谢跃亭，胡雪敏，朱正锋

（1.新乡白鹭化纤集团有限责任公司，河南 新乡453011；2.河北科技大学，石家庄050018；3.中原工学院；4.河南省功能性纺织材料重点实验室，郑州450007）

竹炭粘胶纤维的性能研究

谢跃亭1，胡雪敏2，朱正锋3，4

（1.新乡白鹭化纤集团有限责任公司，河南 新乡453011；2.河北科技大学，石家庄050018；3.中原工学院；4.河南省功能性纺织材料重点实验室，郑州450007）

利用电子显微镜对竹炭粘胶纤维的微观结构进行观察，发现其纵向具有凹槽，纤维内部存在大量空隙；红外光谱研究表明其具有明显的CO2吸收峰；物理性能研究发现其断裂强度较低，回潮率较高；利用铜氨溶液法测定其聚合度，结果证明其聚合度为380.

竹炭粘胶纤维；微观结构；红外光谱；强度；回潮率；聚合度

竹炭粘胶纤维是我国最新研制的一种新型纤维.它是在传统的粘胶制备工艺基础上，将经过表面处理、分散均匀的竹炭浆乳经特殊工艺添加进粘胶中，经混合均匀、纺丝、酸浴、牵伸定型等工艺过程，制备出的一种具有一定规格的竹炭粘胶纤维［1－2］.竹炭粘胶纤维根据用途可分为竹炭粘胶长丝、竹炭粘胶短纤维等.本文对竹炭粘胶纤维的基本性能进行了研究.

1 试验样品、仪器及试验条件

1.1 试验样品

试验中所用竹炭粘胶短纤维规格38mm×1.5 dtex（新乡白鹭化纤集团）.

1.2 试验仪器及试验条件

1.2.1 微观结构试验

采用HITACHI S—570型电子显微镜对样品的微观结构进行研究.①纵向观察：将竹炭粘胶纤维（38 mm×1.5dtex）并向排列在支架上，喷金后置于显微镜内观察；②截面观察：将切好的竹炭粘胶纤维（38 mm×1.5dtex）固定在支架上，喷金后置于显微镜下观察.

1.2.2 红外吸收光谱试验

采用FTS—135傅立叶红外光谱仪进行测试.将竹炭粘胶纤维整理成束，用哈氏切片器把纤维切成长度小于20μm的粉末，取2～3mg，与200mg溴化钾粉末混合，在玛瑙研钵体中研磨30min.将磨碎的均匀混合物全部移至溴化钾压模机中，在约20MPa压力下即可得到透明的试样.把制备好的试样放置在调试好的仪器中，记录波数4000～400cm－1的红外吸收光谱.

1.2.3 物理性能试验

采用XQ－1型纤维强伸度仪，在温度20℃、相对湿度65%条件下，对竹炭粘胶短纤维的物理指标进行测试.

1.2.4 聚合度的测定试验

利用铜氨溶液法对竹炭粘胶纤维聚合度进行测试.

2 试验结果与分析

2.1 竹炭粘胶纤维的微观结构

竹炭粘胶纤维的纵向和横向截面照片见图1、图2.

竹炭粘胶纤维在本质上属于一种再生纤维素与纳米级竹炭粉共混制成的新型纤维，从其横截面和纵向电子显微镜照片观察到：竹炭粘胶纤维内部存在中空结构并布满了大量不等的空隙，而且表面有许多沟痕，说明它的形态结构与传统的粘胶纤维相似［4］.竹炭粘胶纤维内部存在的大量孔隙［5］使纤维的毛细效应非常强，所以其具有良好的吸湿性、吸水性和透气性，可以使人体局部湿度下降，感到舒适；而在干燥环境下，竹炭粘胶纤维又可以把吸入的水分释放出来，形成一个温、湿度良好的小局域空间，因而该纤维具有“空调纤维”的美誉.

2.2 红外吸收光谱

图3所示为竹炭粘胶纤维样品的红外光谱图.

由图3中不同基团的峰值变化可知，竹炭粘胶纤维红外吸收光谱图与粘胶纤维红外吸收光谱图具有相似的光谱指纹区，峰位相近，只是竹炭粘胶纤维明显多出CO2吸收峰，其他特征基本相同.吸收峰的出现可能是由于纤维中竹碳微粉的加入，竹炭的吸附活性结合了空气中大量的CO2，在测定过程中出现了明显的CO2吸收峰.

2.3 竹炭粘胶纤维的物理性能

竹炭粘胶纤维的物理性能指标见表1［3］.

图3 竹炭粘胶纤维的红外吸收光谱图

表1 竹炭粘胶纤维的物理性能cN／dtex

由表1可以看出，竹炭粘胶纤维的断裂强度与粘胶纤维、竹浆纤维相差不多；竹炭粘胶纤维的干、湿伸长率较粘胶纤维低，这是由于竹炭微粉的加入，增加了竹炭粘胶纤维的刚性；三者都具有良好的吸湿性，因为它们都属于再生纤维素纤维，分子中含有大量的羟基，且纤维中含有大量的空隙，这些都对其良好的吸湿性起到了作用；它们的维断裂湿强都低于断裂干强，这是因为再生纤维素纤维的断裂是由于分子链在外力作用下的滑移引起的，在湿态的情况下，水分起到了润滑剂的作用.

2.4 竹炭粘胶纤维的聚合度

由舒兹－布拉施克（Schulz－Blaschke）公式计算得到竹炭粘胶纤维的聚合度约为380.可以看出，竹炭粘胶纤维的聚合度偏低，这也导致了竹炭粘胶纤维的力学强度较差.纤维强力是决定纱线强力的根本因素，也是决定纺纱难易程度的重要因素.纤维强力越高，纺纱时纤维受到的损伤也越小，纺纱越顺利.由于竹炭粘胶纤维较差的力学性能，在用其纺纱时一定要尽量减少对纤维的损伤.

3 结 语

（1）竹炭粘胶纤维是一种新型的功能性再生纤维素纤维，其纵向有明显的沟槽，边缘呈锯齿形，纤维内部存在中空结构并布满了大量不等的空隙，其形态结构与粘胶纤维类似.

（2）竹炭粘胶纤维的红外光谱图与粘胶纤维的光谱图不完全相同，竹炭微粉的存在使竹炭粘胶纤维具有优良的吸附作用.

（3）竹炭粘胶纤维的聚合度较低，竹炭粘胶纤维的断裂干强和断裂湿强与粘胶纤维和竹浆纤维相差不多，断裂湿强低于断裂干强，干、湿伸长率低于粘胶纤维和竹浆纤维，具有较高的回潮率.

［1］ 谢跃亭，胡雪敏.新型功能性纤维——竹炭黏胶纤维［J］.针织工业，2005（9）：15－16.

［2］ 张吉升.竹炭纤维的性能及其应用［J］.纺织科技进展，2010（2）：7－8.

［3］ 刘广平，张雪晶，李瑞洲，等.竹炭纤维纺纱实践［J］.棉纺织技术，2007（4）：34－36.

［4］ 刘广平，郑凤琴，张海燕，等.竹炭粘胶纤维针织系列产品的研制与开发［J］.上海纺织科技，2006（9）：52－53.

［5］ 郑志峰，袁洋春，蒋剑春，等.竹炭制备工艺的比较［J］.生物质化学工程，2010（2）：5－8.

Study on Properties of Bamboo－carbon Viscose Fiber

XIE Yue－ting1，HU Xue－min2，ZHU Zheng－feng3
（1.Xinxiang Bailu Chemical Fiber Co.，Ltd，Xinxiang 453011；2.Hebei University of Science ＆Technology，Shijiazhuang 050018；3.Zhongyuan University of Technology；4.Henan Key Laboratory of Functional Textiles Material，Zhengzhou 450007，China）

Bamboo－carbon viscose fiber is a new type of functional regenerated cellulose fiber.The microstructure of the fiber was observed.A large number of gaps within the fiber and longitudinal grooves on the fiber exist.Infrared spectra study of the fiber shows the obvious CO2absorption，Physical properties found the tensile strength of the bamboo－carbon viscose fiber is lower and the moisture regain is high，the result of the polymerization degree with copper ammonia solution method is 300.

bamboo－carbon viscose fiber；microstructure；infrared spectrum；strength；regain；degree of polymerization

1671－6906（2010）05－0049－03

TS 102.51

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2010.05.013

2010－09－07

谢跃亭（1965－），男，河南舞阳人，高级工程师，硕士.