木棉纖維結(jié)構(gòu)和性能及其集合體的浸潤(rùn)與浮力特征研究.pdf

1、東華大學(xué)博士學(xué)位論文木棉纖維結(jié)構(gòu)和性能及其集合體的浸潤(rùn)與浮力特征研究姓名：肖紅申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：紡織材料與紡織品設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：于偉東施楣梧20051001摘要東華大學(xué)博士學(xué)位論文浸潤(rùn)因子W可定量評(píng)價(jià)纖維在液體中的浸潤(rùn)性能。該方法適合于不同長(zhǎng)度、細(xì)度、不同浸潤(rùn)性能的單纖維和束纖維的浸潤(rùn)性能檢測(cè)，克服了大多數(shù)檢測(cè)方法只適合較長(zhǎng)纖維的缺點(diǎn)，對(duì)難以浸潤(rùn)、密度比液體輕的纖維也同樣適用。導(dǎo)出了適合于圓形截面纖維浸潤(rùn)因子W與接觸角間的函數(shù)關(guān)系，

2、BlJO=7【／(w1)。討論了用該法進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)的影響因素，結(jié)果表明初始接觸階段和閉合階段的力值隨著纖維細(xì)度的增加而增加，但細(xì)度變化并不影響其浸潤(rùn)性能：而纖維截面形狀對(duì)浸潤(rùn)性能影響較大。并利用該法得到木棉纖維的接觸角為157‘，和用靜滴法獲得的值接近。通過動(dòng)態(tài)毛細(xì)法研究了正浸潤(rùn)纖維集合體的芯吸性能，推導(dǎo)獲得了影響負(fù)浸潤(rùn)纖維集合體的影響因素及方式。集束密度、單纖維細(xì)度、纖維表面性能、浸潤(rùn)液體表面張力是影響纖維集合體浸潤(rùn)性能的重要因素，

3、單纖維截面形狀也有一定影響，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于細(xì)度和集束密度的影響。修改的LukasWashburn等式只適合于芯吸發(fā)生的初始階段，在接觸角已知的條件下，可以獲得纖維集合體的形狀因子。對(duì)木棉纖維集合體的壓縮性能研究表明初始體積質(zhì)量對(duì)纖維集合體壓縮性能的至關(guān)重要。在壓強(qiáng)和壓縮時(shí)間一定時(shí)，隨機(jī)排列的纖維集合體，無(wú)論其初始體積質(zhì)量多小，其被壓縮后的體積質(zhì)量將趨于一個(gè)穩(wěn)定值。當(dāng)纖維集合體的初始體積質(zhì)量在這個(gè)穩(wěn)定值以下時(shí)，隨著初始體積質(zhì)量的增加，纖維集合

4、體的壓縮率減小，壓縮恢復(fù)率增加。首次獲得了木棉纖維集合體浮力材料的最佳體積質(zhì)量為00389／cm3～O059／cm3。發(fā)現(xiàn)木棉纖維長(zhǎng)時(shí)間置于水中，有明顯的吸濕效應(yīng)，其質(zhì)量增加率隨體積質(zhì)量的增加而顯著減少。并建立了纖維集合體浮力材料的理論模型，可用以指導(dǎo)纖維集合體浮力材料設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)選擇。對(duì)復(fù)合浮力材料的研究表明，通過分層鋪絮方式構(gòu)筑的木棉／三維卷曲滌綸復(fù)合浮力材料形成了良好的具有支撐作用的結(jié)構(gòu)，是提高木棉纖維集合體壓縮恢復(fù)性能的理想方式

5、；經(jīng)熱融粘結(jié)處理過的木棉／粘結(jié)纖維復(fù)合浮力材料具有較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，抗壓縮性能提高，浮力倍數(shù)和浮力損失率均滿足要求，是一種理想的復(fù)合浮力材料。本文的研究結(jié)果表明：木棉纖維具有獨(dú)特的薄壁大中空和兩端緊閉的形態(tài)結(jié)構(gòu)、原纖排列精細(xì)的層狀胞壁微細(xì)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的拒水性能，是理想的纖維集合體浮力材料，通過加入粘結(jié)纖維的方式可獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的絮狀纖維集合體浮力材料；同時(shí)，本文發(fā)展的基于力分析的纖維浸潤(rùn)性能判定方法具有廣泛適應(yīng)性。關(guān)鍵詞木棉纖維纖維集合體微細(xì)