粘膠基調溫纖維基本力學性能研究

楊 琳，包肖婧，劉津瑋，金曉東

(1.山東省紡織科學研究院，山東 青島 266032；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，山東 青島 266032；3.青島市纖維紡織品監督檢驗研究院，山東 青島 266061)

粘膠基調溫纖維基本力學性能研究

楊 琳1,2，包肖婧3，劉津瑋3，金曉東1，2

(1.山東省紡織科學研究院，山東 青島 266032；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，山東 青島 266032；3.青島市纖維紡織品監督檢驗研究院，山東 青島 266061)

為研究粘膠基調溫纖維的力學性能，采用不同的試驗方案對絲維爾纖維、Outlast粘膠纖維及相關纖維的基本力學性能進行了測試分析。

粘膠基調溫纖維；力學性能；摩擦性能

含有相變材料的紡織品可主動地、智能地調節溫度，為人體提供舒適的“衣內微氣候”環境，使人體始終處于一種舒適的狀態[1]。絲維爾纖維屬于粘膠纖維的功能化品種,是將相變調溫材料技術和粘膠纖維制造技術相結合開發出的一種高科技產品[2]。Outlast空調微膠囊纖維也是以粘膠為基體的調溫纖維，具有良好的舒適性和透氣性[3]。目前有關粘膠基調溫纖維基本力學性能對比研究較少，本文對此做了研究。

1 實驗樣品 實驗儀器及實驗條件

1.1 實驗樣品

實驗中所用的絲維爾粘膠纖維、Outlast粘膠纖維及粘膠纖維, 其規格見表1。

表1 三種纖維的主要規格

1.2 實驗儀器及試驗條件

1.2.1 單纖維一次拉伸實驗 單纖維結節及鉤接強力實驗

實驗儀器: LLY-06E型電子單纖維強力儀。

實驗條件: 拉伸速度15 mm/min，預加張力120 mg，拉伸距離10 mm，測試次數60次。

1.2.2 表面摩擦性能實驗

實驗儀器: Y151型纖維摩擦系數儀。

實驗條件: 采用絞盤法,選用100 mg的張力夾頭,共用5個纖維輥,共測得50個數值,求平均值。

2 實驗結果與分析

2．1 一次拉伸斷裂性能

2.1.1 斷裂性能基本指標

絲維爾纖維、Outlast粘膠纖維及粘膠纖維分別在常溫干態和常溫濕態下的一次拉伸斷裂性能基本指標, 分別見表2和表3。

2.1.2 一次拉伸曲線

絲維爾纖維、Outlast粘膠纖維及粘膠纖維的常溫干態和濕態拉伸曲線,分別見圖1和圖2。

圖1 三種纖維的常溫干態拉伸曲線

圖2 三種纖維的常溫濕態拉伸曲線

由表2及圖1可知，在常溫干態下，絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維的斷裂強度小于粘膠纖維，二者斷裂強度為粘膠纖維的87.08%和81.09%。絲維爾纖維的斷裂伸長率大于Outlast粘膠纖維和粘膠纖維，為二者的1.23倍和1.07倍。絲維爾纖維和粘膠纖維的斷裂功接近，均大于Outlast粘膠纖維。絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維的初始模量接近，均小于粘膠纖維。

由表3及圖2可知，在常溫濕態下，絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維的斷裂強度均小于粘膠纖維，二者斷裂強度為粘膠纖維的90.81%和79.80%。粘膠纖維的斷裂伸長率大于絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維，為二者的1.07倍和1.38倍。絲維爾纖維和粘膠纖維的斷裂功接近，均大于Outlast粘膠纖維。粘膠的初始模量大于絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維，分別為二者的1.08倍和1.25倍。

表2 三種纖維在常溫干態一次拉伸斷裂性能的基本指標

表3 三種纖維在常溫濕態一次拉伸斷裂性能的基本指標

對比表2、表3可知，在常溫濕態下，絲維爾纖維的斷裂強度、斷裂伸長率、斷裂功和初始模量較常溫干態時低，分別為常溫干態時的92.55%、88.42%、93.75%和95.49%；常溫濕態時Outlast粘膠纖維的斷裂強度，斷裂伸長率、斷裂功和初始模量也小于常溫干態，分別為常溫干態的87.34%、84.55%、96.30%和89.43%。在常溫濕態下，Outlast粘膠纖維除斷裂功較干態損失比絲維爾纖維較小外，斷裂強度、斷裂伸長率和初始模量的損失都較大?？梢姡诔貪駪B下，絲維爾纖維的一次拉伸性能略優。

2.2 絲維爾種纖維和Outlast粘膠纖維在不同夾持方式下的斷裂性能

2.2.1 實驗結果

絲維爾纖維及Outlast粘膠纖維在不同夾持方式下的一次拉伸斷裂性能基本指標，見表4；絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維在不同夾持方式下的拉伸曲線，見圖3、圖4。

由表4和圖3可以看出，絲維爾纖維在鉤接、結節拉伸狀態下的斷裂強度均小于直接拉伸狀態的斷裂強度，鉤接拉伸斷裂強度為直接拉伸斷裂強度的52.90%，結節拉伸斷裂強度為直接拉伸斷裂強度的76.99%；由表4和圖4可以看出，Outlast粘膠纖維在鉤接、結節拉伸狀態下的斷裂強度均小于直接拉伸狀態的斷裂強度，鉤接拉伸斷裂強度為直接拉伸斷裂強度的48.81%，鉤接拉伸斷裂強度為直接拉伸斷裂強度的58.57%，可見兩種纖維的鉤接、結節拉伸時斷裂強度損失明顯，鉤接拉伸時斷裂強度損失更加明顯。

表4 絲維爾纖維及Outlast粘膠纖維在不同夾持方式下的一次拉伸斷裂性能基本指標

圖3 絲維爾纖維在不同夾持方式下的拉伸曲線

圖4 Outlast粘膠纖維在不同夾持方式下的拉伸曲線

由表4知，鉤接狀態下，絲維爾纖維的斷裂強度是Outlast粘膠纖維的1.16倍；結節狀態下，絲維爾纖維的斷裂強度是Outlast粘膠纖維的1.41倍?？梢?，鉤接和結節時，絲維爾纖維的抗彎性能要優于Outlast粘膠纖維。

2.3 絲維爾和Outlast粘膠纖維的摩擦性能

2.3.1 絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維分別與纖維輥、金屬輥及橡膠輥接觸時, 測得的靜摩擦系數、動摩擦系數見表5。

表5 二種纖維與不同材料接觸時的摩擦性能

由表5中的數據可以看出，絲維爾纖維與Outlast粘膠纖維與不同材料之間的靜摩擦系數均大于動摩擦系數；兩種纖維與金屬輥、橡膠輥之間的摩擦系數、均大于與纖維輥間的摩擦系數；由于絲維爾纖維與Outlast粘膠纖維與其它材料摩擦時的摩擦系數, 均大于纖維自身摩擦時的摩擦系數, 故紡紗過程中可以考慮適當配置不同材料的導紗件, 以改善紡紗中的問題。

由表5知，Outlast粘膠纖維的靜摩擦系數和動摩擦系數均小于絲維爾纖維，這主要是由于Outlast纖維表面較平直光滑，纖維橫向形態較為規則所致。

3 結 論

在常溫干態下，絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維的斷裂強度都小于粘膠纖維，其斷裂強度的為粘膠纖維的87.08%和81.09%。絲維爾纖維的斷裂伸長率要大于Outlast粘膠纖維和粘膠纖維。在常溫濕態下，絲維爾纖維的斷裂強度和斷裂伸長率均大于Outlast粘膠纖維，且都小于粘膠纖維；絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維的斷裂強度、斷裂伸長率、斷裂功、初始模量較常溫干態時低；絲維爾纖維的一次拉伸性能要略優于Outlast粘膠纖維；Outlast粘膠纖維除斷裂功較干態損失比絲維爾纖維較小外，斷裂強度、斷裂伸長率和初始模量的損失均大于絲維爾纖維。

絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維鉤接、結節拉伸時各項力學性能指標下降明顯。Outlast粘膠纖維的下降程度要大于絲維爾纖維。

絲維爾纖維和Outlast粘膠纖維與纖維輥的動、靜摩擦系數均小于與金屬輥和橡膠輥的動、靜摩擦系數，絲維爾纖維的靜摩擦系數和動摩擦系數都大于竹漿纖維Outlast粘膠纖維。

[1] 石海峰，張興祥.蓄熱調溫紡織品的研究與開發現狀[J].紡織學報.2001，(5):335—337.

[2] 于林海.絲維爾智能調溫黏膠纖維的性能研究[J].針織工業，2008，(10):11—15.

[3] 董家瑞.Outlast空調纖維的性能及其應用[J].針織工業，2007，(3):32—34.

[4] 梁燕，謝光銀，竇海萍，等.新型智能空調纖維面料的開發[J].山東紡織科技，2011，52(1)：12—15.

[5] 魏敬敬，劉艷君.調溫纖維在紡織品中的應用[J].山東紡織科技，2012，53(1)：37—40.

Basic Mechanical Properties of Viscose Based Temperature Regulating Fiber

YangLin1,2,BaoXiaojing3，LiuJinwei3，JinXiaodong1，2

(1.Shandong Textile Research Institute,Qingdao 266032,China;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Special Textiles Processing Technology,Qingdao 266032,China;3.Qingdao Textile Inspection Institute, Qingdao 266061,China)

To study the basic mechanical properties of viscose based temperature regulating fiber, the basic mechanical properties of Siwear fiber, Outlast viscose fiber and related fibers were analyzed by different tests.

viscose based temperature regulating fiber; mechanical property; friction property

2014-06-02

楊 琳(1986—)，男，山東青島人，助理工程師。

TS102.51

A

1009-3028(2014)06-0008-04