溫濕度對(duì)織物物理機(jī)械性能的影響研究

雷枋喜

（上饒幼兒師范高等?？茖W(xué)校，江西 上饒 334000）

近年來(lái)，純棉類產(chǎn)品在市場(chǎng)中的口碑非常好，特點(diǎn)是透氣、手感好、穿著舒適。但是，純棉類織物對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和材質(zhì)的要求高。其實(shí)，在純棉制品之前還有一種流通已久的織物—滌綸制品。在三大合成纖維中，滌綸制品的工藝最簡(jiǎn)單，非常結(jié)實(shí)、有彈性，不容易變形，而且價(jià)格低，但是穿著體感不太好，因此，人們往往選擇用純棉布料制作衣物。

本實(shí)驗(yàn)分別在溫度相同、濕度不同和濕度相同、溫度不同的條件下，對(duì)純棉制品和滌綸制品進(jìn)行性能測(cè)試，比較兩種制品的拉伸性能、撕破性能、頂破強(qiáng)力以及透氣性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和環(huán)境條件

材料：純棉布、滌綸漂白布，都是有代表性的普通材料，在一般的市場(chǎng)上可以買(mǎi)到。

環(huán)境條件：第一次，設(shè)定恒定溫度20 ℃，隨機(jī)選擇濕度開(kāi)展實(shí)驗(yàn)；第二次，設(shè)定恒定濕度65%，隨機(jī)選擇溫度開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 測(cè)試織物的拉伸性能

本實(shí)驗(yàn)采取GB/T 3923.1—2013中關(guān)于織物拉伸性能的測(cè)定方法，測(cè)得普通織物在強(qiáng)力壓迫下的韌性和抗斷裂能力。選取長(zhǎng)10.0 cm、寬5.0 cm的樣品，使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的特殊織物檢測(cè)壓力機(jī)開(kāi)展10組以上壓力測(cè)試，取得平均值。

1.2.2 測(cè)試織物的撕破性能

本實(shí)驗(yàn)采取GB/T 3917.5—2009中關(guān)于織物撕破性能的規(guī)定方法進(jìn)行單縫翼樣壓力撕破測(cè)試，樣品規(guī)格為20.0 cm×5.0 cm，在距離頂端2.5 cm處標(biāo)記，從織物的另一端中央距離織物一邊近10.0 cm處撕扯，然后將織物置于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的特殊織物檢測(cè)撕扯機(jī)中進(jìn)行10組以上壓力測(cè)試，取得平均值[1]。

1.2.3 測(cè)試織物的頂破強(qiáng)力

本實(shí)驗(yàn)采取GB/T 19976—2005中關(guān)于織物頂破強(qiáng)力的測(cè)定方法，使用鋼制球測(cè)試，樣品呈現(xiàn)為直徑6.0 cm的圓形，測(cè)試10組取平均值。

1.2.4 測(cè)試織物的透氣性

本實(shí)驗(yàn)采取GB/T 5453—1997中關(guān)于織物透氣性的測(cè)定方法，樣品尺寸為30.0 cm×30.0 cm，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

由以上方程可以看出，各種擬合曲線的擬合系數(shù)y均大于0.500 0，相關(guān)性較為顯著?？椢锢鞌嗔研阅芎秃銣匦阅芤餐ㄟ^(guò)公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.3.1 織物拉伸斷裂性能

當(dāng)實(shí)驗(yàn)濕度固定時(shí)，不同織物對(duì)恒溫?cái)嗔训捻憫?yīng)不同，例如綿和滌綸的抗撕裂強(qiáng)度出現(xiàn)了先提高后降低的趨勢(shì)，但是整體變化不大。當(dāng)溫度固定到20 ℃以下時(shí)，綿和滌綸的抗撕裂強(qiáng)度呈現(xiàn)先降低后提高的趨勢(shì)，當(dāng)相對(duì)濕度為80%時(shí)，兩種織物的斷裂性能會(huì)出現(xiàn)最小值?？傮w而言，滌綸的抗撕裂強(qiáng)度遠(yuǎn)高于綿。

1.3.2 織物撕裂性能

由織物撕裂公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：強(qiáng)力快速增大后又減小，在相對(duì)濕度為65%～75%時(shí)達(dá)到85 N左右的最大值?？椢锏乃毫褟?qiáng)度不會(huì)因溫度提升出現(xiàn)明顯變化，最大值不超過(guò)45 N。滌綸撕裂強(qiáng)度受溫濕度影響較大，受溫濕度影響較小[2]。

1.3.3 織物透氣性能

人們挑選服裝時(shí)注重穿著舒適性，因此，織物的透氣性十分重要。

無(wú)論在什么情況下測(cè)定織物的物理性能，溫度都不宜太高，否則，無(wú)論是全棉還是滌綸，都很容易被頂破，也會(huì)影響穿著的舒適度。當(dāng)溫度與濕度控制在適宜范圍時(shí)，棉的透氣性明顯好于滌綸，天然纖維較化學(xué)纖維的優(yōu)點(diǎn)之一就是透氣性好，穿著舒適度高。

1.3.4 用KCl溶液對(duì)樣品pH的影響

不同萃取介質(zhì)下樣品的pH如表1所示。

由表1可以看出，不同的萃取介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是由于KCl和蒸餾水都可以作為普通實(shí)驗(yàn)的萃取介質(zhì)，并且對(duì)普通實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有很大影響，都符合本研究的要求，且用KCl溶液，數(shù)值穩(wěn)定較快，這是因?yàn)镵Cl溶液導(dǎo)電率高，溶液中的離子強(qiáng)度較高，pH穩(wěn)定時(shí)間短。用蒸餾水作為萃取介質(zhì)明顯費(fèi)時(shí)，且穩(wěn)定性不好，數(shù)據(jù)有偏移現(xiàn)象。也就是說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)條件一致的情況下，可以選擇0.1 mol/L KCl溶液探究不同織物的pH。

表1 不同萃取介質(zhì)下樣品的pH

2 結(jié)論

在物理機(jī)械性能測(cè)試中，無(wú)論是拉伸性能、撕破性能測(cè)試還是頂破強(qiáng)力測(cè)試，滌綸的表現(xiàn)都比純棉好。在透氣性方面，當(dāng)溫度與濕度協(xié)調(diào)時(shí)，純棉的透氣性明顯優(yōu)于滌綸，因此，純棉織物的口碑較好[3]。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，不同織物經(jīng)過(guò)精細(xì)加工后，都要水洗處理，否則織物上會(huì)殘留各種化學(xué)染料，影響織物成品的pH、色牢度和使用手感等。

應(yīng)用織物處理技術(shù)時(shí)，要根據(jù)織物的原材料，選取不同的織物染色方式，例如選取合適的中性萃取劑可以將對(duì)織物的損害降到最低，或者選取纖維素染料直接對(duì)織物進(jìn)行染色。堿性染料和纖維素染料能抑制染料與織物間的化學(xué)反應(yīng)，提高染色效果。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度不超過(guò)50 ℃時(shí)，撕破強(qiáng)力會(huì)變大；在低溫或者高溫條件下，織物面料對(duì)皮膚的刺激較大。恒溫時(shí)，當(dāng)空氣濕度高達(dá)95%時(shí)，一般織物的斷裂、撕破和頂破強(qiáng)力均不同程度地降低。當(dāng)溫濕度升高時(shí)，織物的透氣性表現(xiàn)不好，天氣炎熱時(shí)會(huì)讓穿著者感到悶熱。

3 結(jié)語(yǔ)

在紡織物的物理性能測(cè)試中，一定要將溫度、濕度、取樣質(zhì)量、萃取時(shí)間和pH計(jì)是否校準(zhǔn)都作為考察的因素，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，例如要準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)物品，規(guī)范實(shí)驗(yàn)室條件，配齊重要的檢測(cè)設(shè)備，找有經(jīng)驗(yàn)的人員完成實(shí)驗(yàn)。人們通常認(rèn)為純棉制品的各個(gè)性能都處于優(yōu)勢(shì)地位，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著溫度和濕度的不斷變化，純棉制品有時(shí)不占優(yōu)勢(shì)，甚至排在纖維制品之后，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)令人意想不到的結(jié)果。這就要求科學(xué)研究以數(shù)據(jù)為根據(jù)，以高標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。