半纤维素对玉米秸秆皮Lyocell纤维性能的影响

探讨了半纤维素对Lyocell纤维制备时溶浆过程以及纺丝过程的影响,研究了半纤维素对Lyocell纤维的力学、抗原纤化和染色等性能的影响。试验可知：使用市售质量分数50%的NMMO溶剂在90℃温度下即可完全溶解玉米秸秆皮浆粕;半纤维素含量较高的玉米秸秆皮浆粕的流动性更好,制成的Lyocell纤维的染色性能和抗原纤化性能更好,断裂伸长率较大,结晶度较小。     

以高半纤维素浆粕为原料的Lyocell产品得率及可纺性

测定高半纤维素和高α-纤维素含量的两种浆粕在粘胶生产工艺和Lyocell生产工艺中纤维的得率,及两种浆粕的动态流动性能。结果表明:浆粕中α-纤维素含量在粘胶生产工艺中,决定着最终纤维素产品的得率;但在Lyocell生产工艺中,却无必然联系,所以高半纤维素含量的浆粕可适合于Lyocell工艺,且浆粕中的高半纤维素更有益于纺丝加工。     

高半纤维素浆粕纺制Lyocell纤维的结构与性能

采用成本低、半纤维素含量高的浆粕纺制Lyocell纤维,重点对制得的高半纤维素Lyocell纤维的结晶、取向、力学性能、原纤化和染色性等进行了研究。研究表明:这种用高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维与用高α-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维相比,它的模量、结晶度、取向度、抗原纤化能力和染色性等都好于后者。     

Lyocell纤维生产过程中NMMO浓度测定方法研究

采用电位滴定法对Lyocell纤维生产过程中NMMO质量分数进行了测定,探讨了超声时间、溶剂体积比等测试条件对测试结果的影响,并对测试方法的准确性及精密度进行了分析,证实该方法稳定、便捷,适用于生产过程中NMMO/水/纤维素三相体系中NMMO质量分数的快速测定。     

MWNTs改性Lyocell基碳纤维的结构及性能研究

以纤维素浆粕为原料,添加多壁碳纳米管(MWNTs)制备纤维素质量分数为10%的纺丝原液,经干喷湿法纺丝制得MWNTs改性Lyocell纤维原丝,再经多段预氧化、高温碳化处理制备了MWNTs改性Lyocell基碳纤维,研究了所得碳纤维的结构和性能。结果表明:MWNTs改性Lyocell基碳纤维的表面比较光洁,没有明显的孔洞缺陷,MWNTs在碳纤维中的分散情况与其添加量有密切的关系;与纯Lyocell基碳纤维相比,MWNTs改性Lyocell基碳纤维的力学性能明显提高,含质量分数1%MWNTs的改性碳纤维的强度和模量分别提高了70%和116%;添加MWNTs质量分数1%的Lyocell纤维更适合作为碳纤维原丝,所得碳纤维形态结构完善、力学性能好。     

溶剂对聚乙烯醇纺丝原液及纤维结构和性能的影响

采用不同的溶剂溶解高相对分子质量聚乙烯醇(PVA),制备PVA纺丝原液及初生纤维,对其结构和性能进行了研究。结果表明:二甲基亚砜(DMSO)/H2O溶剂中DMSO的质量分数为92%时,对PVA的的溶解性能最好。相同条件下,与DMSO相比,N-甲基-N-氧化吗啉(NMMO)使PVA溶液粘度降低更快;DMSO/NMMO.2.5H2O混合溶剂中,当NMMO.2.5H2O质量分数为15%时,PVA纺丝的凝固性能较好,其初生纤维的结晶度较低。     

新一代Lyocell纤维

自1992年来,市场上出现一种新型的纤维素纤维Lyocell纤维。它具有改进的性能,并用N-甲基吗琳-N-氧化物(NMMO)作为纤维素的直接溶剂进行生产。Lodz工业大学化学纤维系和天然纤维研究所已开始研究纳米纤维素纤维——新一代Lyocell纤维,生产时也使用NMMO。论述了Lyocell纤维技术范围内研究工作的最新发展,主要是纳米纤维素纤维的研究工作。     

纤维素浆粕和Lyocell纤维在LiCl/DMAc中溶解差异的研究

为了研究Lyocell工艺中纤维素相对分子质量分布的变化,分析了纤维素浆粕和相应的由浆粕生产出的Lyocell纤维在LiCl/DMAc中的溶解情况,发现两者存在很大差异,分别从纤维素的晶型、取向和形态结构等方面分析原因。结果表明:由于Lyocell纤维(纤维素II)比纤维素浆粕(纤维素I)在热力学上更稳定,分子间的氢键更多,且Lyocell纤维的取向较纤维素浆粕高,纤维结构较致密,使得溶剂的渗透和氢键的破坏更加困难,因此Lyocell纤维在LiCl/DMAc中的溶解比纤维素浆粕差。     

纤维素浆粕性质对其在NMMO溶液中的溶胀性能的影响

将4种聚合度及α-纤维素含量不同的纤维素浆粕在85℃下分别溶解于质量分数为74%,78%,80%的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液中,研究了纤维素浆粕性质对其在NMMO溶液中的溶胀性能的影响。结果表明:纤维素浆粕的结晶度越高、聚合度越大、α-纤维素含量越高,溶胀效果越差;在相同实验条件下,浆粕的疏松性对其溶胀效果影响很大,浆粕越疏松,其溶胀效果越好;溶胀过程不会改变纤维素的晶型,但会使纤维素结晶度有所下降;聚合度适中、结晶度较低,疏松的纤维素浆粕适宜作为Lyocell纤维的原料。     

玉米秸秆浆粕溶剂法纺丝技术

为探究玉米秸秆的应用，采用无氧蒸煮法将玉米秸秆茎皮粉末制成玉米秸秆浆粕，再以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解玉米秸秆浆粕制成纺丝液，最后将纺丝液纺制成玉米秸秆Lyocell纤维。采用流变仪对纺丝液进行了测试，试验表明：纺丝液为假塑性非牛顿流体。采用强伸度仪、X射线衍射仪、扫描电镜等表征了玉米秸秆Lyocell纤维的力学性能、结构和表观形态，并将其与传统的木浆Lyocell纤维进行比较，结果显示：玉米秸秆Lyocell纤维的拉伸强度达到行业标准，断裂伸长率低于行业标准；玉米秸秆Lyocell纤维的结晶度要比木浆Lyocell纤维的低5.4%；玉米秸秆Lyocell纤维表面光滑，无沟槽等缺陷，其外观与木浆Lyocell纤维的基本一样。     

Comparison of the structures and properties of Lyocell fibers from high hemicellulose pulp and high α‐cellulose pulp

Lyocell fibers were produced from a cheap pulp with a high hemicellulose content and from a conventional pulp with a high α‐cellulose content. The mechanical properties, supermolecular structure, fibrillation resistance, and dyeing properties as well as the fibril aggregation size of the high hemicellulose Lyocell fiber and high α‐cellulose Lyocell fiber were compared. The results showed that the high hemicellulose spinning solution could be processed at a higher concentration, which improved the mechanical properties and the efficiency of the fiber process. Compared with the high α‐cellulose Lyocell fiber, the high hemicellulose Lyocell fiber had better fibrillation resistance and dyeing properties. Therefore, it is feasible that this cheap pulp with a high hemicellulose content can be used as a raw material for producing Lyocell fibers. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

新型碳纤维用原丝——高强高模Lyocell纤维纺丝工艺研究

采用天然高相对分子质量纤维素脱脂棉为原料 ,制备了高强高模纤维素纤维 ( L yocell纤维 ) ,并用此作为碳纤维原丝 ,成功制得了强度优于粘胶基碳纤维的 L yocell基碳纤维。考察了高相对分子质量纤维素的溶解特点 ,纺丝工艺对 L yocell纤维聚集态及性能的影响 ,比较了 L yocell纤维和粘胶原丝的表面及截面形态。实验表明 :高相对分子质量纤维素溶解的静溶胀时间和温度对其溶解有明显的影响 ;纺丝过程中 ,大的气隙长度对提高纤维的性能有利 ;随着凝固浴中 N -甲基吗啉 N -氧化物( NMMO )的浓度增加 ,纤维的强度和模量增加 ,当其在凝固浴中的质量分数达到 10 %时 ,强度模量最大 ,浓度继续增加 ,纤维的力学性能开始下降 ;拉伸比增加 ,L yocell纤维的强度模量增加 ,当拉伸比大于 3.0时 ,纤维的性能略有下降     

发光Lyocell纤维的制备

以可再生的α-纤维素为基体,粉末发光颗粒作为添加物,利用Lyocell纤维技术制备出发光性能合格的蓄光型自发光纤维。发光Lyocell纤维继承了稀土铝酸盐粉末优异的发光性能,含10%发光材料的纤维其余辉达到了德国的执行标准(DIN67510),10min余辉亮度>20mcd/m2,60 min余辉亮度>2.8 mcd/m2,而其有效余辉(>0.3 mcd/m2)时间大于10h。与无添加的Lyocell纤维相比,其断裂强度下降了17.6%,断裂伸长率上升了25%。     

原液着色Lyocell纤维制备过程中炭黑与溶剂的相互作用

着色剂的加入是否会影响Lyocell绿色生产工艺和溶剂的回收利用是原液着色Lyocell纤维实际生产面临的问题。选用炭黑作为黑色颜料,研究了炭黑在NMMO溶液中的分散性,分析了不同炭黑添加量的溶液特性、纤维的可纺性和纺丝条件,用X射线衍射法分析了纤维的基本结构和性能的关系。着重采用红外光谱、紫外光谱分析了炭黑对溶剂NMMO的影响,用紫外光谱研究了炭黑在纺丝成形和纤维使用过程中的迁移量。结果表明:整个纺丝成形过程中炭黑没有发生迁移,炭黑的添加不影响溶剂的回收利用;制得的原液着色Lyocell纤维色牢度高;随着炭黑添加量的增大,纤维结晶度会有所降低,纤维强度略有下降,但依然满足服用要求。     

用于制备高强Lyocell纤维的纤维素混合浆粕的研究

研究了在高聚合度的纤维素浆粕中添加少量的中等聚合度浆粕,所形成的混合浆粕的纺丝情况及得到的Lyocell纤维的性能。在此基础上,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了混合浆粕的相对分子质量及其分布,分析了混合浆粕的相对分子质量及其分布对可纺性及纤维性能的影响。结果表明:这种混合浆粕的相对分子质量分布明显变宽,其中高相对分子质量的峰几乎没有变化,但中低相对分子质量部分含量增多,出现了较小的中低相对分子质量峰。这些中低相对分子质量部分的纤维素起了增塑作用,使加工更容易,而高相对分子质量部分则赋予纤维良好的力学性能。     

离子液体法再生纤维素纤维制造技术及发展趋势

首先概述了再生纤维素纤维制造技术的发展历史,总结了以天然纤维素为原料的黏胶纤维、Lyocell纤维和离子液体纤维（Ioncell）及其技术发展现状。重点介绍了这三种再生纤维素纤维的性能、应用领域及市场前景,并比较了其生产工艺,包括纺丝原液的制备、纺丝工艺、溶剂回收等。与黏胶纤维相比,Lyocell 纤维和Ioncell纤维在溶解纤维素及干喷湿纺纺丝方面具有独特的优势。进一步对该类技术的重点和难点,如纺丝原液的连续制备和溶剂的高效回收进行了分析。与Lyocell纤维使用的NMMO溶剂相比,Ioncell纤维使用的离子液体具有离子液体可设计等优点,可根据纤维素原料的不同来源,设计合成对纤维素具有更好的溶解能力而无降解特征且环境友好的离子液体溶剂,同时对温度、金属离子具有很好的稳定性,为发展新一代纤维素绿色制造技术提供了新途径。另外,对Ioncell纤维存在的问题也进行了详细的分析,提出了未来拟开展的重点研究方向和拟解决的关键难题。     

凝固浴浓度对Lyocell纤维性能及最大纺丝速度的影响

探讨了Lyocell纤维纺丝工艺中凝固浴浓度对最大纺丝速度及纤维相对强度、断裂伸长、初始模量的影响.结果表明:随着凝固浴浓度增大,最大纺丝速度减小;而在凝固浴浓度为10%时,纤维的相对强度和初始模量为最大,延伸度则为最小.     

气隙长度和纺丝速度对Lyocell纤维性能的影响

本文详细探讨了以NMMO作溶剂时,纤维素溶液纺丝工艺的三个重要工艺参数──气隙长度、纺丝速度和拉伸比对Lyocell纤维性能的影响。本文以大量的实验数据表明:随着气隙长度的增加,纤维的强度和伸长都有所增加;随着纺丝速度的提高,纤维的伸长减少,初始模量增大,而纤维的强度则随纺丝速度的提高而增加到一峰值后,再下降,强度最大时纺丝速度约为50m/min;在泵供量相同的条件下,拉伸比对纤维性能的影响同纺丝速度对纤维性能影响的趋势相同。