原液著色黏膠纖維的彈性分析

孔繁榮, 陳莉娜，楊明霞

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

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原液著色黏膠纖維的彈性分析

孔繁榮, 陳莉娜，楊明霞

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

摘要：原液著色黏膠纖維是采用原液著色技術(shù)經(jīng)過濕法紡絲加工制成的有顏色的黏膠纖維.對原液著色黏膠纖維和普通黏膠纖維的卷曲彈性和拉伸彈性進行了測試分析可知,原液著色黏膠纖維的卷曲性能比普通黏膠纖維好；一次拉伸定伸長彈性與普通黏膠纖維相差不大，但隨著定伸長值的增加,彈性下降的速度較慢；循環(huán)定伸長彈性略低于普通黏膠纖維.

關(guān)鍵詞：原液著色；卷曲；拉伸彈性

原液著色技術(shù)是指在紡絲之前將染料與紡絲液混合形成有顏色的紡絲原液，再通過紡絲制成有色纖維的一種技術(shù).盡管原液著色法有很多優(yōu)點，但到目前為止黏膠纖維的染色還是以后染居多，原液著色黏膠纖維的產(chǎn)量也不大.但隨著原液著色技術(shù)優(yōu)越性的體現(xiàn)，人們對有色纖維越來越重視，對于有色纖維的研究也越來越多.與常規(guī)染色的黏膠纖維相比，原液著色黏膠纖維在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率及纖維性能等方面都有很大的優(yōu)勢，故發(fā)展原液著色黏膠纖維對環(huán)境保護和經(jīng)濟效益都有重要意義.但是,目前對黏膠纖維原液著色的研究多集中在染色方法、紡絲工藝與染色優(yōu)越性等方面，對纖維結(jié)構(gòu)及性能的研究較少.

陳莉娜等[1]曾對原液著色黏膠纖維的拉伸性能進行了較為詳細(xì)的分析，得出經(jīng)過著色的纖維的強伸性能和普通黏膠纖維相比雖有所下降但相差不大的結(jié)論.纖維的彈性是構(gòu)成紡織制品彈性的基本要素，與紡織制品的耐磨性、抗折皺性、手感和尺寸穩(wěn)定性都有很密切的關(guān)系，彈性性能指標(biāo)也是確定紡織加工工藝參數(shù)極為有用的指標(biāo)[2]，所以研究原液著色黏膠纖維的彈性有著很重要的意義.

1原液著色黏膠纖維的彈性

實驗用原液著色黏膠纖維和普通黏膠纖維的規(guī)格為1.67 dtex×38 mm，由新鄉(xiāng)白鷺化纖集團有限公司提供.

纖維的卷曲彈性測試采用的實驗儀器是YG362B型卷曲彈性儀，纖維在測試過程中所加的輕負(fù)荷為0.003 34 cN，重負(fù)荷為0.083 5 cN.

纖維的一次拉伸彈性測試采用的實驗儀器是XQ-2型纖維強伸度儀，拉伸速度為10 mm/min，選用的3個定伸長率分別設(shè)置為5%，10%和15%，拉伸停置時間為30 s，回復(fù)停置時間為30 s，反復(fù)拉伸2次即循環(huán)1次，試樣的預(yù)加張力為0.25 cN.

纖維的循環(huán)拉伸彈性測試采用的實驗儀器是XQ-2型纖維強伸度儀，拉伸速度為10 mm/min，定伸長率設(shè)置為10%，拉伸停置時間為30 s，回復(fù)停置時間為30 s，試樣的預(yù)加張力為0.25 cN，分別循環(huán)5次和10次.

1.1　卷曲彈性

卷曲性能是紡織纖維一個重要的指標(biāo)，它能夠反映短纖維在形態(tài)上的尺寸特性.纖維的卷曲性能不僅與其可紡性和成紗質(zhì)量密切相關(guān)，還可以增加短纖維在紡紗時的抱合力與摩擦力，有利于成紗，故測試?yán)w維的卷曲性能有利于生產(chǎn)工藝的控制.原液著色黏膠纖維的卷曲性能指標(biāo)見表1.

表1　原液著色黏膠纖維的卷曲性能指標(biāo)Tab.1　The crimp property of dope dyed viscose fiber

由表1可知，紅、黃、藍(lán)3種有色黏膠纖維的卷曲數(shù)、卷曲率、卷曲回復(fù)率及卷曲彈性回復(fù)率，均比普通黏膠纖維大.

卷曲數(shù)太少會在清花時由于纖維卷繞成型困難、黏卷嚴(yán)重造成纖維成條差等弊病，一般化學(xué)纖維的卷曲數(shù)為2～6個/cm時有利于紡紗，原液著色黏膠纖維的卷曲數(shù)在此范圍內(nèi)且卷曲程度較大，在相同條件下的卷曲也更容易回復(fù)，纖維卷曲的耐久性和穩(wěn)定性都比普通黏膠纖維好，纖維之間的抱合力優(yōu)良，更有利于纖維的梳理卷繞成型，能夠適應(yīng)紡紗的要求.

1.2　拉伸彈性

纖維在受到外力拉伸時會產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，其中彈性變形所占比例越高則纖維的彈性越好.彈性好的纖維制成的織物耐磨性較好，耐疲勞性能優(yōu)良.

1.2.1一次拉伸彈性

對纖維進行一次拉伸實驗，結(jié)果見表2.

表2　原液著色黏膠纖維的5%,10%和15%定伸長率拉伸彈性Tab.2　Tensile elasticity at 5%,10% and 15% elongation of dope dyed viscose fiber　%

由表2可以看出,隨著定伸長值的增加，4種纖維的急彈性變形變化不大，這說明定伸長值的變化對原液著色黏膠纖維的急彈性變形影響很小，即纖維在外力作用下,由纖維大分子的鍵角與鍵長發(fā)生變化而形成的變形沒有發(fā)生太大的改變；4種纖維的緩彈性變形隨著定伸長值的增加都有明顯減少，這是由于定伸長值的增加使纖維內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)受到破壞的程度增加，一部分變形無法回復(fù)，從而使不可逆的塑性變形量增加，彈性回復(fù)率隨之降低.

在5%定伸長彈性測試時,普通黏膠纖維的彈性回復(fù)率要略高于3種原液著色黏膠，而隨著定伸長率的增加,即定伸長率為10%和15%時，普通黏膠的彈性要低于或等于原液著色黏膠.在原液著色技術(shù)中，加入染料后纖維本身的晶體結(jié)構(gòu)沒有顯著的變化，但結(jié)晶度略有下降[3]，而影響纖維彈性的主要因素是纖維的結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度高有可能導(dǎo)致纖維的彈性變差[4].在定伸長率較小即受力較小的情況下，結(jié)晶度稍高會有利于分子在拉伸后的回復(fù)，而隨著受力程度的增加，結(jié)晶度高反而使纖維的延伸性下降，受力后纖維的塑性變形量增加，從而在較大定伸長率的情況下，原液著色黏膠的彈性比普通黏膠略微好些.另外,3種原液著色黏膠纖維中混入的染料也會在一定程度上增加纖維的內(nèi)應(yīng)力,從而利于纖維的彈性回復(fù)性能的保持，使得原液著色黏膠纖維在外力不斷加大的情況下能夠保持相對較好的彈性.

1.2.2循環(huán)拉伸彈性

對纖維在10%定伸長率條件下分別進行5次和10次循環(huán)拉伸實驗，結(jié)果見表3.

表3　原液著色黏膠纖維在10%定伸長率下循環(huán)5次和10次的拉伸彈性Tab.3　Tensile elasticity at 10% elongation and 5 cycles and 10 cycles of dope dyed viscose fiber　%

由表3可以看出，在5次循環(huán)和10次循環(huán)定伸長拉伸彈性測試時,4種纖維的急彈性變形相差不大，即隨著循環(huán)次數(shù)的增加，纖維的急彈性變形幾乎無變化；4種纖維的緩彈性變形都是隨著循環(huán)次數(shù)的增加而減少，這是因為隨著循環(huán)次數(shù)的增加，纖維積累了更多的塑性變形，總的彈性變形量減少，但最終原液著色黏膠的循環(huán)拉伸彈性和普通黏膠相差不大.也就是說，原液著色黏膠中加入的染料雖然使纖維的結(jié)晶度產(chǎn)生了微弱的降低，但在較大定伸長率并多次拉伸的情況下，著色黏膠的結(jié)構(gòu)變化趨同于普通黏膠.與10%定伸長率一次拉伸彈性相比，3種原液著色黏膠的彈性回復(fù)率下降幅度要大一些，所以在加工使用過程中要注意原液著色黏膠的耐疲勞性能.

2結(jié)論

(1)原液著色黏膠纖維的卷曲彈性比普通黏膠纖維好，卷曲更容易回復(fù)，可以有效地防止原液著色黏膠纖維在紡紗梳理時卷繞成型困難的問題.

(2)原液著色黏膠纖維與普通黏膠纖維的定伸長拉伸彈性相差不大，但原液著色黏膠纖維的彈性性能隨著定伸長值的增加,下降速度比普通黏膠慢，故可以借鑒普通黏膠的紡紗工藝生產(chǎn)紗線.在循環(huán)定伸長拉伸彈性測試中，隨著循環(huán)次數(shù)的增加,原液著色黏膠纖維的彈性回復(fù)性有所下降，所以在原液著色黏膠紗線的生產(chǎn)過程中要注意改進各道工序以降低對纖維彈性的影響，保證原液著色黏膠織物的抗皺性和耐磨性.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳莉娜，孔繁榮，許瑞超.原液著色黏膠纖維的拉伸性能研究[J].河南工程學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，26(1):19-21.

[2]宗亞寧，張海霞.紡織材料學(xué)[M].上海：東華大學(xué)出版社，2013：141-142.

[3]焉瑞安，朱新軍，張玉梅，等.原液著色對聚丙烯腈纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響[J].紡織學(xué)報，2010,31(6):7-10.

[4]任志華，于永玲.影響亞麻纖維彈性的因素及其提高方法[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2002,21(3)：228-231.

The elasticity of dope dyed viscose fiber

KONG Fanrong, CHEN Lina，YANG Mingxia

(CollegeofTextiles,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Abstract:Dope dyed viscose fiber is the colored viscose fiber made by wet spinning processing using dope dyeing technology. The crimp and tensile elasticity of dope dyed viscose fiber and viscose fiber are tested and analyzed, and the conclusion is that crimp properties of dope dyed viscose is better than that of ordinary viscose, the tensile elasticity of constant elongation of is similar to that of the ordinary viscose fibers, but the elastic velocity decreased slower than that of ordinary viscose with elongation increasing, and its cyclic elongation elasticity is slightly lower than that of ordinary viscose.

Key words:dope dyeing technology; crimp property; tensile elasticity

作者簡介：孔繁榮(1980-)，女，河南新鄉(xiāng)人，講師，主要從事紡織品檢驗方面的研究.

基金項目：鄭州市2013年度科技發(fā)展計劃(131PPTGG414-3);2014年河南省科技發(fā)展計劃(142102210404)

收稿日期：2015-08-13

中圖分類號：TS102.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-330X(2015)04-0005-03