1前言

棉制品的许多优良性能吸引着消费者，因此长期以来在衣着和室内装饰用织物中棉制品占有重要的地位。为了使棉制品以更高的品质适应现代消费需求，纺织染整界持续地以提高棉的功能性为目标努力着。液氨处理对提高棉制品的品质有独特的作用，至今，其它加工方法郡无法与之比拟。为了得到高品质的面料，液氨处理后还需要进行交联处理。液氨，交联工艺已被公认为加工高品质易护理棉织物较理想的后整理工艺。

聚集态结构是决定高聚物性能的一个重要因素，因此，研究工作者非常重视对高聚物结构和性能之间关系的研究。棉织物经过某些加工后，它的物理机械性能发生了变化，这种变化与棉纤维的结构间存在着何种关系?这是本课题的兴趣所在。本文在前期工作的基础上，进一步对液氨处理棉经交联处理后的形态结构、结晶结构、孔穴结构进行观察测定，以期寻找它们与织物的一些物理机械性能间的关系。

反相凝胶渗透色谱法是一种研究水溶胀状态下纤维孔穴结构的方法[1]，该方法的原理见本研究已发表的文章[1]。

2实验

2·1实验材料与化学试剂

实验用织物为40/40×133/72纯棉府绸漂白半制品(上海华纶印染有限公司提供)，液氨处理在牡苏康源印染有限公司液氨整理分厂进行。文中漂白半制品简称未处理棉，经液氨处理后简称液氨棉，未处理棉经交联处理后简称未处理/交联棉，液氨棉经交联处理后简称液氨/交联棉。

乙二醇(上海化学试剂公司)，聚乙二醇系列标样(Polymer Laboratories Ltd.UK)和DXT72k(American

Polymer Standards Co.)都为色谱级试剂。交联剂尼普威SDP由上海新力化学品有限公司提供。

2·2交联处理

浸轧液处方：SDP(45%)155.5g/L；MgCl2·6H2O l0.5g/L；柠檬酸0.7g/L；JFC 2g/L。

加工工艺：二浸二轧(轧余率70%)→烘干(80℃，3min)→焙烘(160℃,2.5min)。

2·3测试方法

2·3·1纤维形态结构

扫描电镜观察纤维纵向表面；光学显微镜观察纤维横截面。

2·3·2纤维结晶结构

X-射线衍射仪(日本理光RIGAKUDMAX-ⅢB型)，测试条件:Cu靶，λ=1.5406A，电压40kV，电流40Ma。样品的结晶度通过分峰法算得。

2·3·3纤维孔穴结构

(1)装柱

将棉织物样品剪成2mm×2mm左右的碎片，再用分析研磨机处理，使之呈纤维状。取洁净的色谱柱，在其一端装上柱出口接头，将纤维试样从另一端尽可能均匀地装进柱内，用氮气在4bar的压力下压紧压匀，制成试样色谱柱。在高效液相色谱仪上，用超纯水作流动相，淋洗至色谱柱稳定。

(2)标样溶液的配制及进样

将聚乙二醇系列标样分别配成浓度为1%的溶液，DXT72k配成0.5%的溶液。每隔一定时间进一次样，每次进样量为10µl，流动相流速为0.2ml/min。

(3)孔穴直径

纤维内部的孔穴尺寸分布是根据聚乙二醇标样的分子直径求得的，表1所列为聚乙二醇标样的分子直径以及相应的孔穴直径。

其中，乙二醇及分子量为106、194的聚乙二醇分子直径参照文献[3]，其它聚乙二醇分子直径参照文献[4]，由公式d=6.4×[η×Mw]1/3求得。Nelson和Oliver详细讨论了孔穴形状与能进人该孔穴的分子尺寸之间的关系，他们认为如果纤维内孔穴为椭圆形，则孔穴直径(椭圆的短轴)为刚好能进入该孔穴的标样分子直径的三倍[4]。

表1聚乙二醇标样分子直径及相应的孔穴直径

(4)孔穴结构

如果色谱柱中纤维的干重为w，则直径等于或小于di的分子能到达的单位质量纤维中的累积孔穴体积为:

Vi=(Ve,i-V0)/w(l)

其中，Ve,i是直径为di的标样分子的淋出体积，V0是不能进入任何孔穴的标样分子DXT72k(Mw-72700)的淋出体积，Vi是累积孔穴体积。利用实验测定的数据可得拟合曲线，外推得到水分子可及孔穴总体积VH2O；再得到各个标样分子的不可及体积Vin,i；

Vin,i=VH2O-Vi(2)

选用用由M、R、Ladish等创建的用于研究孔穴结构的逻辑模型[5]，模型方程为：

Vin,i=α/[ι+exp(β-γX)](3)

其中，X=ln(D/3),D椭圆形孔穴的短轴，αβγ为常数，利用得到的各标样分子的不可及体积，拟合求出αβγ然后，利用式(4)计算出微分可及孔穴体积v：

υ=αγexp(β-γln(D/3)/D/(β-γln(D/3)))2(4)

v是直径刚好为D的孔穴所占有的体积。于是可得到纤维内部微分可及孔穴体积v与孔穴直径的关系分布情况。

对于椭圆形孔穴，直径等于和大于Di的所有孔穴的累积表面积Si的变化范围[5]，是:

对纺织品进行化学湿加工时，纤维多处于水溶胀状态，因此水溶胀状态下纤维的孔穴结构会影响可以迸人纤维内部的化学品分子的大小和数量，它们分别与孔穴的尺寸分布、累积孔穴表面积有关。因此，了解纤维内孔穴的微分可及孔穴体积和累积孔穴表面积是一项很有意义的工作。

2·3·4织物物理机械性能

断裂强力和断裂延伸度按GB/T3923.1-1997测定;

撕破强力按GB3919.1-1997测定;

折皱回复角按AATCC66-1996方法测定。

3结果与讨论

3·1不同处理棉纤维的形态结构

对未处理棉、液氨棉进行交联处理，观察它们的纤维纵向表面和横截面，见图1和图2

从图1图2可以看出，未处理棉纤维表面粗糙，存在许多明显的纵向条纹和裂痕；纤维横截明显减少；纤维的横截面变成椭圆形或长圆形，胞腔收缩，胞壁增厚。交联处理后，未处理棉和液氨棉纤维的纵向表面都比处理前致密、光滑，未处理/交联棉表面仍有条痕；横越截面都饱满。同时可看出液氨处理带来的变化未因交联而改变。因此，可推断液氨/交联棉能基本保持液氨处理带来的宏观效果。