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玉米纤维玉米纤维 陈艳 肖鹏业 (山东丝绸纺织职业学院 山东淄博 255300) 文章介绍了玉米纤维的结构和加工特点以及主要性能,探讨了玉米纤维的广泛用途, 指出在绿色环保的21世纪,玉米纤维是一种极具发展前景的纺织材料。 玉米纤维;结构;加工;性能;生物降解;应用 Corn Fiber Abstract:This paper introduces the corn fiber composition and properties and processing characteristics, the ext...

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玉米纤维 陈艳 肖鹏业 (山东丝绸纺织职业学院 山东淄博 255300) 文章介绍了玉米纤维的结构和加工特点以及主要性能,探讨了玉米纤维的广泛用途, 指出在绿色环保的21世纪,玉米纤维是一种极具发展前景的纺织材料。 玉米纤维;结构;加工;性能;生物降解;应用 Corn Fiber Abstract:This paper introduces the corn fiber composition and properties and processing characteristics, the extensive use of corn fiber. Pointed out in the 21st century, corn fiber is a great prospects for development of textile materials. Key Words:corn fibers; structure; processing; performance; biodegradation; application 1 被誉为21世纪新一代纤维之一的玉米纤维最早产生于1948年,产品名为“维卡拉”,为 玉米蛋白质纤维。1948年至1957年,玉米维卡拉纤维进行大批量生产,由美国维吉尼亚— 卡里罗来纳化学公司生产制造。之后不久,美国知名谷物公司Cagill研制开发成功“玉米聚 乳酸纤维”(PLA纤维),产量增至6000吨。1989年—1998年日本岛津制作所与钟纺公司合作进一步开发玉米乳酸纤维,商品名为Lactron纤维。并以该纤维制作推出各种服饰产品, 在长野冬季奥林匹克运动会上展示。2000年,美国CDP公司与钟纺公司合作,联合生产聚乳酸树脂等新品种,并投入生产,生产聚乳酸纤维成本过高的问题得以解决。我国玉米纤维 纺织品也已面世,产品性能优越,深受消费者喜爱。 2 2.1玉米纤维和涤纶同属聚酯类,但涤纶是芳香族聚酯化合物,而玉米纤维属于脂肪族 聚酯化合物。其化学结构如下: 2.2常见玉米纤维侧面及横截面的显微镜照片如图1、图2所示,其横截面呈非完整的圆形。 图1 图2 3 玉米纤维的提炼方法是首先把玉米粒粉碎,过滤出淀粉,加入酶等成分,使其变成葡萄 糖,再加上乳酸菌发酵成乳酸,并从中生成一种聚合体的物质,再利用熔融纺丝法,可制成 长纤及短纤。 3.1聚乳酸的制备 聚乳酸的制备方法主要有很多。目前,聚乳酸的制备方法主要是直接聚合法和丙交酯开 环聚合法。 直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接进行聚合(缩合)的方法。这种方法是最早也是最 简单的生产方法。其主要特点是生产工艺流程短,成本低,生产过程对环境友好,具有一定 的技术优势,但是得到的分子量较低,难以满足制造高分子材料制品的加工要求。 丙交酯开环聚合法是目前合成聚乳酸最常见的方法。该方法生产工序为:首先将乳酸脱 水环化制成丙交酯,然后通过将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。丙交酯开环聚合方法还可进一 步分为本体聚合和溶液聚合两种。采用该法合成的玉米纤维平均分子量较高,应用范围也较 广。但是生产工艺流程长,工艺复杂,生产成本较高。 3.2熔融纺丝 熔融纺丝法即一步法和二步法。一步法的工艺流程为:PLA聚乳酸 熔融纺丝 拉伸 热处理 聚乳酸纤维。二步法是以玉米为原料,用发酵法制得乳酸, 在蒸发浓缩时发生自脂化,共聚物为二聚物或多聚物。二步法产品耐热性和耐气候性优越; 一步法则是直接生成高分子量的新工艺,工艺路线短,生产成本降低。 4 4.1比重 玉米纤维的比重为1.27,在纺织纤维中是较轻的,制成的织物轻盈舒适。 4.2机械性质 玉米纤维的强度、伸长与涤纶和锦纶差不多,但初始模量较低,在小负荷作用下容易变 形,具有很好的手感。玉米纤维的回弹性很好,延伸5%时,弹性恢复率为93%,延伸10%时,弹性恢复率为64%,优于涤纶纤维。 4.3吸湿性 玉米纤维的吸湿性优于涤纶纤维,在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状态下,回潮率为0.4%—0.6%。 4.4染色性能 玉米纤维的染色以分散性染料为好,能染浅、中或深的色泽,由于其折射率低,能染 成深色。染品的耐洗牢度和染料移染速率良好,色牢度高于3级。 4.5光学性质: 玉米纤维具有较低的光折射指数,光泽柔和,其织物具有丝绸般的光泽,比涤纶服装 更华丽美观。而且耐紫外线,经日晒500小时后,仍保持90%的强力,在氙弧光下不褪 色,洗涤后基本上不变色。 4.6热学性质: 玉米纤维的熔点为175?,明显低于涤纶纤维和锦纶纤维。玻璃化转变温度适宜,为 57?,介于涤纶和锦纶之间。沸水收缩率为8—15%。 4.7阻燃性 玉米纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的(26%~27%),和羊毛的极限氧指数 (24%~25%)相似,优于涤纶纤维(23%~24%),接近于国家标准对阻燃纤维极限氧指数的 要求(28%~30%),燃烧时发热量低(只有涤纶纤维的16%),只有轻微的烟雾释出(只有涤纶纤维的57%),易自熄,火灾危险性小。 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1: Lactron纤维与涤纶纤维、锦纶纤维的性能比较 性能 Lactron纤维 涤纶长丝 锦纶长丝 密度/g?cm-3 1.27 1.38 1.14 折射率/% 1.4 1.58 1.57 熔点/? 175 265 215 tg/? 57 70 40 标准回潮率/% 0.5 0.4 4.5 拉伸强度/(cN?dtex-1) 4.0-5.0 4.0-5.0 4.5-5.3 强度/(cN?dtex-1) 3.97-4.85 4.06-4.85 3.97-5.29 伸长率/% 25-35 30-40 40 杨氏模量/(Kg?mm-2) 400-600 1200 300 结晶度/% >70 50-60 35 沸水收缩率/% 8—15 8—15 8—15 染料种类 分散性染料 分散性染料 酸性染料 染色温度/? 100 130 100 4.8生物降解性 4.8.1生物降解性:玉米纤维具有良好的生物降解性,在堆肥化或自然环境下,最终 和HO。 22降解成CO 4.8.2降解机理:首先是在一定的温湿度和PH值条件下,遇水降解,然后微生物加 速降解。其机理为水解降解和生物降解。 4.8.3生物降解方法: 降解(也称混合肥中分解):这种堆肥条件的温度为60?,相对湿度为90%,其降解的主要机理是水解,通过温度来催化,然后由细菌对残留碎屑进行蚕食。 活性污泥中降解:主要是通过大量存在的细菌,使玉米纤维急速分解,一般只需数 月,制品强力即丧失(如图3所示)。 图3 处理前 2.5个月后 3个月后 土地埋入降解:将使用过的玉米纤维埋入地下,经过2~3年,在土中微生物的作用下玉米纤维的强力和其它性能基本上全部或大部分损失(如图4所示)。 海水浸渍降解:同土地埋入法相仿。 140(%) (cN/dtex) 5.0 图4 4.0 120 3.0 100 2.0 8060 1.0 40200 30(处理月份) 0.0 0 5 10 15 20 25 虚线:强度(cN/dtex) 实线:伸长率(%) 5 玉米纤维具有以上优越的性能,因此有广泛的应用价值,它可以制成圆截面的单丝 或复丝、三叶形截面的BCF、卷曲或非卷曲的短纤维、双组分纤维、纺粘非织造布和熔 喷非织造布等,还可以与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺,是目前完美的环保型、 绿色纤维。 玉米纤维的主要应用领域: 5.1服装行业:內衣、外衣、运动服、衬衫、T恤、茄克衫、长袜、礼服等 5.2建筑行业:地面覆盖增强材料、防土壤流失土工布、网、垫子、沙袋等 5.3农业、林业:种植类用网和无纺织物、防杂草袋和网、养护薄膜、奶酪包布、绑 带、催热膜、种子袋、农用化学品和化肥袋等 5.4渔业:渔网、海带养殖网、鱼线等 5.5食品行业:包装材料、过滤网等 5.6家用制品:抹布、个人卫生用品、室內装饰品、垃圾网、手巾、尿布表层织物、 室外休闲用具、防紫外线帐篷、雨伞、窗帘布、罩布等 5.7卫生医疗制品:手术缝合线、卫生纱布和脱脂棉、绷带、一次性卫生用品、一次 性工作服、其复合材料可作为骨结合部固定材料等 6 21世纪,绿色环保型新纤维制品会成为纤维市场的主导产品之一。玉米纤维作为可 生物降解的合成纤维,有着优良的性能和广泛的用途,需求量必然会不断扩大。我国有 极其丰富的玉米原料,成本低廉,而且原料的利用率及转化率高,生产玉米纤维蕴含无 限商机。 [1] 赵博,玉米纤维的特点及其产品开发(J),江苏丝绸,2005年第3期 [2] 姜怀,邬富麟,梁洁,韩丽云,纺织材料学(M),中国纺织出版社,1996年 [3] 李栋高,蒋惠钧,丝绸材料学(M),中国纺织出版社,1994年
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