答杨总:染整工艺中的纤维强力变化问题(四)——基于马克方程的再思考

文摘   2024-09-26 19:05   江苏  

在《答杨总:染整工艺中的纤维强力变化问题(二)》文中,我提出过一个粗糙的纤维强度与聚合度关系的曲线。

由于那时没有接触到马克方程,因此对不同纤维素和聚合度的关系的理解出现一点偏差,后来通过马克方程,(见《基于马克方程对粘胶纤维强度影响因素的分析》),发现更准确的描述应该是:不同纤维素由于其结晶度、取向度及侧序度的差异,它们的强度和聚合度的关系的并不会在同一条曲线上,而是会在不同的曲线上,只是曲线类型都是这种先陡升后平滑的类型,如下图:

(此图为一个根据马克方程的理论推演的示意曲线,并无实证数据来源)

不同纤维的强度-聚合度曲线性状一致,均是先陡升后平滑的一条曲线,但不同纤维进入平滑区的拐点位置差异较大,在他们各自的曲线方程中,粘胶在200左右即进入拐点,其纤维强度不再随聚合度升高而上升,而莱赛尔在聚合度400左右进入拐点,纤维强度不再随聚合度上升而上升,而棉的拐点要到聚合度1000 的时候,其纤维强度不再随聚合度上升。

我们之前的讨论纤维强度下降都是由聚合度的下降导致,但并不是聚合度一下降就会在纤维强度上有所体现,通过图示可以看到,棉本身的聚合度比较高,通常有3000左右,导致棉的聚合度有一个非常长的冗余区间,在聚合度3000-1000这个区间,聚合度的下降对纤维强度的影响极小,这就令棉在染整过程中有一定的耐受性。

而再生纤维素这类纤维本身的聚合度并不大,比如莱赛尔,通常聚合度在500-550左右,它依靠高结晶和高取向获得很高的纤维强度,这种高强依赖纤维内部大分子完美的排列而获得,但完美同时意味着缺乏冗余,它的纤维强度-聚合度的拐点离它本身聚合度相对较近,意味着它只要聚合度发生一些小的变化,就可能会导致强度有明显下降,也就是说,在染整中的某些聚合度会发生下降的场景,它的耐受性可能不如棉。

关于棉的拐点比再生纤维素都要高这样观点,有个佐证可以来证明它是正确的,当我们用酸处理棉,使其聚合度下降,从而强度变得很低基本没有服用价值后,再用这些棉去作粘胶,仍然可以得到强度正常的粘胶,考虑到粘胶纤维制备过程中的聚合度损失,那么显而易见,那些强度很低的酸降解棉的聚合度,仍然是远高于正常粘胶的。

相关阅读:答杨总:染整工艺中的纤维强力变化问题(一)

               答杨总:染整工艺中的纤维强力变化问题(二)

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