Sorona彈力短纖維吸放濕性能研究*

王增喜

（廣東省化學(xué)纖維研究所，廣東 廣州510245）

Sorona彈力短纖維吸放濕性能研究*

王增喜

（廣東省化學(xué)纖維研究所，廣東 廣州510245）

選用2.0 dtex 38 mm規(guī)格的Sorona舒彈纖維作為試樣，首先對(duì)纖維的縱向形態(tài)進(jìn)行電鏡觀察，同時(shí)對(duì)纖維的紅外光譜及吸放濕性進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：Sorona舒彈纖維縱向表面較光滑，粗細(xì)均勻，整體呈螺旋狀并帶有卷曲；纖維含有親水基團(tuán)，其吸 （放）濕速率呈指數(shù)型趨勢(shì)變化，回潮率為0.61%，略高于普通滌綸纖維的0.4%。

舒彈纖維；吸放濕性；回潮率

美國(guó)杜邦公司結(jié)合新的環(huán)保創(chuàng)新理念，從可再生資源中研發(fā)出新型高性能聚合物Sorona，主要原材料為 1，3-丙二醇 （PDO）和對(duì)苯二甲酸 （PTA） （或?qū)Ρ蕉姿岫柞?DMT），杜邦公司采用玉米糖發(fā)酵的生物技術(shù)法，從玉米中提取葡萄糖，在特定的細(xì)菌下產(chǎn)生發(fā)酵后，生成了其中最主要的原料 PDO，再經(jīng)過蒸餾、提純、脫水等工序，PDO成為了黏稠的液體[1]，加入 PTA充分反應(yīng)后生成Sorona聚合物切片。Sorona纖維的種類豐富，舒彈纖維獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶形態(tài)賦予了纖維獨(dú)特的性能組合，在受到應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變變形首先發(fā)生在結(jié)晶的低分子區(qū)，在應(yīng)力去除后，結(jié)晶結(jié)構(gòu)鎖定，使纖維能完全回復(fù)到原狀。Sorona舒彈短纖維是一種可工業(yè)化生產(chǎn)的彈性短纖維，它的研發(fā)徹底改寫了彈力短纖維無法用于生產(chǎn)紡織紗線的歷史，開啟了非氨綸彈性織物面料的新時(shí)代[2]。

Sorona舒彈纖維的各類混紡紗線在休閑面料、運(yùn)動(dòng)面料、牛仔面料、襯衫內(nèi)衣面料等產(chǎn)品的生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛[3]。本文主要研究Sorona舒彈纖維的吸放濕性能。

1 Sorona舒彈纖維結(jié)構(gòu)與性能分析

實(shí)驗(yàn)選用海興材料科技公司開發(fā)的2.0 dtex 38 mm規(guī)格的 Sorona舒彈纖維，主要研究了Sorona舒彈纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)、吸放濕性能。

1.1 Sorona舒彈纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)分析

圖1 Sorona舒彈纖維縱向電鏡圖

采用掃描電子顯微鏡對(duì)Sorona舒彈纖維的形貌特征進(jìn)行觀察，得到纖維的縱向形態(tài)如圖1所示，Sorona舒彈纖維縱向由兩股熔絲黏結(jié)形成，表面較光滑且熔絲之間有細(xì)小溝槽，呈螺旋狀，并帶有高度卷曲，讓纖維具有微彈特性，這就使得Sorona舒彈纖維在紡紗時(shí)提高纖維之間的摩擦力及抱合力，提高纖維集合體的蓬松性，使得纖維集合體手感柔軟，改善其熱濕舒適性。

1.2 Sorona舒彈纖維紅外光譜分析

圖2 Sorona舒彈纖維紅外光譜圖

采用美國(guó) Nicolet IS10傅立葉紅外光譜儀對(duì)Sorona舒彈纖維進(jìn)行紅外光譜測(cè)試，見圖 2。（2 966，2 917.6，2 853.5）cm-1是 —CH2-伸縮振動(dòng)。在1 713 cm-1處有很強(qiáng)的羰基C＝O伸縮振動(dòng)吸收峰，結(jié)合在1 092.2 cm-1和1 245.4 cm-1處的C—O—C伸縮振動(dòng)，共同表明此物質(zhì)是酯類。3 430 cm-1處吸收峰較大，說明舒彈絲中含有較多未反應(yīng)的羥基，從而可以有效提高纖維的吸濕性[4]。

2 Sorona舒彈纖維的吸濕性能分析

紡織纖維的吸 （放）濕性能不僅會(huì)引起纖維自身的質(zhì)量變化，而且對(duì)生產(chǎn)加工、質(zhì)量控制以及性質(zhì)測(cè)定都會(huì)產(chǎn)生影響。纖維的吸放濕性還影響其織物的服用舒適性。通過對(duì)Sorona舒彈纖維的吸放濕性能進(jìn)行測(cè)試分析，從而更了解舒彈絲后期生產(chǎn)的濕傳遞性能。

2.1 試驗(yàn)方法

采用101-0電熱鼓風(fēng)干燥箱、YG175型恒溫恒濕箱，按照GB/T 9995-1997《紡織材料含水率和回潮率的測(cè)定——烘箱干燥法》測(cè)試Sorona舒彈纖維的回潮率及含水率。吸濕實(shí)驗(yàn)：用電子天平稱取適量Sorona舒彈纖維后，放入105℃干燥箱烘干1 h，取出纖維后迅速稱取纖維重量，此為干燥重量。然后在20℃，65%的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下每隔1 min測(cè)量一次重量，重復(fù)此過程直到最后兩次重量差異小于 0.05%。放濕實(shí)驗(yàn)：在30℃，100%濕度的條件下平衡12 h后，在20℃，65%的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下每隔1 min測(cè)量一次重量，重復(fù)此過程直到最后兩次重量差異小于 0.05%，測(cè)試結(jié)果見表1。按公式（1）計(jì)算纖維的標(biāo)準(zhǔn)回潮率W （%），按公式（2）計(jì)算纖維的含水率w（%）。

式中：G——纖維的濕重 （g）；G0——纖維的干重 （g）。

表1 Sorona舒彈纖維吸濕放濕量隨時(shí)間的變化g

2.2 測(cè)試結(jié)果及分析

Sorona舒彈纖維吸濕放濕量隨時(shí)間的變化情況如圖3。

圖3 纖維吸 （放）濕時(shí)間與吸 （放）濕量的關(guān)系

圖3可以看出，Sorona舒彈纖維在吸 （放）濕過程中，吸 （放）濕速率不斷地在變化，在吸 （放）濕初始階段，Sorona舒彈纖維吸 （放）濕速率最大，而隨著時(shí)間的遞增，吸 （放）濕速率呈指數(shù)形式在不斷減小，當(dāng)纖維達(dá)到吸（放）濕平衡時(shí)，吸 （放）濕速率逐漸趨于零。主要由于纖維吸濕過程中的水分子受到在吸濕放熱的影響，所以在初始階段大氣中的水汽壓力較大，促使水分子進(jìn)入Sorona舒彈纖維非晶區(qū)域內(nèi)部，纖維的回潮率變大，此時(shí)纖維吸濕放熱使得溫度逐漸升高，纖維之間水汽壓開始增大，并逐漸與大氣中的水汽壓相同，當(dāng)大氣與纖維之間的水汽壓力梯度相近時(shí)，水分子進(jìn)入纖維之間的速率就開始變小并趨于零。在整個(gè)水汽壓力與吸濕放熱的共同作用下，Sorona舒彈纖維的回潮率及含水率呈平穩(wěn)的上升趨勢(shì)。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，Sorona舒彈纖維的回潮率與含水率幾乎一致，均為0.61%，與滌綸纖維相近，略比滌綸高出一些，雖然Sorona舒彈纖維縱向表面光滑，結(jié)構(gòu)致密，較少微孔和縫隙，但由紅外光譜圖可知Sorona舒彈纖維含有親水性—OH鍵，從而可以有效提高纖維的吸濕性。

根據(jù)圖像特征，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行指數(shù)曲線擬合[5]，y1為Sorona舒彈纖維的吸濕量，x1為吸濕時(shí)間，y2為Sorona舒彈纖維的放濕量，x2為放濕時(shí)間。得到Sorona舒彈纖維的吸 （放）濕量與時(shí)間的關(guān)系方程為：

判定系數(shù)分別為R1=0.9775，R2=0.9712，由此可見，Sorona舒彈纖維的吸濕量與時(shí)間的擬合方程回歸顯著。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)Sorona舒彈短纖維的形態(tài)特征、紅外光譜分析、吸 （放）濕速率測(cè)試分析，得出以下結(jié)論：

（1） Sorona舒彈纖維縱向表面由兩股熔絲黏結(jié)形成，表面較光滑，呈螺旋狀，并帶有卷曲。

（2）Sorona舒彈纖維含有親水基團(tuán)，有效提高纖維的吸濕性。

（3）Sorona舒彈纖維的吸 （放）濕速率呈指數(shù)型趨勢(shì)變化，指數(shù)曲線擬合高度顯著。

（4）Sorona舒彈纖維的回潮率為0.61%，略高于滌綸的公定回潮率0.4%。

[1] 趙艷梅.舒彈絲TM源于杜邦的生物質(zhì)彈力短纖維[N].中國(guó)服飾報(bào),2011-11-11（A15）.

[2] 居新宇，耿昊天.舒彈絲:革命剛剛開始 [J].中國(guó)紡織，2013（9）:46-48.

[3] 李經(jīng)，曹艷，許云生.淺談Sorona纖維在高檔精紡面料上的應(yīng)用 [J].毛紡科技，2008（9）:30 -32.

[4] 黃敏.仿棉滌綸纖維及其針織物熱濕舒適性研究[D].上海：東華大學(xué)，2013.

[5] 滌綸 (TERYLENE)[EB/OL].中國(guó)質(zhì)量新聞網(wǎng)，上海：2004-05-26.http://www.cqn.com.cn/news/ zjpd/jcjy/78302.html

STUDY ON THE HYGROSCOPICITY AND MOISTURE RELEASABILITY OF SORONA ELASTIC FIBEF

WANG Zeng-xi
(Guangdong Province Chemical Fiber Research Institute,Guangzhou 510245,China)

Choose 2.0 dtex 38 mm Sorona elastic fiber as experiment sample.Observed the fiber structure by electron microscope,analyzed the fiber groups by infrared spectrum,measured the hygroscopicity and moisture releasability of the fiber.Results showed as follow：Sorona elastic fiber longitudinal surface appearance is smooth,uniform thickness,overall spiraling with curly and containing hydrophilic group,the moisture absorption and moisture release are exponential type trend,moisture regain is 0.61%,slightly higher than that of ordinary polyester fiber 0.4%.

Sorona elastic fiber,hygroscopicity and moisture releasability,moisture regain

TS101.921

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2016.04.004

1672-500X(2016)04-0018-04

2016-12-01

王增喜 （1987-），男，湖南耒陽人，碩士，研究方向：差別化纖維的技術(shù)開發(fā)。

廣東省屬科研機(jī)構(gòu)改革創(chuàng)新領(lǐng)域項(xiàng)目 （項(xiàng)目編號(hào)2014B070705011）。