一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法与流程

1.本发明涉及一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法，具体技术涉及天丝纤维技术领域。


背景技术：

2.天丝纤维作为粘胶纤维的升级产品，是以溶解浆、棉纤维等为主要原料，以n-甲基吗啉-n-氧化物(nmmo)为溶剂，经溶剂纺丝方法生产的一种纤维。由于在生产时不需加入二硫化碳等化学试剂，不产生有毒有害的废水、废气和废渣，仅采用nmmo作为溶剂，通过物理方法进行生产，且纤维埋入土壤后3-6个月可自然降解，因此，天丝纤维被称为21世纪的“绿色纤维”。
3.天丝纤维集天然纤维和合成纤维优点于一身，兼具棉纤维的吸湿透气性、舒适性，同时强度性能远高于棉和普通粘胶纤维，接近于涤纶纤维强度。不仅如此，天丝纤维还具有原纤化效应，可生产常规纤维不能得到的类似桃皮绒的表面效果。基于天丝纤维优良的天然纤维和合成纤维特性，开发出多种高附加值的机织和针织产品，在服装、纺织领域，以及非织造布、工业滤布、工业丝和特种纸等工业领域得到了广泛的应用。
4.天丝纤维行业的上游主要是木浆、竹浆等浆粕和溶剂，下游为纺织行业。其中上游产品浆粕是制约天丝纤维发展的关键因素。目前浆粕原料进口依存度高，而国产浆粕普遍存在平均质量水平较低，加工性能一般等问题。在贸易战的大背景下，进口政策将逐渐趋严，开发质优价廉的本土化浆粕产品是实现天丝纤维行业产能突破的关键。
5.浆粕对天丝纤维生产及产品质量的影响主要概括为两个方面：一是浆粕中所含有的除纤维素以外的杂质，如半纤维素、木素、抽出物、金属离子等，这些杂质大部分起到负面影响，随着浆粕进入原液系统，在原液过滤的工序中无法去除而影响原液的可纺性能；同时，随着溶剂的循环使用，系统中的杂质浓度不断升高又会影响溶剂回收；二是浆粕的内部结构，如结晶度、分子量分布等影响其在nmmo溶液体系中的溶胀效果，进而影响原液性能。从产品质量评价而言，与粘胶纤维不同，国内尚未建立天丝纤维溶解性能的评价体系，现有的溶解浆指标，如甲种纤维素含量、碱溶解性能、抽出物含量、金属离子含量等，无法作为评价天丝用浆粕质量好坏的标准，因而，无法将天丝纤维的上游浆粕产品与下游纺丝性能进行有效地连接。因此，有必要建立天丝纤维用浆粕的可纺性评价体系，从而有针对性地对现有浆粕进行精炼和改善，从而达到天丝用浆粕的标准。


技术实现要素：

6.针对现有天丝纤维用浆粕评价体系存在的问题，本发明提供了一种评价天丝纤维用浆粕可纺性能方法，本发明提供的方法能够很好地将上游浆粕原料与下游纺丝行业较好地结合，为实现天丝纤维用浆粕升级提供参考。
7.本发明提供了一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法，包括以下步骤：
8.(1)溶解性能评价：将浆粕撕成小块，与50％nmmo溶液以一定比例进行混合，在减
压蒸馏下形成琥珀色均一纺丝液，记录溶解时间，并用偏光显微镜对纺丝液进行观察，是否有未溶解纤维，溶解时间越短且纺丝液中无未溶解纤维的浆粕为较好浆粕；
9.(2)纺丝液可纺性评价：步骤(1)制备的均一纺丝液，在稳态剪切流动模式下，用流变仪测定纺丝液的零切粘度、牛顿指数、粘流活化能和结构粘度指数；所测定的浆粕纺丝液的零切粘度越低、牛顿指数越高、粘流活化能和结构粘度指数越低，则该浆液的可纺性能好，纤维易于成形；
10.(3)纺丝强度性能评价：步骤(1)制备的均一纺丝液均匀的涂布在纸上，并置于烘箱烘干至恒重，之后裁定成标准尺寸，在纸张抗张强度测试仪上测定纸样的强度，比较相同涂布量下纸样的抗张强度，测出的强度越高，证明浆粕的性能越好，纺出的纤维强度越高；
11.优选地，步骤(1)所述的浆粕为阔叶木浆粕、针叶木浆粕、竹浆粕、棉浆粕、麻浆粕等一种或几种物质；
12.优选地，步骤(1)所述的浆粕小块的尺寸大小为1～5cm2；
13.优选地，步骤(1)所述的浆粕与50％nmmo溶液的混合比例为1～10％；
14.优选地，步骤(1)所述的减压蒸馏温度为50～99℃；
15.优选地，步骤(3)所述的涂布方式可以是刮刀涂布、刮棒涂布、帘式涂布方式的一种或几种；
16.优选地，步骤(3)所述的烘干温度为80～115℃；
17.优选地，步骤(3)所述的裁定尺寸为长100～200mm，宽15mm；
18.本发明的特点在于：本发明模拟天丝纤维的制备过程，对浆粕溶解、喷丝、纺丝后纤维强度进行定性定量分析，有效地将浆粕性能与纺丝过程相衔接，操作简单，具有较好的实用价值。
具体实施方式
19.为便于理解本发明，本发明所列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮忙理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
20.实施例1：
21.一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法，所述的方法包括以下步骤：
22.(1)溶解性能评价：将浆粕a和浆粕b撕成小块，尺寸约为1cm2，与50％nmmo溶液以3％比例进行混合，在减压蒸馏温度95℃下形成琥珀色均一纺丝液，记录溶解时间，并用偏光显微镜对纺丝液进行观察，是否有未溶解纤维；
23.(2)纺丝液可纺性评价：步骤(1)制备的均一纺丝液a和b，在稳态剪切流动模式下，用流变仪测定纺丝液的零切粘度、牛顿指数、粘流活化能和结构粘度指数；
24.(3)纺丝强度性能评价：步骤(1)制备的均一纺丝液a和b均匀的涂布在打印纸上，并置于烘箱105℃烘干至恒重，之后裁定成标准尺寸长180mm
×
宽15mm，在纸张抗张强度测试仪上测定纸样的强度，比较相同涂布量下纸样的抗张强度；
25.对实施例1制备纺丝液a和b进行比较，结果如表1所示。
[0026][0027]
通过表1可以看出，本发明提供的一种评价天丝纤维用浆粕可纺性能方法来评价浆粕a和b，其中浆粕a在溶解性能、可纺性以及强度性能均优于浆粕b。
[0028]
申请人声明，本发明通过以上实施例来说明本发明的工艺参数和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺参数和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细的工艺参数和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。


技术特征：
1.本发明提供了一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法，包括以下步骤：(1)溶解性能评价：将浆粕撕成小块，与50％nmmo溶液以一定比例进行混合，在减压蒸馏下形成琥珀色均一纺丝液，记录溶解时间，并用偏光显微镜对纺丝液进行观察，是否有未溶解纤维，溶解时间越短且纺丝液中无未溶解纤维的浆粕为较好浆粕；(2)纺丝液可纺性评价：步骤(1)制备的均一纺丝液，在稳态剪切流动模式下，用流变仪测定纺丝液的零切粘度、牛顿指数、粘流活化能和结构粘度指数；所测定的浆粕纺丝液的零切粘度越低、牛顿指数越高、粘流活化能和结构粘度指数越低，则该浆液的可纺性能好，纤维易于成形；(3)纺丝强度性能评价：步骤(1)制备的均一纺丝液均匀的涂布在纸上，并置于烘箱烘干至恒重，之后裁定成标准尺寸，在纸张抗张强度测试仪上测定纸样的强度，比较相同涂布量下纸样的抗张强度，测出的强度越高，证明浆粕的性能越好，纺出的纤维强度越高。2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(1)所述的浆粕为阔叶木浆粕、针叶木浆粕、竹浆粕、棉浆粕、麻浆粕等一种或几种物质；优选地，步骤(1)所述的浆粕小块的尺寸大小为1～5cm2；优选地，步骤(1)所述的浆粕与50％nmmo溶液的混合比例为1～10％；优选地，步骤(1)所述的减压蒸馏温度为50～99℃。3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(3)所述的涂布方式可以是刮刀涂布、刮棒涂布、帘式涂布方式的一种或几种；优选地，步骤(3)所述的烘干温度为80～115℃；优选地，步骤(3)所述的裁定尺寸为长100～200mm，宽15mm。

技术总结
本发明公开了一种评价天丝用浆粕可纺性能的方法，分别从浆粕的溶解性能、可纺性能以及强度性能进行评价，模拟天丝纤维的制备过程，对浆粕溶解、喷丝、纺丝后纤维强度进行定性定量分析，有效地将浆粕性能与纺丝过程相衔接，操作简单，具有较好的实用价值。具有较好的实用价值。


技术研发人员：龚琛 田超 苏振华
受保护的技术使用者：中国制浆造纸研究院有限公司
技术研发日：2020.12.03
技术公布日：2022/6/7