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介孔组装无机粒子开发阻燃功能棉纤维的研究

作　者: 黄俊鹏
导　师: 董卫国
学　校: 天津工业大学
专　业: 纺织工程
关键词: 功能织物 阻燃处理 抗紫外线 纤维微孔 氮气吸附
分类号: TS102.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


棉纤维具有多孔结构，将某些无机材料组装到纤维孔隙当中，可以赋予纤维特殊的功能。本论文采用氮气吸附法测定棉纤维孔隙结构，得到了关于棉纤维内部孔体积及其分布的参数。并在分析棉纤维的孔隙结构和孔径分布的基础上，将Ba2+离子渗透到棉纤维内部，再与PO33-离子接触，在棉纤维的微孔中生成磷酸钡和磷酸氢钡结晶沉淀，从而将磷酸钡和磷酸氢钡粒子组装到棉纤维的内部孔隙中，形成无机离子／棉纤维复合材料，使棉纤维不仅具有很好的阻燃效果，而且还具有一定抗紫外线性能，对开发功能性纺织品具有指导意义。对棉纤维孔隙结构的研究表明：纤维中存在着丰富的20（?）左右的孔隙。20～40（?）的微孔，其体积占总孔体积68.16％；用正交统计方法分析了影响无机纳米粒子在纤维内部的结合牢度的重要因素，在结合牢度最佳的工艺条件下，测得棉织物的极限氧指数为21.9，抗紫外线防护指数UPF值为17.7。通过耐洗牢度试验测试表明：无机粒子与纤维形成比较牢固地结合，其织物经洗涤12次后，增重率保持在6％以上。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 前言  10-15
  1.1 课题研究目的、现状和意义  10-14
    1.1.1 课题研究目的  10
    1.1.2 课题研究现状  10-13
      1.1.2.1 常规阻燃整理研究现状  10-12
      1.1.2.2 纳米技术开发功能纺织品研究现状  12-13
    1.1.3 课题研究意义  13-14
  1.2 课题研究的主要内容  14
  1.3 研究手段和方法  14-15
第二章 试验与表征方法  15-19
  2.1 棉纤维微孔结构的表征  15
    2.1.1 试验方法  15
    2.1.2 试验设备  15
  2.2 组装纳米无机阻燃粒子  15-18
    2.2.1 试验方法  15-17
      2.2.1.1 退浆处理(碱退浆煮练)  16
      2.2.1.2 阻燃处理  16-17
    2.2.2 试验原料与设备  17-18
  2.3 表征方法  18
  2.4 小结  18-19
第三章 氮气吸附法表征棉纤维的孔结构  19-27
  3.1 氮气吸附法孔隙测试原理  19-20
    3.1.1 固体表面的吸附  19
    3.1.2 N_2的等温吸附特性  19
    3.1.3 吸附等温线  19-20
    3.1.4 利用吸附等温线进行比表面积与孔的测试  20
  3.2 测试方法  20-21
  3.3 测试结果  21-26
    3.3.1 吸附等温线  21-23
    3.3.2 孔径分布  23-26
  3.4 小结  26-27
第四章 无机阻燃粒子在织物上的结合牢度  27-33
  4.1 无机粒子的生成原理  27
  4.2 无机粒子在织物上的结合牢度  27-29
    4.2.1 洗涤、烘干与称重  27-28
    4.2.2 结合牢度的计算  28-29
  4.3 影响因数及最佳工艺  29-31
    4.3.1 正交设计  29-30
    4.3.2 数据处理  30-31
      4.3.2.1 直观分析  30
      4.3.2.2 统计分析  30-31
      4.3.2.3 误差估计  31
      4.3.2.4 显著性检验  31
  4.4 结论  31-33
第五章 阻燃测试  33-45
  5.1 阻燃机理  33-35
    5.1.1 纯棉织物燃烧机理  33
    5.1.2 纯棉织物阻燃机理  33-34
      5.1.2.1 覆盖论  34
      5.1.2.2 气体论  34
      5.1.2.3 热论  34
      5.1.2.4 催化脱水论  34
    5.1.3 磷系阻燃机理  34-35
  5.2 阻燃测试  35-37
    5.2.1 氧指数测试  35-36
    5.2.2 垂直燃烧测试  36-37
  5.3 结果分析  37-40
    5.3.1 大气压力对阻燃效果的影响  37-38
    5.3.2 织物毛细效应对耐洗牢度及阻燃效果的影响  38
    5.3.3 焙烘温度对阻燃效果的影响  38-39
    5.3.4 生成阻燃剂所用反应试剂量对阻燃效果的影响  39
    5.3.5 柔软剂用量对阻燃效果的影响  39-40
  5.4 阻燃织物切片观察  40-44
    5.4.1 显微镜观察  40-41
    5.4.2 扫描电镜观察  41-44
  5.5 小结  44-45
第六章 抗紫外线测试  45-49
  6.1 紫外辐射  45-46
    6.1.1 纺织品抗紫外辐射机理  45
    6.1.2 本试验中抗紫外线的机理  45-46
    6.1.3 防护指数UPF的建立  46
  6.2 抗紫外线测试  46-48
    6.2.1 所用仪器及其原理  46-47
    6.2.2 测试方法  47
    6.2.3 测试结果  47-48
    6.2.4 结果分析  48
  6.3 小结  48-49
第七章 其它性能测试  49-53
  7.1 回潮率测试  49-50
    7.1.1 所用仪器及其原理  49
    7.1.2 测试方法、结果和分析  49-50
  7.2 撕破强力测试  50-52
    7.2.1 所用仪器及其原理  50-51
    7.2.2 测试方法、结果和分析  51-52
  7.3 小结  52-53
第八章 结论  53-57
  8.1 棉纤维孔隙分布  53
  8.2 无机纳米阻燃粒子生成情况  53-54
  8.3 阻燃测试结果  54
  8.4 抗紫外线测试结果  54-55
  8.5 其它性能影响  55
  8.6 还需进一步研究的问题  55-56
  8.7 展望  56-57
参考文献  57-59
发表论文和参加科研情况说明  59-60
附录  60-65
致谢  65

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 一般性问题 > 纺织纤维（纺织原材料） > 植物纤维
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