了變化，除了纖維素I的特征峰外，在衍射角2θ等于11.95°和21.00°處也有衍射峰，這是纖維素Ⅲ的特征峰。說明液氨處理會使棉纖維中晶體的晶型部分由纖維素I轉(zhuǎn)變成纖維素Ⅲ。液氨棉經(jīng)過交聯(lián)處理后，衍射峰再次發(fā)生變化，在衍射角2θ等于12.36°和21.84°處出現(xiàn)了兩個衍射峰，這是纖維素Ⅱ的特征峰，而原有的纖維素Ⅲ的特征峰消失了。這說明交聯(lián)會使液氨棉的纖維素Ⅲ晶型消失，可能生成纖維素Ⅲ的變體或纖維素Ⅱ。這種變化尚未見相關(guān)報道。未處理棉交聯(lián)后，仍只存在纖維素I的特征峰，交聯(lián)處理并未改變它的晶型。

3·3不同處理棉纖維的孔穴結(jié)構(gòu)

3·3·1孔穴體積

對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，可得不同處理棉纖維的水分子可及孔穴體積VH2O(見表3)，VH2O代表了單位質(zhì)量纖維內(nèi)部所有水分子可及孔穴體積。

表3不同處理棉纖維水分子可及孔穴體積VH2O

由表3可知，液氨/交聯(lián)棉和未處理/交聯(lián)棉的VH2O都分別小于未交聯(lián)的，減少23.6%和33.5%，說明交聯(lián)后總的水分子可及孔穴體積都明顯減少。

根據(jù)式(2)、(3)、(4)可求得不同處理棉纖維內(nèi)部微分可及孔穴體積v與孔穴直徑的分布圖，如圖3所示。

從圖3可以看出，液氨棉經(jīng)過交聯(lián)處理后，孔穴直徑大于24?的孔穴體積減少較明顯，小于24?的孔穴體積稍有增加。與液氨棉相似，未處理棉交聯(lián)后，孔穴直徑大于28?的孔穴體積大大減少，小于28?的孔穴體積也稍有增加。這兩種交聯(lián)棉纖維內(nèi)孔穴直徑大于49?的孔穴體積分布很相近，而液氨/交聯(lián)棉小于49?的孔穴體積則比未處理/交聯(lián)棉大得多。

液氨棉纖維的VH2O比未處理棉纖維小4.4%，但液氨/交聯(lián)棉的VH2O卻比未處理/交聯(lián)棉的大9%左右。交聯(lián)后兩種棉纖維內(nèi)的小孔穴含量都有所增加，大孔穴含量有明顯或較明顯的減少。這說明交聯(lián)后兩種棉纖維的孔穴尺寸分布范圍都變窄，且纖維內(nèi)主要存在的是尺寸較小的孔穴，因此可推測大分子鏈的排列趨于緊密的可能性很大，即纖維的致密性提高。這與圖1纖維縱向表面觀察結(jié)果一致。未處理/交聯(lián)棉和液氨/交聯(lián)棉的大孔穴含量相近，但小孔穴含量后者遠高于前者，可以認為液氨/交聯(lián)處理后，棉纖維內(nèi)部的孔穴尺寸分布比未處理/交聯(lián)棉更加集中，即孔穴尺寸更均勻。

3·3·2孔穴表面積

按式(5)求得不同處理棉纖維內(nèi)部累積孔穴表面積分布見表4，表中直徑為10.14?的數(shù)據(jù)是水分子可以進入的累積孔穴表面積SH2O。

表4不同處理棉纖維內(nèi)部累積孔穴表面積

從表4可以看出，未處理棉和液氨棉經(jīng)交聯(lián)處理后，水分子可及孔穴的累積孔穴表面積均減少了。這是由于尺寸大于30?的孔穴的累積表面積減少了，而尺寸在10.14?-30?的孔穴的累積表面積變化不大。液氨/交聯(lián)棉內(nèi)尺寸大于30?的孔穴的累積孔穴表面積與未處理/交聯(lián)棉接近，但總的累積孔穴表面積(即SH2O)比未處理/交聯(lián)棉大得多。因此，液氨/交聯(lián)棉比液氨棉的吸濕性可能略差，但比未處理/交聯(lián)棉的吸濕性可能要好很多。

3·4不同處理棉織物的物理機械性能

用相同的交聯(lián)處理工藝，對未處理棉和液氨棉進行交聯(lián)處理，然后測定它們的部分物理機械性能，如表5所示。

表5不同處理棉織物物理機械性能

從表5可以看出，未處理棉和液氨棉經(jīng)過交聯(lián)處理后，經(jīng)緯向的平均單紗強力、斷裂延伸度和撕破強力都比交聯(lián)前下降，折皺回復角明顯提高。與未處理/交聯(lián)棉比較，液氨/交聯(lián)棉的各項物理機械性能都較未處理/交聯(lián)棉好。說明液氨處理有助于交聯(lián)后織物物理機械性能的改善。

液氨/交聯(lián)棉比未處理/交聯(lián)棉的孔穴尺寸分布均勻，有助于在受到外力時應(yīng)力的較均勻分布，從而使織物的平均單紗強力提高，同時對提高織物的撕破強力也有貢獻。

此外，還進一步研究了液氨處理、液氨/交聯(lián)處理在精梳高支純棉府綢(120S/2×120S/2，160×100)上的應(yīng)用特點。表6列出了以不同濃度的SDP分別處理絲光、液氨和絲光/液氨半制品后織物的性能。表7為無甲醛交聯(lián)劑NDP的處理結(jié)果。

表6三個不同前處理半制品經(jīng)SDP交聯(lián)處理后的性能

表7三個不同前處理半制品經(jīng)NDP交聯(lián)處理后的性能

表6結(jié)果表明，絲光棉的SDP用量比液氨和絲光液氨的多0.5個百分點時，其回復角仍低近10°，強力保留和斷裂延伸度也都低一些。液氨和絲光/液氨棉經(jīng)交聯(lián)處理后織物的各項性能較接近，但值得注意的是絲光/液氨交聯(lián)整理品的指標都略低于液氨交聯(lián)整理品的。

從表7也可以看出與表6類似的結(jié)果，與絲光棉相比，液氨、絲光/液氨棉用較少的交聯(lián)劑就可達到相近的回復角水平。

織物彎曲性能和剪切性能都反映織物手感的柔軟程度。兩類指標越小，說明織物的手感越柔軟。表8所示為棉織物經(jīng)不同加工后的彎曲性能和剪切性能。彎曲剛度B表示面料抵抗彎曲變形的能力，定義為面料的曲率發(fā)生單位變化時單位寬度試樣所受的彎矩；彎曲滯后矩2HB反映面料彎曲變形

中粘性的大小。剪切剛度G表示面料抵抗剪切變形的能力，定義為單位剪切變形時單位寬度試樣上所受的剪切力；剪切滯后矩2HG和2HGS都反映面料剪切變形時粘性的大小。

從表8可以看出，液氨棉與絲光/液氨棉的柔軟度較接近，絲光棉明顯較低。絲光/液氨棉經(jīng)SDP交聯(lián)處理后因柔軟劑的作用，織物的柔軟度進一步提高。NDP交聯(lián)處理品的柔軟度稍低于SDP處理品。

因此，液氨作為交聯(lián)處理的前處理能在降低交聯(lián)劑用量的情況下，保持較高的回復角值以及斷裂強力保留和斷裂延伸度，還可賦予織物柔軟舒適的手感。

表8棉織物經(jīng)不同處理后的彎曲性能和剪切性能