光催化竹炭纖維針織物性能研究

徐雪梅,周榮穩,鄒志偉,王秋美

(青島大學,山東青島 266071)

光催化竹炭纖維針織物性能研究

徐雪梅,周榮穩,鄒志偉,王秋美

(青島大學,山東青島 266071)

采用兩種線圈長度分別將光催化竹炭纖維純紡紗、光催化竹炭纖維/棉(50/50)混紡紗和棉紗編織成不同緊密系數的雙羅紋針織物。文章通過分析針織物的基本參數,測試其基本物理機械性能和舒適性,以及針織物性能的對比,研究分析光催化竹炭纖維含量以及緊密系數對針織物物理機械性能和舒適性的影響。

光催化竹炭纖維;針織;力學性能;舒適性

蜂窩狀微孔結構聚酯改性光催化竹炭纖維(簡稱光催化竹炭纖維)取朝南向山坡6年生的毛竹為原料,采用純氧超高溫及氮氣阻隔延時的煅燒工藝生產竹炭,然后將納米二氧化鈦與具有蜂窩狀微孔結構的竹炭聚酯改性切片以共混熔融方式紡絲,使納米級二氧化鈦均勻地分布于纖維之中,制成了具有光催化效果的竹炭纖維[1]。光催化竹炭纖維紡織品在日光或紫外燈照射下能夠分解汽車廢氣、甲醛、苯、氨氣等有毒有害氣體,還具有良好的殺菌、抑菌、防霉、消臭等功能,具有環保性和永久性的光催化效果,是一種具有良好發展前景的新型原料。本文主要是針對光催化竹炭纖維含量以及織物緊密系數對針織物性能的影響進行研究。

1 實驗

1.1 試樣準備

選用0.37cm和0.308cm兩種線圈長度,將線密度均為18.5tex的光催化竹炭纖維純紡紗、光催化竹炭纖維/棉(50/50)混紡紗和棉紗分別編織成緊密系數是11.62和13.97的雙羅紋針織物,稱為稀松織物和緊密織物。

試樣的后處理工藝流程為：洗滌12min→漂洗3min→漂洗3min→脫水1min→漂洗2min→脫水1min→漂洗2min→脫水6min。處理后的試樣平鋪晾干[2]。各種針織物的基本性能見表1。

1.2 性能測試項目及條件(見表2)

表1 針織物基本性能

2 試驗結果及討論

2.1 織物的力學性能[3]

織物力學性能指標見表3。由表3可以看出,不論是稀松織物還是緊密織物,隨著光催化竹炭纖維含量的增加,斷裂強力、頂破強力及重量損失率都逐漸降低。這是因為竹炭纖維的斷裂強度低于棉,所以隨著竹炭纖維的含量增加,織物的斷裂強力及頂破強力變差;懸垂系數隨竹炭纖維含量增加而增大,而抗彎長度隨竹炭纖維含量的增加而減小,因為光催化竹炭纖維的初始模量低于棉纖維。懸垂系數越大,懸垂性越好,同時抗彎長度越小,織物越柔軟。即光催化竹炭纖維含量越多,織物的懸垂性越好,越柔軟。

表2 力學性能測試條件

對表3中稀松織物與緊密織物對比可知,緊密織物的拉伸斷裂強力、頂破強力均比稀松織物的大,耐磨性比稀松織物的好,這是因為緊密織物的線圈長度較小,織物密度大,單位面積的紗線根數多;稀松織物較柔軟且懸垂性好,是因為線圈長度較大,織物結構較松散;另通過數據分析可得,緊密系數對三種織物的耐磨性影響均較大,對其它基本力學性能影響都較小。

2.2 織物的舒適性能

織物的舒適性能指標見表4。由表4可以看出,在蓬松織物中,光催化竹炭纖維的含量增加,保溫率和克羅值增加,傳熱系數下降;而緊密織物中隨光催化竹炭纖維含量的增加,保溫率與克羅值先稍微下降后增加,總體呈上升趨勢。傳熱系數先稍微增加后下降,總體呈下降趨勢。這三個指標所反映的結果一致,即光催化竹炭纖維的含量越高,織物保暖性越好。這是與光催化竹炭纖維的結構有關,其橫截面呈蜂窩狀,使纖維內部夾有較多的靜止空氣。同時縱向有溝槽,增加了纖維間的孔隙,使纖維間的靜止空氣增加。而靜止空氣越多,即保暖性越好;相同線圈長度的織物,隨著光催化竹炭纖維的含量增加,織物透氣性增加。這同樣是光催化竹炭纖維的結構決定的,其橫截面呈蜂窩狀,縱向有溝槽,增加了纖維間的孔隙。

表3 織物基本力學性能指標

表4 織物舒適性能指標

由表4中稀松織物與緊密織物對比分析可得,稀松織物的保暖性、透氣性均比緊密織物的好,這是因為稀松織物的線圈長度較大,織物密度較小,織物中紗線排列較稀疏,紗線間的空隙較大;另外,通過數據分析可知,緊密系數對混紡織物、光催化竹炭纖維織物保溫性影響較大,對精梳棉織物保溫性影響較小;對三種織物的透氣性影響均較大。

圖1 30min時各種織物的毛細管效應

圖1表示了各種織物30min時的芯吸高度,從圖中可以看出,光催化竹炭纖維含量越大,織物的縱、橫向芯吸高度均越高。這表明,含光催化竹炭纖維的織物具有極好的毛細管效應。該結果也與光催化竹炭纖維的結構相符合,其橫截面呈蜂窩狀,縱向有溝槽,增加了纖維間的孔隙,使其比表面積增大。另外,竹炭纖維本身具有良好的吸附能力。

由圖1還可得知,3種不同光催化竹炭纖維含量的針織物,其緊密織物對應的芯吸高度均高于稀松織物的,主要是由于緊密織物的紗線較多,形成的毛細管較多,故其芯吸高度較高。另外,通過數據分析可知,緊密系數三種織物的芯吸高度影響都較大。

3 結論

通過針織物性能的對比分析,得到光催化竹炭纖維含量以及緊密系數對針織物物理機械性能和舒適性的影響如下：

3.1 光催化竹炭纖維含量越多,織物拉伸斷裂強力、頂破強力越小,懸垂性越好,越柔軟,保暖性、透氣性、毛細管效應越好。

3.2 緊密系數對三種織物的耐磨性影響較大,對其它基本力學性能影響都較小;對混紡織物,光催化竹炭纖維織物保溫性影響較大,對精梳棉織物保溫性影響較小;對三種織物的透氣性、芯吸高度的影響都較大。

[1]浙江上虞弘強彩色滌綸有限公司.新型蜂窩狀微孔結構聚酯改性竹炭纖維[J].針織工業,2008,(2)：15.

[2]劉濤.圣麻纖維/棉混紡針織產品開發及性能研究[D].青島：青島大學,2010.

[3]張雪晶,王艷秋,劉廣平,等.竹炭纖維針織物服用性能研究[J].山東紡織科技,2006,47(6)：52—56.

Study on the Properties of Photocatalysis Bamboo Charcoal Fibre Knitted Fabrics

Xu Xuemei,Zhou Rongwen,Zou Zhiwei,Wang Qinmei
(Qingdao University,Qingdao 266071,China)

This paper involved three kinds of weft-knitted fabrics made from cotton yarn,cotton/photocatalysis bamboo charcoal(50/50)blended yarn and photocatalysis bamboo charcoal fibre yarn of using different loop length.By comparison with these three fabrics,the effects on the properties of photocatalysis bamboo charcoal fibre knitted fabrics due to the content of photocatalysis bamboo charcoal fibre and the tightness factor were analyzed.

photocatalysis bamboo charcoal fibre;knitting;mechanical property;comfortableness

TS 181.92+3

：A

：1009-3028(2011)02-0001-03

2011-02-19

徐雪梅(1987—),女,山東濰坊人,碩士研究生。