Search the digital library catalog

Abstract: Regenerated cellulose fibres have had an important role to play in the man-made fibre field. The very special characteristics of different types of regenerated cellulose fibres, e.g. mechanical properties, sorption characteristics, and aesthetics were conditioned by the differences in their fine structure due to fibre formation processes. Additionally, the finishing processes could influence the fibre structure. A study was done of the crystalline structures of a solvent-spun cellulose fibre type (Lenzing Lyocell), made according to the NMMO process, and two conventional cellulosic fibre types, made by the viscose process (Lenzing Viscose and Lenzing Modal). The fibres were pre-treated (bleached and slack mercerised) and structural changes were followed by wide angle and small angle x-ray scattering (WAXS and SAXS), respectively. The periodical structure, determined by long spacing, was nearly the same in all the different types of fibres. A slight increase was observed after the treatment of viscose and modal fibres, but an unpronounced fall of a long period accompanied the pre-treatment of lyocell fibres. Some changes in crystallinity and crystalline orientation occurred due to the treatment conditions. The structural changes were correlated to the iodinesorption and mechanical properties.
Keywords: regenerated cellulose fibres, fibre structure, fibre properties, x-ray analysis, WAXS, SAXS, cellulose pre-treatment
Published in DKUM: 01.06.2012; Views: 2304; Downloads: 93
Link to full text

Abstract: Cilj naloge ''Študij predobdelave in oplaščanja regeneriranih celuloznih vlaken z nano delci'' je razvoj postopkov za oplaščanje celuloznih vlaken s funkcionalnimi nano delci, ki bi obstoječemu naboru lastnosti teh materialov dodali nove. Uporabili smo viskozna vlakna, ki smo jih oplaščali z delci silicijevega dioksida (SiO2) in železovega oksida-magnetita (Fe3O4). Raziskava je bila razdeljena v tri dele; predobdelava viskoznih vlaken z namenom aktivacije njihove površine ter povečanja pornega sistema s čimer izboljšamo adhezijo delcev in omogočimo njihovo rast v notranjosti vlaken. V drugem delu smo raziskali sintezo delcev magnetita ter lastnosti nastalih delcev; sintezne postopke smo primerjali z vidika njihove primernosti v kombinaciji s celuloznimi substrati. Tretji del je zajemal oplaščanje vlaken z delci silicijevega dioksida in magnetita po različnih postopkih. Z nabrekanjem v vodnih raztopinah natrijevega hidroksida različnih koncentracij smo odprli strukturo vlaken, s postopki sušenja z zamrzovanjem (liofilizacija) pa smo to povečanje pornega sistema ohranili, v primerjavi s sušenjem na zraku ali pri povišanih temperaturah. Raziskali smo vpliv postopkov predobdelav na nadmolekulsko strukturo vlaken, povečanje njihovega pornega sistema, na elektrokinetične lastnosti (površinski potencial) ter mehanske lastnosti. Povečanje deleža por je odvisno od uporabljene koncentracije natrijevega hidroksida in postopka zamrzovanja; višje koncentracije so v tem pogledu bolj učinkovite, vendar povzročajo znatnejše poslabšanje mehanskih lastnosti vlaken. Za nadaljnje postopke oplaščanja smo uporabili vlakna, nabrekana v 5 ut.% NaOH, ki smo jih počasi zamrzovali in liofilizirali. Podrobna raziskava sinteze delcev magnetita je zajemala variiranje molarnih koncentracij raztopin prekurzorjev ter njihovih razmerij, ter načina dodajanja komponent v reakcijski sistem. Spremljanje poteka reakcij in nastanka magnetita v posameznih fazah dodajanja reagentov oz. v določenih pH področjih ter analiza magnetnih lastnosti nastalih delcev je bila osnova za izbiro postopkov za kasnejše oplaščanje celuloznih vlaken. Koloidne lastnosti pripravljenih disperzij magnetita so bile raziskane s stališča njihove elektroforetične mobilnosti in velikosti delcev. Oplaščanje regeneriranih celuloznih vlaken z nano delci je potekalo po postopku in situ formacije delcev na površini vlaken za oba sistema delcev ter v primeru magnetita tudi z adsorpcijo delcev iz predhodno pripravljene disperzije. Aktivirana površina liofiliziranih vlaken diktira nastanek homogenih in gostejših plasti nano delcev v primerjavi z neenakomerno pokritimi površinami in aglomerati na zraku sušenih vlaken oz. vlaken brez predhodnega nabrekanja. Postopek liofilizacije pa omogoča v primeru delcev silicijevega oksida tudi njihovo rast v notranjosti vlaken. Lastnosti pripravljenih kompozitnih vlaken (viskozna vlakna z nano delci), ki so posledica anorganske faze, so v veliki meri izrazitejše v primeru liofiliziranih vlaken; stopnja zaščite proti vnetju vlaken in posledičnem temperaturnem razpadu, ki jo dajejo delci silicijevega dioksida ter vrednosti nasičene magnetizacije, ki jo prispevajo delci magnetita so višje pri vlaknih, ki smo jih pred nanosom delcev liofilizirali.
Keywords: regenerirana celulozna vlakna, alkalna predobdelava, nabrekanje, sušenje, liofilizacija, struktura, WAXS, SAXS, vrstična elektronska mikroskopija, elektrokinetične lastnosti, mehanske lastnosti, sinteza delcev, lastnosti koloidnih sistemov, oplaščanje vlaken, magnetne lastnosti, termične lastnosti
Published in DKUM: 27.08.2010; Views: 4410; Downloads: 448
Full text (9,84 MB)