玉米及涤纶纤维抗紫外线性能的研究.docx

1、玉米及涤纶纤维抗紫外线性能的研究 分类号_ 密级_ UDC _ 学号 2008003886 毕业设计（论文）论文题目玉米纤维抗紫外线性能的研究Thesis TopicA Research About The Performance Of Corn Fiber Ultraviolet-resistant学生姓名周昱坤所 在 院 系轻纺工程与美术学院纺织服装系专 业 班 级纺织工程0802班导师姓名职称闫承花(副教授)2012年6月7日 编号： 毕业设计（论文）答辩许可证轻纺工程与美术 学院 纺织服装 系 纺织工程 专业 0802班学生 周昱坤 所编写的毕业设计(论文) 38 页，字数 19505

2、 ，符合毕业设计(论文)大纲的要求。经审查：该生已学完教学计划规定的全部课程，成绩合格，毕业设计电子文档最后一稿已交，准予参加毕业设计（论文）答辩。相 关 材 料材 料 名 称数量文献综述1份论文正文和实习报告1套外文文献翻译1份论文缩写1份毕业设计（论文）电子版（最后一稿磁盘文件）1套指 导 教师： （签名）教研室主任： （签名）系 主 任： （签名）院 长： （签名） 年 月 日太原理工大学毕业设计（论文）任务书第1页毕业设计（论文）题目：玉米纤维抗紫外线性能的研究毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：1.文献综述及资料 查阅有关涤纶玉米纤维在紫外线下强度质量变化的文献资料，了解国内外纤

3、维抗紫外线性能研究发展的历史与现状，并通过实验研究紫外线对涤纶玉米纤维强度质量性能的影响，确定选题的思路、目的和意义，制定具体的研究方案，完成文献综述报告，要求字数不少于2000字。2. 论文正文在指导老师的指导下，根据查阅相关资料做出的文献综述报告，设计实验方案，对其进行严格的实验和性能测试，分析结果，整理数据完成论文。3. 实习报告 认真参加实习了解本行业发展的最新概况，根据实习日记及实习现场收集到的有关资料完成实习报告，要求字数3000字左右。4. 外文文献翻译 熟练阅读与纺织及纤维抗紫外线相关的外文文献，准确翻译完成译文一篇。 第2页主要设备及原料： 试验器材： XD2102T型纺织天

4、平、YG086型纱线测长仪（卷绕机）、YG（B）型化纤长丝电子强力仪、60W紫外线杀菌灯管 原 料： 660.76dtex涤纶长丝、432.35dtex玉米纤维长丝 第3页毕业设计（论文）主要内容：1. 查阅纤维抗紫外线性能的相关资料，总结纤维抗紫外线性能研究内容的国内外发展现状。2. 了解纤维抗紫外线性能的意义，在现有实验条件下，进行一系列的测试实验。将涤纶纤维长丝的测试实验作为参照组。3.分析整理实验数据，通过与涤纶纤维作比较，探讨玉米纤维的抗紫外线性能。学生应交出的设计文件（论文）：1. 文献综述2. 论文正文部分和实习报告3. 外文文献翻译4. 论文缩写另需交：5. 有关文件的电子版第

5、4页主要参考文献（资料）：1 周麒麟,李秋影,吴驰飞. PET/改性炭黑纳米复合材料薄膜的抗紫外性能和结晶行为J. 高分子材料科学与工程,2012,28(3): 92-942 韩晶杰,何雪莲,张喜亮,等.炭黑表面改性对HAF/NR复合材料动态粘弹性的影响J.高分子材料科学与工程, 2008, 24(9):96-99.3 Huang J F, Shen F, Li X H,et al. Chemical modification of carbon black by a simple non-liquid-phase approachJ. J. Colloid Interf. Sci., 200

6、8, 328: 92-97.4 Liu M, Horrocks A R. Effect of carbon black on UV stability of LLDPE films under artificial weathering conditionsJ. Polym. De-grad. Stab. 2002, 75: 485-499.5 杨光福,柯扬船,刘维康. PET/SiO2纳米复合材料的光学性能和结晶成核行为J.高分子材料科学与工程, 2007, 23(4): 94-97.6 邵苏秀，安玉山抗紫外线纺织品的研究与评价J 江苏纺织2005，（6）：25-277 赵家祥日本开发防紫外

7、线织物的现状J纺织科学研究，1998，4：43-478 顾超英防紫外线纤维的开发与应用J济南纺织化纤科技2004（4）：24-259 李全明，王崇礴，王浩防紫外线织物的研究J高科技纤维与应用2002，（6）：19-2110 汪苏南，张曙生可溶性光敏还原染料对抗紫外整理织物的测定J印染1995，（9）：26-2911 周绍萁，安红林防紫外线织物J印染助剂1999，16(5)：1-312 朱航艳，于伟东纺织品抗紫外线性能与评价J纺织导报2003，(5)：141-14413 张瑞云,叶青青,丁康.防紫外线精纺毛涤混纺织物性能研究与风格评价J. 毛纺科技,2009,37(7):53-56.14 李春,

8、王俊苏,陈维国. 纳米TiO2改善涤纶织物抗紫外线及耐日晒性能的研究J. 浙江理工大学学报,2006,23(2):123-127.15 张永文,陈英.纳米技术与抗紫外线功能性纺织品J.纺织导报, 2004 (6): 48-54.16 张正潮,楼才英.浅谈耐日晒色牢度的测试标准J.印染, 2005 (3): 41-42.17 马振华,许海育.纳米材料防紫外线整理的应用研究J.印染助剂, 2005, 22(4): 11-14.18 刘森. 玉米纤维性能与用途的探讨J.产业用纺织,2002(4):39-41.19 章俊玲,陈维国,骆祥伟,胡国樑.光稳定剂配制及其改善涤纶织物抗紫外耐日晒的作用J. 印

9、染助剂,2008,25(11):17-21.20邵敬党. 聚乳酸（PLA）纤维的研究与开发利用J.毛纺科技，2005（5）： 29-32.21 姚穆.纺织材料学M.中国纺织出版社，2009（3）：362-36322秦卫东. 玉米聚乳酸纤维力学性能的研究.苏州大学学报J，2006(1):32-35第5页 专业班级 纺织0802班 学生 周昱坤 要求设计（论文）工作起止日期 2012年3月19日2012年6月10日 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 玉米纤维抗紫外线性能的研究轻纺工程与美术学院-纺织服装系-纺织工程0802班周昱坤摘 要：本文通过了解紫外线对织物的

10、影响，知道开发抗紫外线织物迫在眉睫。而涤纶、玉米纤维抗紫外线性能优于其它纤维，所以研究涤纶玉米的抗紫外线性能具有重要意义。本文通过涤纶玉米紫外线照射测其强度实验和日晒条件下测其质量实验，探讨涤纶玉米纤维的抗紫外线性能和耐日晒性能。关键词: 涤纶；玉米纤维；抗紫外线；耐日晒A Research About The Performance Of Corn Fiber Ultraviolet-resistanceAbstracts: By understanding the effects of ultraviolet radiation on fabric, we know that develo

11、ping UV-resistant fabric is around the corner. The UV-resistant performance of polyester and corn fiber is better than other fibers.Therefore, studying the UV-resistant performance of polyester and corn fiber is of great significance. This article by ultraviolet irradiation of polyester and corn exp

12、eriment of measuring the strength and by light measured the quality, exploring the UV -resistant and sunlight-resistant performance of polyester and corn fibers.Keywords: polyester ; corn fibers ; UV resistant; sunlight-resistant目 录答辩许可证毕业设计（论文）任务书中文摘要 英文摘要 目录 文献综述 1一、研究领域概况 1（一）抗紫外线性能研究的历史及现状 1（二）前

13、沿发展情况 1（三）已有的研究成果 1二、玉米纤维抗紫外线性能的研究意义和目的 2（一）已有成果的不足或疏漏 2（二）观点及论文题目 2（三）选题的意义和目的 2三、研究思路及方案 2（一）研究思路 2（二）研究方法及手段 2四、进度计划 2五、参考文献 3论文正文 4前言 4一、玉米纤维的抗紫外线实验 4（一）实验准备 4（二）实验过程 4二、玉米纤维耐日晒实验 6（一）实验准备 6（二）实验过程 6三、实验结果及分析 7（一）抗紫外线实验结果分析 7（二）耐日晒实验结果分析 8四、结论 9五、参考文献 9实习报告 10外文资料及译文 17一、英文原文 17二、译文 19论文缩写 21致谢

14、26文献综述学 院：轻纺工程与美术学院 系 别：纺织服装系专业班级：纺织工程0802班 姓 名：周昱坤 指导教师：闫承花一、研究领域概况（一）紫外线性能研究的历史及现状涤纶是 20世纪 50年代开始工业化生产的,由于具有一系列优良性能,其应用遍及服装、 装饰、产业等各大领域,产量居三大合成纤维之首1。玉米纤维被誉为二十一世纪新一代纤维，具有良好的环保性能，其强度、吸湿性、伸长性以及染色性能都和常用的化学纤维相近2。用其制成的面料柔软，有丝绸般的光泽和舒适的手感，皮肤接触感觉良好，具有抗菌性与防霉性，燃烧无毒;能抵抗细菌生长，能防污、抗紫外线，耐日晒、耐气候，且染色性好3。然而由于太阳光辐射中,

15、到达地面的紫外线以波长为280400 nm的UV2A和UV2B为主,他们具有极高的能量,约为300400 kJmol-14。长时间的紫外线照射,不但对人体有害,同时对织物也有很大的影响。许多染料分子和多数聚合物分子的键能在紫外线能量范围内,染料分子吸收光子而成激发态,而导致染料的光化学反应;纤维上某些物质可因紫外线辐射激化成激发态,也会使染料发生化学变化5。对一些高档纺织品和长期暴露于日晒、高温环境中的汽车装饰布来说,抗紫外线或耐日晒性能是影响产品质量和档次的重要因素。因此研究纤维的抗紫外线性能具有极其重要的意义。研究表明：在常用的纺织纤维材料中，粘胶织物、棉织物的抗紫外线能力较差，而涤纶织物

16、和羊毛织物的抗紫外线能力较好；未经防紫外线加工的织物，其厚度越厚，织物密度越大、织物的色泽越深，抗紫外线的能力越大6。（二）前沿发展情况1.现阶段的主要理论观点和技术现阶段大量研究结果表明，涤纶耐日晒性能比较好，仅次于腈纶和醋酯纤维，优于其他纤维，涤纶对波长为300-330nm范围的紫外光较为敏感7。而玉米纤维具有很好的抗紫外线的功能，在紫外线长期照射下，其断裂比强度和断裂伸长率均变化不大。在太阳光下照射，涤纶的质量变化比玉米纤维明显。随着照射时间的增长，质量越来越小。在紫外线灯下照射，涤纶的强度变化也比玉米的明显，断裂强度越来越小。2.本课题的主攻方向近年来纺织界对涤纶玉米的抗紫外线研究，仅

17、限于如何提高其抗紫外线性能，重心放在开发能够提高抗紫外线的试剂或纤维上。至于涤纶和玉米纤维抗紫外线性能究竟如何，其强度和质量在紫外线照射下是怎么变化的，很少有相关的研究。这就是本课题研究的意义。本课题主要研究在日晒和紫外线灯的照射下，涤纶和玉米纤维的质量和强度变化。随着时间递增，绘制变化曲线，研究其变化特征。然后再对比涤纶和玉米纤维单位特克斯数，谁对紫外线更敏感。目前对这方面的研究很少，而紫外线对人体伤害很大。因此，研究纤维的抗紫外线性能具有很重要的作用。（三）已有的研究成果 1.采用有机紫外线吸收剂UV327通过固相原位接法枝对炭黑进行改性制备复合型紫外线吸收剂。通过红外光谱和扫描电镜测试,

18、表征了炭黑及改性炭黑的结构及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体中的分散性,结果表明,UV327成功接枝到炭黑表面, 提高其抗紫外线能力8。 2. 用含纳米TiO2溶胶和分散液的整理液处理后,涤纶织物的UPF值提高,其中纳米TiO2分散液整理的效果更显著,具有明显改善涤纶织物耐日晒性能的作用9。 3.织物原料对抗紫外线性能有重要影响, 紫外线遮蔽剂在纤维内的添加大大提高了织物的抗紫外线性能, 同时纤维的结构对抗紫外线效果也有较大影响, 纤维越细, 表面积越大, 对紫外线的防护效果越好10。织物的紧密程度、织物组织、织物颜色对抗紫外效果都有较大影响二、玉米纤维抗紫外线性能的研究意义和目的（一）

19、已有成果的不足或疏漏 已有的研究成果都是关于如何提高纤维织物的抗紫外性能，如何能够让织物更多的吸收紫外线来起到对人体的保护作用。包括固相原位接、TiO2添加、以氧化锌为主作为屏蔽剂的抗紫外线涤纶低弹丝产品的开发等11。但涤纶和玉米纤维抗紫外线性能及其强度和质量在紫外线照射下是怎么变化的，没有相关的研究。要想开发出具有良好防紫外线性能的纺织品, 必须对影响织物抗紫外线性能的因素做出研究分析，这就要求我们必须知道这些纤维在紫外线下强度质量怎么变化，并能绘制其变化曲线。（二）观点及论文题目在日晒条件下，涤纶和玉米纤维的重量随时间递增变的越来越小，且玉米纤维变化比涤纶长丝更明显。说明玉米纤维比涤纶长丝

20、耐日晒性能好。在紫光灯照射下，经长时间照射，涤纶和玉米纤维的强度随时间增加也变的越来越小，且涤纶比玉米纤维变化更明显。说明玉米纤维耐紫外线性能比涤纶强。我们的研究题目为：玉米纤维抗紫外线性能的研究。通过强度变化和质量变化的测定实验，研究玉米纤维的抗紫外线性能和耐日晒性能。对涤纶长丝的抗紫外线研究已经比较成熟，在这里作为参照来研究玉米纤维的耐日晒和抗紫外线性能。（三）选题的意义和目的由于碳氟系列溶剂和氟利昂的大量使用，地球大气层中臭氧层遭到严重的破坏，使到达地球表面的紫外线不断增加，据研究表明，适当的紫外线对人体是有益的，它能促进维生素 D的合成，对佝偻病有抑制作用，并具有消毒杀菌的作用。但是过

21、量的紫外线对人体是十分有害的，它不仅使人体黑色素增多，使皮肤老化，严重的还会使皮肤起水泡、红斑，甚至还会引起皮肤癌12。 因此，进行防紫外线纺织品的研究就显得尤为重要。这首先就要求我们了解纤维在紫外线下各性能的变化。因此研究玉米纤维抗紫外线具有十分重要的意义。三、研究思路及方案（一）研究思路1.通过阅览纤维抗紫外线性能方面的相关文献资料，了解涤纶纤维长丝、玉米纤维长丝的各项性能和应用。2.了解研究涤纶玉米纤维的抗紫外线性能的意义，确定实验步骤，进行实验。3.根据实验结果做出分析，参考相关理论知识得出结论。（二）研究方法及手段1.将涤纶和玉米纤维各缠绕五组，每组二百圈。固定在晾衣架上，每周取下一

22、组，测其在日晒条件下质量变化。2. 将涤纶和玉米纤维各缠绕数组，放进紫光灯照射仪下，间隔一定时间取出一组，测其强度变化。3.分析实验结果，探讨相关理论。四、进度计划(1) 3.204.11 根据课题题目收集资料、完成文献综述(2) 4.124.18 制定具体实验方案、准备实验材料(3) 4.195.22 开始实验，做好相关记录与分析(4) 5.236.8 完成并提交论文电子版和打印版(5) 6.96.12 参加答辩参考文献1 章俊玲,陈维国,骆祥伟,胡国樑.光稳定剂配制及其改善涤纶织物抗紫外耐日晒的作用.印染助剂J,2008,25(11):17-212 刘森. 玉米纤维性能与用途的探讨.产业用

23、纺织J,2002(4):39-41.3 邵敬党. 聚乳酸（PLA）纤维的研究与开发利用J.毛纺科技，2005（5）： 29-32.4 李春,王俊苏,陈维国. 纳米TiO2改善涤纶织物抗紫外线及耐日晒性能的研究.浙江理工大学学报J,2006,23(2):123-127.5 邵苏秀，安玉山抗紫外线纺织品的研究与评价J 江苏纺织2005，（6）：25-276 赵家祥日本开发防紫外线织物的现状J纺织科学研究，1998，4：43-477 顾超英防紫外线纤维的开发与应用济南纺织化纤科技J2004（4）：24-258 周麒麟,李秋影,吴驰飞. PET/改性炭黑纳米复合材料薄膜的抗紫外性能和结晶行为. 高分子

24、材料科学与工程J,2012,28(3): 92-949 张永文,陈英.纳米技术与抗紫外线功能性纺织品.纺织导报J, 2004 (6): 48-54.10 严玉蓉,赵耀明,胡岚. 紫外吸收剂及紫外屏蔽纤维/织物的发展. 产业用纺织品J，2001（1）5-711 周绍萁，安红林防紫外线织物J印染助剂1999，16(5)：1-312 朱航艳，于伟东纺织品抗紫外线性能与评价J纺织导报2003，(5)：141-144论文正文玉米纤维抗紫外线性能的研究前言PET（聚酯纤维）我国工业名称为涤纶, 因其机械强度高、耐磨、耐酸碱、不易霉蛀、化学稳定性好等特点, 在服装、装饰、产业三大领域的产量已居合成纤维的首位

25、1。玉米纤维被誉为二十一世纪新一代纤维，具有良好的环保性能，其强度、吸湿性、伸长性以及染色性能都和常用的化学纤维相近。用其制成的面料柔软，有丝绸般的光泽和舒适的手感，皮肤接触感觉良好，具有抗菌性与防霉性，燃烧无毒;能抵抗细菌生长，能防污、抗紫外线，耐日晒、耐气候，且染色性好。玉米纤维是完全降解型绿色纤维。它在环境中可被微生物分解2。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3。近年来，大量的氟利昂等含卤素

26、的化合物滞留在地球上空，被紫外线分解成活性氯，进而与臭氧发生连锁反应，臭氧层被破坏，使大量紫外线到达地面，影响人体健康。另外，紫外线对纺织品也有不良影响，不仅能使纺织品褪色，也可使尼龙和纤维素等纤维脆损，强力下降4。因此，在科学技术迅速发展和生活水平不断提高的今天，安全、舒适、健康的防紫外线服饰将越来越受到青睐。常用的纺织纤维中，棉织物、粘胶织物的防紫外线性能较差，涤纶织物和羊毛织物的抗紫外线能力较好，但仍旧达不到预期的防紫外线效果，目前生产的防紫外线纺织品大多采用抗紫外线整理剂和紫外线屏蔽剂处理的方法，但其所具有的服用性能仍旧满足不了要求。开发服用性能好防紫外线效果佳的纺织品迫在眉睫。涤纶玉

27、米的抗紫外性能优于其它纤维。所以，深入研究涤纶玉米抗紫外线性能具有重要的意义。由于涤纶长丝的抗紫外线性能研究比较成熟，在此课题中将涤纶长丝测试实验作为参照组，实验过程中，拿玉米纤维的实验数据与涤纶长丝比较，来探究玉米纤维的抗紫外线性能和耐日晒性能。一、玉米纤维抗紫外线实验（一）实验准备1原料涤纶纤维：经缠绕机缠绕，天平称量，换算成分特克斯数，测十组，求其平均分特克斯数为660.76dtex.玉米纤维：同涤纶纤维，确定平均分特克斯数为432.35dtex. 2主要实验仪器XD2102T型纺织天平、YG086型纱线测长仪（卷绕机）、YG（B）型化纤长丝电子强力仪、60W紫外线杀菌灯管、晾衣架等。（

28、二）实验过程1. 确定涤纶玉米的特克斯数将纤维经卷绕机卷绕十圈（为10米），在天平上测其各自重量，再乘以1000，换算为分特克斯数。各测十组，求其平均值，即为纤维的分特克斯数。经测定，玉米为432.35dtex，涤纶为660.76dtex。测试数据列表格如下：表1 涤纶、玉米纤维细度测试数据次序12345678910细度平均值（dtex）涤纶质量（g/10m）0.66 190.65 340.65650.66 730.65390.66560.65790.66510.65970.6663660.76分特数（dtex）661.9653.4656.5667.3653.9665.6657.9665.16

29、59.7666.3玉米纤维质量（g/10m）0.43 530.43 290.42 470.43 350.42 970.43 200.42 380.44 120.42 500.43 37432.35分特数（dtex）435. 3432. 9424. 7433. 5429. 7432. 0423. 8441. 2425. 0433. 72. 纤维固定取十个晾衣架，将涤纶玉米纤维各缠在五个晾衣架上，每个晾衣架上缠绕一定长度。贴上标签，并分为五组。每小组各有一组涤纶纤维和一个玉米纤维。3紫光灯下照射 将紫光灯固定在纸箱内，外面蒙上一层布，防止外面光线的干扰。把固定好纱线的衣架放入内，打开紫外线灯，开始照射。每隔一个小时取出一组。4. 强度测定把经紫外线照射过的纤维，放在化纤强度测定仪上，每组测五次，求出平均值。由于涤纶玉米纤维的细度不一样，为便于比较，测出的断裂强力分别除以各自分特数，得出单位分特数的断裂强力。再测出未经紫外线照射过的纤维的初始强度。进行比较。未经紫外线照射的纤维的初始强度，测五次，求其平均值。如下表格：表2 涤纶、玉米初始强度测试数据测试序数涤纶纤维玉米纤维断裂强力（cN）断裂伸长 （mm）伸长率 （%）断裂强力（cN）