各类纤维的原纤化现象及机理分析(二)

文摘   2024-09-15 13:40   浙江  

在《各类纤维的原纤化现象及机理分析(一)》文中曾提出,纤维素的原纤化程度和其结晶度、取向度有线性关系。

但如果要理解高结晶和高取向如果使纤维的原纤化加剧,则需要一些更深入的分析。

  首先,再生纤维素纤维均有皮芯结构,但不同纤维类型其皮层厚度不一致,皮层的存在,使得它对于巨原纤有捆扎作用,使得原纤化的发生存在一定的阻碍。即只有当皮层被破坏时,巨原纤之间才可能发生分离。

      再生纤维素这些皮层均可在绳状染整过程中被破坏(一般平幅染整因其剪切作用强度小不会会被破坏),从而令纤维发生原纤化。不同纤维的皮层厚度不同,因此破坏其需要的染整条件强度也不同,再生纤维素中,莫代尔皮层最厚,粘胶次之,莱赛尔最薄。莱赛尔的皮层在普通家庭洗衣机洗涤的这种强度就可以被破坏,而莫代尔在需要染整设备中一些高剪切设备如气流机或高摩擦作用如砂洗才能破坏其皮层。纤维素的这些皮层的破坏仅仅依靠物理作用就可以达成,而PBO纤维其皮层更厚,需要通过硝酸、硫酸、高锰酸钾等强氧化作用剥皮才能达成。

    在皮层被破坏后,原纤化的发生就取决于其原纤结构的侧向作用的强弱。几乎不发生原纤化的粘胶纤维,由于其低取向的结构特征,其湿润后有很强双向联结的网状结构,横向间有较强的纽带结构,而莱赛尔的高取向导致其在湿润,可以清晰的看到原纤的轴向排列特征,缺少侧向的纽带作用,而形成原纤条结构,这种结构较之网状结构,更容易在剪切作用下产生侧向的相互分离即原纤化。

     而结晶度的差异也导致低结晶度的粘胶的晶片与无定形区并未形成明显的分离,而是相互“粘合”在一起,就不容易以晶片原纤的模式发生原纤分离。而高结晶的莱赛尔晶片结构清晰,容易发生片晶结构的相互分离。同时,同为再生纤维素,粘胶、莫代尔、莱赛尔的晶粒长度也有较大差别,这种差别也将带来原纤化程度的差异,晶粒越长,其原纤化会越容易和越剧烈。

原纤化的发生,在纤维层面,有其结构原因,在外部条件方面,主要有三个因素,一个湿皮层的被破坏,一个湿侧向联结和作用的被消弱,第三个是足够的剪切强度。下表即为各位纤维发生原纤化的条件和场景汇总。


 (未完待续)

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