论文部分内容阅读
对四川攀枝花地区生产的木棉纤维结构和性能作了研究,首次获得了自然状态下木棉纤维横截面和头端的清晰实物照片。结果表明木棉纤维具有壁薄、大中空、梢端封闭、根端在自然状态下紧闭的独特形态结构;0.03g/cm3的体积质量,10.8%的回潮率;较棉纤维低的结晶度和取向,较棉纤维疏松的胞壁结构;较棉纤维弱的碱液抵抗能力。 通过四氧化锇前染和铅铀片染,成功地制取了木棉纤维超薄切片,通过透射电镜观察获得了木棉纤维胞壁清晰可见的层状结构和明显的原纤结构,首次建立了木棉纤维的微细结构模型:木棉胞壁可分为致密的表皮层S、胞壁Ⅰ层W1、胞壁Ⅱ层W2、胞壁Ⅲ层W3和内皮层IS共五个基本的层次,在W1和W2层间、W2和W3层间分别存在过渡层L1和L2。各层聚集密度由大到小依次为S,W1,W3,W2和IS层,其中,表皮层最为致密,为纤维的保护层,厚度约40～70nm;过渡层（L1和L2）原纤排列最为疏松,导致层间原纤的结合力较层内原纤的结合力弱;内皮层较为疏松,厚度在40nm以下。 W1,W2,W3层具有精细的原纤结构,W1层原纤排列与棉纤维初生层相似,W3层内的原纤排列与棉纤维的次生层原纤排列类似;其原纤几何尺寸通常在基原纤和原纤的尺度内变化,同时也分布着不同尺寸的更大的原纤。其中,160～240nm厚的W1层中原纤呈网络状排列,宽度约10nm。W2和W3层厚度相当,约500nm,其内的原纤均平行致密、与纤维轴呈一定夹角排列;最小可见原纤宽度约3.2～5.0nm,其宽度尺度和棉纤维的基原纤相当;但两层内原纤长度和与纤维轴的夹角存在差异,根据勾股定律,W2层内的原纤长度大于132nm,和纤维轴的夹角约16.3°,而W3层内的原纤长度则大于153nm,和纤维轴的夹角约为36.6°。 实验发现NaOH对木棉纤维的可及性存在显著个体差异、对同一纤维胞壁各层的溶胀也存在显著差异,这与棉纤维的可及性显著不同。其中W2层和IS层是最易被溶胀的。内皮层结构疏松,原纤容易被分离出来,游离在中腔内。 在理论分析和实验验证基础上,建立了基于力分析的纤维浸润性能判定测试方法及其理论分析。通过分析纤维水平进入液体过程中,纤维和液体初始接触的力值变化和纤维完全进入液体时液面闭合时的力值变化,可以判定液体对纤维的浸润性能。所构建的