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丝光原理及性质

   日期:2012-09-03     浏览:4    

一、丝光纤维的性质
棉纤维浓碱作用后的变化
1、形态结构
    纤维直径增大变圆,纵向天然扭曲率改变(80%→14.5%),横截面由腰子形变为椭圆形,甚至圆形,胞腔缩为一点,若施加适当张力,纤维圆度增大,表面原有皱纹消失,表面平滑度,光学性能得到改善(对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射),增加了反射光的强度,织物显示出丝一般的光泽。
织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要原因,张力是增进光泽的主要因素。
2、微结构
    结晶度↓(70%→50%),无定形区域↑,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对dye的吸附性能和化学反应性能都有所提高,另外,由于丝光后,纤维形态变化,表面和内部的光散射减少,因此同浓度染料染色时,染色深度也增加。
纤维溶胀后,大分子间的氢键被拆散,在张力作用下,大分子的排列趋向于整齐,使取向度提高,同时,纤维表面不均匀变形被消除,减少了薄弱环节。使纤维能均匀的分担外力,从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴,抱合力,也减少了因大分子滑移而引起断裂的因素。
3、分子结构的变化
    棉纤维在浓碱液中发生溶胀后,大分子链间的氢键被拆散,舒解了织物中贮存的内应力,通过拉伸,大分子进行取向排列,在新的位置上建立起新的分子键,且分子间力比溶胀前大。最后在张力下去碱,已取向排列的纤维间的氢键被固定下来(是在更为自然,稳定的状态下被固定下来的),这时的纤维处于较低的能量状态,因此尺寸稳定。

二、丝光原理
    丝光是一个复杂的过程,关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因有两种理论作出解释
    1、水合理论
    (1)烧碱与天然纤维素(纤维素)作用,生成碱纤维素,主要有两种类型:
    ①醇化合物:
    ②分子化合物(加成化合物):
    两种产物都不稳定,经水洗便水解成水合纤维素,再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤维素Ⅱ)整个过程纤维素的变化表示如下:
    (2)棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是:钠离子体积小,它可以进入到fibre的晶区;同时Na+是一种水化能力很强的离子,环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之多,以至形成一个水化层,当Na+进入fibre内部并与fibre结合时,大量的水分也被带入,因而引起了剧烈溶胀,由于能进入晶区,因此,溶胀是不可逆的。
    (3)这种溶胀受温度的影响:
   (4) 溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响,
    2、Donnen膜平衡理论
    溶胀是渗透压作用的结果。
    假设纤维素是一种弱碱,在烧碱溶液中可形成钠盐,纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子Cell-O?,溶液中尚有可移动的Na+和OH-,如果有NaCl存在,还有Cl?,将纤维表面看作有类似半透膜性质,这些离子按一定条件分布,达到平衡时,膜内外必须分别达到电性中和。
    膜内可移动离子总浓度: CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-]I=2X-C1
    膜外可移动离子总浓度: CO=2(C2+C3-X)=2X,CI>CO,因而产生了渗透压(P),引起纤维溶胀。
    P=RT(CI-CO)=RT(2X-C1-2X′)
    P=RT() (1)
    根据(1)式
   (1)当C2不是很大时,C2↑,C1↑,P↑,溶胀↑
   (2)若有盐存在,膜外[Na+]↑,即X1↑,P↓,溶胀↓
   (3)若C2↑↑,C1相对C2很小,而膜外[Na+]↑↑,X‘很大,P→O

 
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