再生料聚酯纖維的性能研究

靳曉晴，楊麗月，楊慶斌

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

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再生料聚酯纖維的性能研究

靳曉晴，楊麗月，楊慶斌

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

文章使用LLY-06E電子單纖維強(qiáng)力儀、LLY-33恒溫恒濕箱、Y802A型八籃恒溫烘箱、電子天平研究了再生料聚酯纖維的力學(xué)性能及吸放濕性能，并與普通聚酯纖維進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，再生料聚酯纖維在常溫干濕態(tài)下斷裂強(qiáng)度優(yōu)于普通聚酯纖維；濕態(tài)時(shí)，其初始模量顯著下降，再生料聚酯纖維的吸放濕回潮率與普通聚酯纖維的吸放濕回潮率相近，吸濕性較差。

再生料聚酯纖維；拉伸性能；回潮率；吸濕滯后性

近年來(lái)，以聚酯為代表的化纖產(chǎn)品在日常生活中所占的比重越來(lái)越大，但是由于石油等自然資源的日益緊缺以及需求量的日益增長(zhǎng)，作為踐行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的代表性產(chǎn)業(yè)——再生聚酯的發(fā)展開(kāi)始備受人們關(guān)注[1-2]。再生料聚酯纖維是通過(guò)對(duì)回收廢舊的塑料聚酯瓶粉碎加工，再經(jīng)過(guò)一系列的生產(chǎn)工藝制成的一種再生資源[3]。既可以有效利用廢棄資源，又能保護(hù)環(huán)境，減少白色污染。我國(guó)一年的廢棄聚酯高達(dá)幾十萬(wàn)噸，若能合理利用，就能變廢為寶，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。因此再生聚酯纖維前景廣闊[4-5]。本文通過(guò)對(duì)再生料聚酯纖維干、濕態(tài)的力學(xué)性能及吸放濕性能的測(cè)定，并與普通聚酯纖維對(duì)比，初步研究了再生料聚酯纖維的基本性能，對(duì)其應(yīng)用具有一定指導(dǎo)作用。

1 試驗(yàn)

1.1 原料及儀器

原料：再生料聚酯纖維：1.67 dtex×38 mm；普通聚酯纖維：1.67 dtex×38 mm。

儀器：LLY-06E電子單纖維強(qiáng)力儀、LLY-33恒溫恒濕箱、Y802A型八籃恒溫烘箱、電子天平。

1.2 試驗(yàn)方案

力學(xué)性能：將纖維置于標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下平衡24 h。采用LLY-06E電子單纖維強(qiáng)力儀進(jìn)行拉伸力學(xué)性能測(cè)試，用來(lái)表征纖維的力學(xué)性能。試驗(yàn)條件：溫度20℃，相對(duì)濕度65%；試樣的夾持長(zhǎng)度為10 mm，預(yù)加張力為0.1 cN/tex，速度10 mm/min；每試樣拉伸30次。

吸放濕性能：將重約5 g的纖維試樣放入相對(duì)濕度為100%的透濕試驗(yàn)箱24 h[6]，使試樣充分吸濕，將電子天平放置于LLY-33恒溫恒濕箱(溫度25℃，相對(duì)濕度60%)，將預(yù)調(diào)濕完成的纖維放置于電子天平90 min。0 min～30 min每2 min計(jì)數(shù)，30 min～60 min每5 min計(jì)數(shù)，60 min～90 min每10 min計(jì)數(shù)，直到樣品達(dá)到放濕平衡。計(jì)算回潮率，繪制放濕曲線。

取重約5 g的纖維試樣放置于Y802A型八籃恒溫烘箱恒溫100℃，烘2.5 h，干燥皿中冷卻至(20±1)℃時(shí)取出立刻測(cè)量其質(zhì)量，定為干重[7]。將電子天平放置于LLY-33恒溫恒濕箱(溫度25℃，相對(duì)濕度60%)，將纖維試樣放置于電子天平90 min。0 min～30 min每2 min計(jì)數(shù)，30 min～60 min每5 min計(jì)數(shù)，60 min～90 min每10 min計(jì)數(shù)，直到樣品達(dá)到吸濕平衡[8]。計(jì)算回潮率，繪制吸濕曲線。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 常溫下兩種聚酯纖維力學(xué)性能對(duì)比

再生料聚酯纖維及普通聚酯纖維一次拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 再生料聚酯纖維及普通聚酯纖維干態(tài)與濕態(tài)拉伸性能對(duì)比

圖1 再生料聚酯纖維一次拉伸曲線

圖2 普通聚酯纖維一次拉伸曲線

由表1及圖1、圖2可知，與普通聚酯纖維相比，常溫干、濕態(tài)再生料聚酯纖維斷裂強(qiáng)度明顯高于普通聚酯纖維，約為普通聚酯纖維的1.5倍。干態(tài)時(shí)，初始模量相差不大，斷裂伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)低于普通聚酯纖維，約為普通聚酯纖維的34.2%。屈服伸長(zhǎng)率略高。

濕態(tài)時(shí)，再生料聚酯纖維的多項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均呈下降狀態(tài)。再生料聚酯纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂功及初始模量分別是干態(tài)時(shí)的89.8%，77.8%，27.6%。斷裂伸長(zhǎng)率及屈服伸長(zhǎng)率均有不同程度的增加。這表明，濕態(tài)時(shí)再生料聚酯纖維制品手感柔軟[9]，彈性較好。

2.2 吸放濕性能

再生料聚酯纖維吸、放濕曲線如圖3所示。

圖3 再生料聚酯纖維吸、放濕曲線

普通聚酯纖維吸、放濕曲線如圖4所示。

再生聚酯纖維和普通聚酯纖維的吸放濕平衡回潮率如表2所示。

圖4 普通聚酯纖維吸放濕曲線

類(lèi)別放濕平衡回潮率(%)吸濕平衡回潮率(%)吸濕滯后值(%)再生料聚酯纖維0.39370.35350.0402普通聚酯纖維0.42580.37370.0521

試驗(yàn)結(jié)果表明，再生料聚酯的放濕回潮率為0.3937%，吸濕回潮率為0.3535%，吸放濕40 min之后，吸放濕速率趨于平緩緩。普通聚酯纖維的放濕回潮率為0.4258%，吸濕回潮率為0.3737%。兩種纖維的吸濕回潮率小于放濕回潮率，間接說(shuō)明了紡織材料的吸濕滯后性[10]。由于吸濕滯后性，再生料聚酯纖維吸濕滯后值在0.0402%左右，普通聚酯纖維吸濕滯后值在0.0521%左右。兩種纖維吸放濕性能相差不大。

3 結(jié)論

本文研究了再生料聚酯纖維的力學(xué)性能及吸放濕性能。再生料聚酯纖維在常溫干濕態(tài)下斷裂強(qiáng)度優(yōu)于普通聚酯纖維，約為普通聚酯纖維的1.5倍。干態(tài)時(shí)，初始模量相差不大，斷裂伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)低于普通聚酯纖維，約為普通聚酯纖維的34.2%。濕態(tài)時(shí)，再生料聚酯纖維的多項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均呈下降狀態(tài)。初始模量顯著下降，斷裂伸長(zhǎng)率及屈服伸長(zhǎng)率均有不同程度的增加。再生料聚酯纖維的吸放濕回潮率與普通聚酯纖維的吸放濕回潮率相近，說(shuō)明其吸濕性能較差。

再生料聚酯纖維和普通聚酯纖維性能相近，因此有望代替普通聚酯纖維在生活、工業(yè)中的應(yīng)用。因此，如何提高再生高品質(zhì)聚酯纖維的技術(shù)將是日后研究的重點(diǎn)，高品質(zhì)的再生料聚酯纖維將開(kāi)創(chuàng)紡織行業(yè)的新格局。

[1] 譚亦武.再生PET行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].合成纖維，2007，36(11)：1—10.

[2] 宋新，張先德.聚酯廢料回收制造再生纖維[J].合成技術(shù)及應(yīng)用，2001，16(1)：22—25.

[3] 劉曉倩，薛文良，魏孟媛.再生聚酯纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題[J].中國(guó)纖檢，2012，(11)：80—84.

[4] 中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì).中國(guó)化纖行業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)[M].上海：東華大學(xué)出版社，2009.

[5] 趙永霞，董奎勇.再生聚酯的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2008，(2)：35—37.

[6] 余序芬，鮑燕萍，吳兆平，等．紡織材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]．北京：中國(guó)紡織出版社，2003．

[7] 李汝勤，宋鈞才．纖維和紡織品測(cè)試技術(shù)[M]．上海：東華大學(xué)出版社，2005．

[8] 趙書(shū)經(jīng)．紡織材料實(shí)驗(yàn)教程[M]．北京：中國(guó)紡織出版社，1996．

[9] 于偉東．紡織材料學(xué)[M]．北京：中國(guó)紡織出版社，2006．[10] 于偉東, 儲(chǔ)才元.紡織物理[M].上海：東華大學(xué)出版社，2009.

Study on the Properties of Recycled Polyester Fiber

JinXiaoqing,YangLiyue,YangQingbin

(Qingdao University, Qingdao 266071, China)

In this paper, mechanical properties, absorption and desorption performance of recycled polyester fiber and common polyester fiber were studied and compared by using LLY-06E electronic single fiber strength meter, LLY-33 constant temperature and humidity box, Y802A eight basket constant temperature oven and electronic balance. The results show that: the fracture strength of recycled polyester fiber is better than that of common polyester fiber. Under wet condition, the initial modulus of recycled polyester fiber decreases significantly. The moisture absorption and desorption rate of recycled polyester fiber are similar to common polyester fiber, but its hygroscopicity is poor.

recycled polyester fiber; tensile property; moisture regain; moisture absorption hysteresis

2017-04-27

靳曉晴(1993—)，女，山東棗莊人，碩士研究生。

TS102.5

A

1009-3028(2017)03-0005-03