一種纖維吸放濕性能的測(cè)試方法

舒桂芳 田 繪 吳 婷 聶 鑫 朱 銀

（四川省纖維檢驗(yàn)局，四川成都，610000）

纖維的吸濕性好能使纖維更容易吸收人體排出的汗液，放濕性好能使纖維在吸收汗液后更快速地排出水分，從而使人體感到舒適[1?2]。紡織材料在一定條件下的吸濕和放濕是一種動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，一般用標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下的平衡回潮率來(lái)表示其吸濕特性，在研究紡織材料吸濕性時(shí)，僅考慮其平衡回潮率大小是不夠完善的[3]，但是可以通過(guò)這個(gè)平衡過(guò)程設(shè)計(jì)一種同時(shí)測(cè)試?yán)w維吸濕性和放濕性的方法。與普通通過(guò)改進(jìn)紗線結(jié)構(gòu)和織物結(jié)構(gòu)或是加入后整理助劑來(lái)提高織物吸濕放濕性的途徑不同，纖維材料本身具有良好的吸濕放濕性對(duì)紡織品的吸濕放濕性和舒適性具有重大意義。根據(jù)纖維的特性，本研究設(shè)計(jì)出一種纖維吸濕性和放濕性的測(cè)試方法，選用天然纖維、再生纖維素纖維和合成纖維進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)該方法進(jìn)行研究分析。

1 吸濕放濕性測(cè)試方法的分析與設(shè)計(jì)

紡織品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分：?jiǎn)雾?xiàng)組合試驗(yàn)法》分別從吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸高度、蒸發(fā)速率、透濕量5個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)綜合測(cè)試分析紡織品吸濕速干性能，由于纖維本身的結(jié)構(gòu)特性，如果讓纖維直接與水接觸進(jìn)行測(cè)試吸濕性和放濕性，會(huì)發(fā)現(xiàn)有的低細(xì)度短纖維放入水中后不能再完整取出，因此在參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21655.1—2008的基礎(chǔ)上，結(jié)合纖維本身的特性設(shè)計(jì)一種適合不同類型纖維的方法，并通過(guò)測(cè)試?yán)w維吸濕率、吸濕速率和放濕速率來(lái)研究纖維的吸濕放濕性。

1.1 吸濕性方法設(shè)計(jì)

使用萬(wàn)分之一天平稱取約2 g在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕平衡的纖維，記錄為初始重量，然后將該試樣放到給定溫濕度[溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（95±4%）]的恒溫恒濕箱中，每半小時(shí)稱量并記錄，每次稱重后需將纖維平鋪開，4.0 h稱重，24 h后每小時(shí)稱重直到纖維在恒溫恒濕箱中達(dá)到平衡，稱取吸濕平衡重量。繪制吸濕量?時(shí)間曲線，正常的吸濕量?時(shí)間曲線通常在到達(dá)某點(diǎn)后吸濕量變化趨勢(shì)會(huì)明顯減緩，在該點(diǎn)之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為吸濕速率，計(jì)算5組試樣吸濕率和吸濕速率的平均值。吸濕率=（吸濕平衡重量-初始重量）/初始重量×100%。

1.2 放濕性方法設(shè)計(jì)

將吸濕性試驗(yàn)中在恒溫恒濕箱[溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（95±4）%]平衡后的試樣或者另取約2 g試樣在恒溫恒濕箱達(dá)到平衡，稱取吸濕平衡重量，然后將試樣放在標(biāo)準(zhǔn)大氣下進(jìn)行放濕，每半小時(shí)稱量并記錄，每次稱重后需將纖維平鋪開，繪制放濕量?時(shí)間曲線，正常的放濕量?時(shí)間曲線通常在達(dá)到某點(diǎn)后放濕量變化趨勢(shì)會(huì)明顯減緩，在該點(diǎn)之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為放濕速率，計(jì)算5組試樣放濕速率的平均值。

值得注意的是，吸濕放濕性試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)中，如果實(shí)際曲線中有與所作切線吻合部分，可以用該部分曲線中不少于4個(gè)點(diǎn)間實(shí)測(cè)值計(jì)算吸濕/放濕速率（即不少于3個(gè)計(jì)算值），再求其平均值表示該試樣的結(jié)果。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)試樣

天然纖維：棉、羊毛、苧麻、桑蠶絲。再生纖維素纖維：粘膠、莫代爾、萊賽爾、銅氨。合成：聚酰胺、芳綸、聚酯、聚丙烯。

2.2 試驗(yàn)儀器

CLC?B2V?M/CLC222?TV型恒溫恒濕箱；BSA124S型電子分析天平。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

將12種纖維測(cè)得的第1組數(shù)據(jù)繪制吸濕量?時(shí)間曲線如圖1所示，放濕量?時(shí)間曲線如圖2所示。可以看出，12種纖維的吸濕量和放濕量在0.5 h、1.0 h、1.5 h這個(gè)時(shí)間段增加最多，在這之后吸濕量和放濕量增加趨于平緩，為了計(jì)算吸濕速率和放濕速率數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定，統(tǒng)一用0 h、0.5 h、1.0 h、1.5 h這4個(gè)點(diǎn)間實(shí)測(cè)值計(jì)算吸濕速率和放濕速率。將12種纖維做5組平行試驗(yàn)，得出的吸濕率、吸濕速率、放濕速率見表1。

圖1 吸濕量?時(shí)間曲線

圖2 放濕量?時(shí)間曲線

表1 吸濕率、吸濕速率、放濕速率計(jì)算結(jié)果

2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)以上試驗(yàn)結(jié)果分析可以看出，不同纖維之間吸濕放濕性能差異較大。其中再生纖維素纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率都要比天然纖維和合成纖維大，再生纖維素纖維中粘膠的吸濕率最大，莫代爾的吸濕速率最大，粘膠和莫代爾的放濕速率都較大；天然纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率比合成纖維大，而天然纖維中桑蠶絲的吸濕率最大，棉和桑蠶絲的吸濕速率較大，棉的放濕速率最大；合成纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率是最小的，其中聚酯、聚丙烯的吸濕率、吸濕速率和放濕速率幾乎為零。

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9994—2018《紡織材料公定回潮率》可以知道這12種纖維的公定回潮率：棉8.5%、羊毛15.0%、苧麻12.0%、桑蠶絲11.0%、粘膠13.0%、莫代爾13.0%、萊賽爾13.0%、銅氨13.0%、聚酰胺4.5%、芳綸5.0%、聚酯0.4%、聚丙烯0。從本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合公定回潮率可以看出，聚酯、聚丙烯的回潮率幾乎為零，其吸濕率、吸濕速率和放濕速率也幾乎為零；羊毛公定回潮率最大15.0%，再生纖維素纖維公定回潮率都是13.0%，但本次試驗(yàn)結(jié)果再生纖維素纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率都要比羊毛的大，這是因?yàn)槔w維的吸放濕能力還與纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)[4?6]。

通過(guò)本課題設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行試驗(yàn)，可以得出纖維的吸濕放濕性和纖維的公定回潮率有一定關(guān)系，但不是絕對(duì)關(guān)系，因?yàn)椴煌睦w維有著不同的結(jié)構(gòu)特性，其特性也會(huì)對(duì)纖維的吸濕放濕性有一定的影響。因此，使用本課題設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法可以得出不同纖維之間吸濕性和放濕性的差異。

3 結(jié)論

本課題的研究工作是不考慮影響纖維吸濕放濕性的因素，旨在研究測(cè)試不同纖維本身具有的吸濕放濕性方法。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果研究表明，本課題設(shè)計(jì)方法在測(cè)試不同纖維的吸濕放濕性上是可行的。纖維吸濕性測(cè)試方法是將在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕平衡的纖維置于高濕環(huán)境平衡后計(jì)算吸濕率和吸濕速率，通過(guò)測(cè)試的吸濕率和吸濕速率來(lái)表述纖維的吸濕性；纖維放濕性測(cè)試方法是將在高濕環(huán)境平衡后的纖維置于標(biāo)準(zhǔn)大氣下放濕后計(jì)算放濕速率，通過(guò)測(cè)試的放濕速率來(lái)表述纖維的放濕性。該方法適用于不同種類的纖維測(cè)定吸濕性和放濕性，測(cè)試過(guò)程操作方便、測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，結(jié)果能夠反映出不同纖維的吸濕性和放濕性。在企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)功能性紡織產(chǎn)品時(shí)，使用該方法測(cè)試能夠?qū)x用何種纖維的理論基礎(chǔ)上提供重要的參考依據(jù)。

因不同纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，本課題試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果僅能代表本課題中使用樣品的吸濕性和放濕性，不能作為這12種類型的所有纖維吸濕性和放濕性結(jié)果。