麻賽爾纖維與圣麻纖維的性能測(cè)試對(duì)比分析

黃海濤，朱文濤，劉慧娟

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

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麻賽爾纖維與圣麻纖維的性能測(cè)試對(duì)比分析

黃海濤，朱文濤，劉慧娟

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

摘要：測(cè)試了麻賽爾纖維和圣麻纖維的基本性能，并進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,麻賽爾纖維縱向有寬窄、深淺不一的溝槽,截面為獨(dú)特的不規(guī)則C型異型結(jié)構(gòu)；麻賽爾纖維干濕態(tài)下斷裂強(qiáng)度比圣麻纖維稍大,干態(tài)下的伸長(zhǎng)率大于圣麻纖維,但濕態(tài)下的斷裂伸長(zhǎng)率小于圣麻纖維；麻賽爾纖維的卷曲率和卷曲彈性率均高于圣麻纖維；麻賽爾纖維比圣麻纖維的體積比電阻略大,兩種纖維的回潮率相似，均為12.8%左右.對(duì)兩種纖維性能的對(duì)比分析，為麻賽爾紗線和機(jī)織產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了參考.

關(guān)鍵詞：麻賽爾纖維；圣麻纖維；形態(tài)結(jié)構(gòu)；性能

中國(guó)是產(chǎn)麻大國(guó)，黃麻和紅麻的種植面積都很大.麻材產(chǎn)品有著超過(guò)四千年的使用歷史，其在種植時(shí)不需要施放殺蟲(chóng)劑，屬于天然的綠色環(huán)保纖維，并有舒適、透氣、抗菌、抑菌等功能.但是，麻材單纖維具有短、硬、粗的特點(diǎn)，用麻紗線織成的織物對(duì)皮膚的親和性較差，故不宜直接用于紡紗[1].如今,眾多企業(yè)和科研單位致力于研究解決麻纖維不能直接用于紡紗織造、麻紡下腳料再利用及減少環(huán)境污染等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)自主研發(fā)的生產(chǎn)工藝已能夠順利地將麻材制成各種麻纖維和紗線.因麻材料加工工藝的不同，制成的纖維也存在一定的差異.對(duì)麻賽爾纖維與圣麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)、一次拉伸斷裂性能、卷曲性能、彈性、體積比電阻和回潮率進(jìn)行了測(cè)試分析，為紡織企業(yè)對(duì)麻材纖維的開(kāi)發(fā)、紗線的生產(chǎn)及后續(xù)織物的研發(fā)提供了參考依據(jù).

1試驗(yàn)

1.1樣品規(guī)格

麻賽爾纖維由山東海龍公司提供，規(guī)格為1.67 dtex×38 mm.圣麻纖維由河北吉藁化纖有限公司提供，規(guī)格為1.50 dtex×38 mm.

1.2試驗(yàn)設(shè)備與方法

形態(tài)結(jié)構(gòu)：采用美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的Quanta 250型掃描電子顯微鏡觀察纖維的縱向和橫向形態(tài).采用哈氏切片器，將一束試樣纖維用手扯法梳理平直后嵌于切片器網(wǎng)槽中，壓緊并切去露在底板正反兩面外邊的纖維，用火棉膠凝固，切出薄片，觀察兩種纖維的截面形態(tài).

一次拉伸斷裂性能[2]：采用LLY-06BD型電子單纖維強(qiáng)力儀分別對(duì)麻賽爾纖維和圣麻纖維進(jìn)行測(cè)試.夾持隔距為20 mm,拉伸速度為20 mm/min，干態(tài)測(cè)試預(yù)加張力為0.1 cN，濕態(tài)測(cè)試預(yù)加張力為0.04 cN.干濕態(tài)測(cè)試試樣各50個(gè)，計(jì)算平均值.

纖維彈性：采用LLY-06BD型電子單纖維強(qiáng)力儀分別對(duì)麻賽爾纖維和圣麻纖維的彈性進(jìn)行測(cè)試.拉伸速度為20 mm/min，隔距為20 mm，定伸長(zhǎng)采用1%,預(yù)加張力為0.1 cN，測(cè)試試樣為各20個(gè)，計(jì)算平均值.

卷曲性能：采用YG362A型纖維卷曲彈性儀進(jìn)行測(cè)試，分別測(cè)定麻賽爾纖維和圣麻纖維的卷曲數(shù)、卷曲回復(fù)率和卷曲彈性率.夾持器隔距為20 mm，輕負(fù)荷(使纖維卷曲伸直但不能使纖維伸長(zhǎng)時(shí)所加的負(fù)荷)為0.033 4 mN，重負(fù)荷(使纖維彎曲伸展而卷曲保持不變時(shí)所加的負(fù)荷)為1.67 mN，測(cè)試試樣為各20個(gè)，計(jì)算平均值.

體積比電阻：使用PC68型數(shù)字高阻計(jì)測(cè)試?yán)w維的體積比電阻.將被測(cè)試樣置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度下，調(diào)濕平衡4 h后，稱取纖維15 g,每種纖維測(cè)量3次，計(jì)算平均值.

回潮率:通過(guò)YG747通風(fēng)式快速八藍(lán)恒溫烘箱測(cè)定纖維的回潮率.用天平快速稱取麻賽爾纖維和圣麻纖維各50 g，烘箱溫度控制在(105±2)℃，纖維烘干到干重(連續(xù)兩次所稱質(zhì)量的差異小于后一次所稱質(zhì)量的0.1%時(shí)，后一次所稱質(zhì)量即為干重)，根據(jù)試樣烘前與烘后的質(zhì)量計(jì)算纖維的回潮率[3].

回潮率為水分與纖維干重的比率，可用下面的公式計(jì)算得到：

(1)

式中：W為回潮率，G為濕重，G0為干重.

2結(jié)果與分析

2.1形態(tài)結(jié)構(gòu)

麻賽爾纖維和圣麻纖維的橫截面形態(tài)如圖1中(a)和(c)所示，縱向形態(tài)如圖1中(b)和(d)所示.

圖1　麻賽爾纖維和圣麻纖維的橫縱向形態(tài)Fig.1　The transverse longitudinal morphological of Jutecell and Shengma fibers

從圖1中(b)和(d)可以清楚地看出，麻賽爾纖維和圣麻纖維的縱向形態(tài)相似，均呈現(xiàn)寬窄與深淺不一的溝槽，有利于纖維的透氣和吸濕.通過(guò)圖1中(a)和(c)可以看出，麻賽爾纖維的橫截面形態(tài)近似不規(guī)則的C型[4]，圣麻纖維的橫向形態(tài)類似不規(guī)則的鋸齒狀，與黏膠纖維的橫截面相似.因麻賽爾纖維具有異型的截面結(jié)構(gòu)，故用其制成的織物具有良好的透氣性和吸濕導(dǎo)濕性.

2.2一次拉伸斷裂性能

麻賽爾纖維與圣麻纖維的干濕態(tài)一次拉伸斷裂性能測(cè)試結(jié)果如表1所示.

表1　麻賽爾纖維和圣麻纖維的一次拉伸斷裂性能測(cè)試結(jié)果

從表1可以看出，在干態(tài)下，麻賽爾纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率與斷裂功均稍大于圣麻纖維，這說(shuō)明麻賽爾纖維在拉伸至斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)變形能力比圣麻纖維強(qiáng)，韌性和耐疲勞性比圣麻纖維好.在濕態(tài)條件下，麻賽爾纖維的斷裂強(qiáng)度稍大于圣麻纖維，斷裂伸長(zhǎng)率小于圣麻纖維，斷裂功相當(dāng)，這說(shuō)明濕態(tài)下拉斷麻賽爾纖維所需要的最大外力大于拉斷圣麻纖維所需要的最大外力，但將麻賽爾纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)變形能力小于圣麻纖維.同時(shí)可以看出，麻賽爾纖維和圣麻纖維在濕態(tài)下的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)與斷裂功均比干態(tài)下有所減少，這是因?yàn)槁橘悹柪w維與圣麻纖維均是再生纖維素纖維.

2.3纖維彈性

纖維彈性是指纖維變形的回復(fù)能力，又稱彈性回復(fù)性能或回彈性，彈性好的纖維制成的織物耐磨性較好、耐疲勞性能優(yōu)良[5].麻賽爾纖維和圣麻纖維的彈性性能測(cè)試結(jié)果如表2所示.

表2　麻賽爾纖維和圣麻纖維的彈性性能測(cè)試結(jié)果

從表2可以看出，麻賽爾纖維的彈性明顯好于圣麻纖維，也就是說(shuō)麻賽爾纖維的變形回復(fù)能力好于圣麻纖維.這是因?yàn)槁橘悹柪w維的橫截面是不規(guī)則的C型，與不規(guī)則的鋸齒形狀相比有較大的彈性空間，所以用麻賽爾纖維制成的織物耐疲勞性能好于用圣麻纖維制成的織物.

2.4卷曲性能

卷曲數(shù)為每厘米長(zhǎng)度上纖維的卷曲個(gè)數(shù)，卷曲彈性率為纖維經(jīng)加載卸載后，卷曲的殘留長(zhǎng)度與伸直長(zhǎng)度的百分比，卷曲回復(fù)率為纖維卷曲受力后的耐久牢度，這些指標(biāo)都表示纖維受力后的伸直能力.麻賽爾纖維和圣麻纖維的卷曲性能測(cè)試結(jié)果如表3所示.

表3　麻賽爾纖維和圣麻纖維的卷曲性能測(cè)試結(jié)果

從表3可以看出，麻賽爾纖維的卷曲率、卷曲彈性率和卷曲回復(fù)率均大于圣麻纖維，這說(shuō)明麻賽爾纖維的卷曲牢度和卷曲的回復(fù)能力均好于圣麻纖維.這是因?yàn)槁橘悹柪w維的表面比圣麻纖維粗糙，纖維間的抱合力比較大，紡紗加工過(guò)程相對(duì)容易.此外，麻賽爾纖維的卷曲數(shù)比圣麻纖維少，纖維的橫向占有空間也相應(yīng)減少，降低了纖維集合體的蓬松性，使纖維縱向收縮潛在的伸長(zhǎng)減少，從而降低了纖維集合體的縱向可變形性.

表4　麻賽爾纖維和圣麻纖維的

2.5體積比電阻

體積比電阻為纖維單位長(zhǎng)度上的電壓與單位截面上流過(guò)的電流之比.在紡織加工過(guò)程中，體積比電阻高的纖維容易產(chǎn)生靜電，會(huì)影響纖維的生產(chǎn)加工.麻賽爾纖維和圣麻纖維的體積比電阻測(cè)量結(jié)果如表4所示.

從表4可以看出，麻賽爾纖維的體積比電阻比圣麻纖維稍大.單從纖維的體積比電阻來(lái)說(shuō)，麻賽爾纖維在紡織加工生產(chǎn)過(guò)程中比圣麻纖維更易產(chǎn)生靜電，不利于紡紗與織造的進(jìn)行.

表5　麻賽爾纖維和圣麻纖維的

2.6回潮率

回潮率是衡量纖維吸濕性能的主要指標(biāo)之一.纖維吸收水分后自身的質(zhì)量會(huì)增加，故剛性降低，斷裂伸長(zhǎng)增加，纖維的耐磨性、強(qiáng)度與導(dǎo)電性能等都會(huì)變化，這些變化對(duì)紡織加工工藝和纖維成品的質(zhì)量會(huì)有不同程度的影響.麻賽爾纖維和圣麻纖維的回潮率測(cè)試結(jié)果如表5所示.從表5可以看出，麻賽爾纖維與圣麻纖維的回潮率相差不大且兩種纖維的回潮率值都相對(duì)較大，具有較好的吸濕性能，有利于紡織生產(chǎn)的順利進(jìn)行，制成的衣物穿著時(shí)較為舒適.

3結(jié)論

(1)麻賽爾纖維和圣麻纖維的縱向形態(tài)相似，均呈現(xiàn)寬窄與深淺不一的溝槽，但橫截面形態(tài)差異較大，麻賽爾纖維的橫截面形態(tài)近似于不規(guī)則的C型，圣麻纖維的橫向形態(tài)類似于不規(guī)則的鋸齒狀，兩種纖維均有良好的透氣能力和吸濕導(dǎo)濕性能力.

(2)麻賽爾纖維的一次拉伸性能、彈性及卷曲性能均優(yōu)于圣麻纖維，故用麻賽爾纖維制出的服裝在韌性、耐疲勞性與彈性方面均比圣麻纖維好，也就是說(shuō)麻賽爾纖維具有較好的耐用性能.

(3)麻賽爾纖維比圣麻纖維的體積比電阻稍大、回潮率略小，在生產(chǎn)過(guò)程中麻賽爾纖維易產(chǎn)生靜電，但因其自身具有較大的回潮率，故在生產(chǎn)中帶來(lái)的不利影響也大大減少.

參考文獻(xiàn)：

[1]李振峰.紡織新品——圣麻纖維[C]∥2005現(xiàn)代服裝紡織高科技發(fā)展研討會(huì).北京:中國(guó)服裝協(xié)會(huì),2005：28-30.

[2]于偉東,儲(chǔ)才元.紡織物理[M].上海：東華大學(xué)出版社，2009：71-79.

[3]朱進(jìn)忠.紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2008:56-57.

[4]吉利梅,吳佩云.麻賽爾纖維基本性能測(cè)試與分析[J].印染助劑,2012,29(1):49-52.

[5]于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006:99-342.

The contrast analysis of the performance of Jutecell and Shengma fibers

HUANG Haitao，ZHU Wentao，LIU Huijuan

(CollegeofTextiles，HenanUniversityofEngineering，Zhengzhou450007，China)

Abstract:The basic properties of Jutecell and Shengma fiber were tested and compared with those of common Shengma fiber. The results showed that there were a number of uneven stripes in the longitudinal direction of fibers, and a unique and irregular C-shaped structure in the cross section. The dry and wet break strengths of Jutecell fiber are larger than that of Shengma fiber. The dry breaking elongation of Jutecell fiber is larger than that of Shengma fiber, but, is lower in wet condition. However, the curl rate and elastic recovery rate of Jutecell are larger than that of Shengma fibers. The volume ratio of the Jutecell fiber is slightly larger than that of Shengma fibers. The dry and wet moisture regain of two fibers are similar, which is about 12.8%, being close to that of Shengma. By comparing the properties of the fibers, it can give a guidance to develop Jutecell yarns and woven products.

Key words:Jutecell；Shengma fiber；morphology；performance

中圖分類號(hào)：TS121

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-330X(2016)01-0001-04

作者簡(jiǎn)介：黃海濤(1979-)，男，河南南陽(yáng)人，講師，主要從事紡織工程方面的研究.

收稿日期：2015-11-06