Sorona彈力短纖維吸放濕性能研究*

王增喜

（廣東省化學纖維研究所，廣東 廣州510245）

Sorona彈力短纖維吸放濕性能研究*

王增喜

（廣東省化學纖維研究所，廣東 廣州510245）

選用2.0 dtex 38 mm規格的Sorona舒彈纖維作為試樣，首先對纖維的縱向形態進行電鏡觀察，同時對纖維的紅外光譜及吸放濕性進行分析，得出以下結論：Sorona舒彈纖維縱向表面較光滑，粗細均勻，整體呈螺旋狀并帶有卷曲；纖維含有親水基團，其吸 （放）濕速率呈指數型趨勢變化，回潮率為0.61%，略高于普通滌綸纖維的0.4%。

舒彈纖維；吸放濕性；回潮率

美國杜邦公司結合新的環保創新理念，從可再生資源中研發出新型高性能聚合物Sorona，主要原材料為 1，3-丙二醇 （PDO）和對苯二甲酸 （PTA） （或對苯二甲酸二甲酯 DMT），杜邦公司采用玉米糖發酵的生物技術法，從玉米中提取葡萄糖，在特定的細菌下產生發酵后，生成了其中最主要的原料 PDO，再經過蒸餾、提純、脫水等工序，PDO成為了黏稠的液體[1]，加入 PTA充分反應后生成Sorona聚合物切片。Sorona纖維的種類豐富，舒彈纖維獨特的分子結構和結晶形態賦予了纖維獨特的性能組合，在受到應力時，應變變形首先發生在結晶的低分子區，在應力去除后，結晶結構鎖定，使纖維能完全回復到原狀。Sorona舒彈短纖維是一種可工業化生產的彈性短纖維，它的研發徹底改寫了彈力短纖維無法用于生產紡織紗線的歷史，開啟了非氨綸彈性織物面料的新時代[2]。

Sorona舒彈纖維的各類混紡紗線在休閑面料、運動面料、牛仔面料、襯衫內衣面料等產品的生產中應用較為廣泛[3]。本文主要研究Sorona舒彈纖維的吸放濕性能。

1 Sorona舒彈纖維結構與性能分析

實驗選用海興材料科技公司開發的2.0 dtex 38 mm規格的 Sorona舒彈纖維，主要研究了Sorona舒彈纖維的結構形態、吸放濕性能。

1.1 Sorona舒彈纖維形態結構分析

圖1 Sorona舒彈纖維縱向電鏡圖

采用掃描電子顯微鏡對Sorona舒彈纖維的形貌特征進行觀察，得到纖維的縱向形態如圖1所示，Sorona舒彈纖維縱向由兩股熔絲黏結形成，表面較光滑且熔絲之間有細小溝槽，呈螺旋狀，并帶有高度卷曲，讓纖維具有微彈特性，這就使得Sorona舒彈纖維在紡紗時提高纖維之間的摩擦力及抱合力，提高纖維集合體的蓬松性，使得纖維集合體手感柔軟，改善其熱濕舒適性。

1.2 Sorona舒彈纖維紅外光譜分析

圖2 Sorona舒彈纖維紅外光譜圖

采用美國 Nicolet IS10傅立葉紅外光譜儀對Sorona舒彈纖維進行紅外光譜測試，見圖 2。（2 966，2 917.6，2 853.5）cm-1是 —CH2-伸縮振動。在1 713 cm-1處有很強的羰基C＝O伸縮振動吸收峰，結合在1 092.2 cm-1和1 245.4 cm-1處的C—O—C伸縮振動，共同表明此物質是酯類。3 430 cm-1處吸收峰較大，說明舒彈絲中含有較多未反應的羥基，從而可以有效提高纖維的吸濕性[4]。

2 Sorona舒彈纖維的吸濕性能分析

紡織纖維的吸 （放）濕性能不僅會引起纖維自身的質量變化，而且對生產加工、質量控制以及性質測定都會產生影響。纖維的吸放濕性還影響其織物的服用舒適性。通過對Sorona舒彈纖維的吸放濕性能進行測試分析，從而更了解舒彈絲后期生產的濕傳遞性能。

2.1 試驗方法

采用101-0電熱鼓風干燥箱、YG175型恒溫恒濕箱，按照GB/T 9995-1997《紡織材料含水率和回潮率的測定——烘箱干燥法》測試Sorona舒彈纖維的回潮率及含水率。吸濕實驗：用電子天平稱取適量Sorona舒彈纖維后，放入105℃干燥箱烘干1 h，取出纖維后迅速稱取纖維重量，此為干燥重量。然后在20℃，65%的標準大氣條件下每隔1 min測量一次重量，重復此過程直到最后兩次重量差異小于 0.05%。放濕實驗：在30℃，100%濕度的條件下平衡12 h后，在20℃，65%的標準大氣條件下每隔1 min測量一次重量，重復此過程直到最后兩次重量差異小于 0.05%，測試結果見表1。按公式（1）計算纖維的標準回潮率W （%），按公式（2）計算纖維的含水率w（%）。

式中：G——纖維的濕重 （g）；G0——纖維的干重 （g）。

表1 Sorona舒彈纖維吸濕放濕量隨時間的變化g

2.2 測試結果及分析

Sorona舒彈纖維吸濕放濕量隨時間的變化情況如圖3。

圖3 纖維吸 （放）濕時間與吸 （放）濕量的關系

圖3可以看出，Sorona舒彈纖維在吸 （放）濕過程中，吸 （放）濕速率不斷地在變化，在吸 （放）濕初始階段，Sorona舒彈纖維吸 （放）濕速率最大，而隨著時間的遞增，吸 （放）濕速率呈指數形式在不斷減小，當纖維達到吸（放）濕平衡時，吸 （放）濕速率逐漸趨于零。主要由于纖維吸濕過程中的水分子受到在吸濕放熱的影響，所以在初始階段大氣中的水汽壓力較大，促使水分子進入Sorona舒彈纖維非晶區域內部，纖維的回潮率變大，此時纖維吸濕放熱使得溫度逐漸升高，纖維之間水汽壓開始增大，并逐漸與大氣中的水汽壓相同，當大氣與纖維之間的水汽壓力梯度相近時，水分子進入纖維之間的速率就開始變小并趨于零。在整個水汽壓力與吸濕放熱的共同作用下，Sorona舒彈纖維的回潮率及含水率呈平穩的上升趨勢。

從實驗數據得知，Sorona舒彈纖維的回潮率與含水率幾乎一致，均為0.61%，與滌綸纖維相近，略比滌綸高出一些，雖然Sorona舒彈纖維縱向表面光滑，結構致密，較少微孔和縫隙，但由紅外光譜圖可知Sorona舒彈纖維含有親水性—OH鍵，從而可以有效提高纖維的吸濕性。

根據圖像特征，對試驗數據進行指數曲線擬合[5]，y1為Sorona舒彈纖維的吸濕量，x1為吸濕時間，y2為Sorona舒彈纖維的放濕量，x2為放濕時間。得到Sorona舒彈纖維的吸 （放）濕量與時間的關系方程為：

判定系數分別為R1=0.9775，R2=0.9712，由此可見，Sorona舒彈纖維的吸濕量與時間的擬合方程回歸顯著。

3 結論

本實驗對Sorona舒彈短纖維的形態特征、紅外光譜分析、吸 （放）濕速率測試分析，得出以下結論：

（1） Sorona舒彈纖維縱向表面由兩股熔絲黏結形成，表面較光滑，呈螺旋狀，并帶有卷曲。

（2）Sorona舒彈纖維含有親水基團，有效提高纖維的吸濕性。

（3）Sorona舒彈纖維的吸 （放）濕速率呈指數型趨勢變化，指數曲線擬合高度顯著。

（4）Sorona舒彈纖維的回潮率為0.61%，略高于滌綸的公定回潮率0.4%。

[1] 趙艷梅.舒彈絲TM源于杜邦的生物質彈力短纖維[N].中國服飾報,2011-11-11（A15）.

[2] 居新宇，耿昊天.舒彈絲:革命剛剛開始 [J].中國紡織，2013（9）:46-48.

[3] 李經，曹艷，許云生.淺談Sorona纖維在高檔精紡面料上的應用 [J].毛紡科技，2008（9）:30 -32.

[4] 黃敏.仿棉滌綸纖維及其針織物熱濕舒適性研究[D].上海：東華大學，2013.

[5] 滌綸 (TERYLENE)[EB/OL].中國質量新聞網，上海：2004-05-26.http://www.cqn.com.cn/news/ zjpd/jcjy/78302.html

STUDY ON THE HYGROSCOPICITY AND MOISTURE RELEASABILITY OF SORONA ELASTIC FIBEF

WANG Zeng-xi
(Guangdong Province Chemical Fiber Research Institute,Guangzhou 510245,China)

Choose 2.0 dtex 38 mm Sorona elastic fiber as experiment sample.Observed the fiber structure by electron microscope,analyzed the fiber groups by infrared spectrum,measured the hygroscopicity and moisture releasability of the fiber.Results showed as follow：Sorona elastic fiber longitudinal surface appearance is smooth,uniform thickness,overall spiraling with curly and containing hydrophilic group,the moisture absorption and moisture release are exponential type trend,moisture regain is 0.61%,slightly higher than that of ordinary polyester fiber 0.4%.

Sorona elastic fiber,hygroscopicity and moisture releasability,moisture regain

TS101.921

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2016.04.004

1672-500X(2016)04-0018-04

2016-12-01

王增喜 （1987-），男，湖南耒陽人，碩士，研究方向：差別化纖維的技術開發。

廣東省屬科研機構改革創新領域項目 （項目編號2014B070705011）。