探討溫濕度對織物物理機械性能的影響

摘 要：由于不同的的環境條件造成織物特性的不同，包括環境中的溫度大小和水分多少，造成了對棉類織物或滌綸織物的機械性能的差異，實驗數據表明，在溫度保持在20攝氏度左右，空氣中的水分含量在百分之五十五左右時，棉類或滌綸內部結構織物的硬度較高，彈性較好，在溫度和空氣中的水分含量增加后，硬度會也會隨之減小。實驗中應注意空氣水分的增加，既要保持溫度不變的單一變量，又要保證聚酯強度不能超過45。在溫度保持恒定在25攝氏度時，織物強度大約在85N左右，織物的透氣度為百分之三十到四十左右，水分含量在百分之六十到百分之七十之間。

關鍵詞：溫濕度；撕裂；拉伸斷裂；頂破；透氣性

一、準備實驗材料

純棉面料水分吸收性能較強，空氣透氣性好，手感舒適，有著很大一部分消費群體。滌綸織物是利用簡單的合成技術制作成的合成纖維，與純棉面料成本相比較低。但滌綸織物具有硬度高，彈性好，可塑性強，不易受外部因素侵蝕，不導電，干凈衛生，易清洗和易干燥等優點，受到了廣大消費者的追捧。無論是純棉還是滌綸面料，它們都有各自的特點，但是比較容易受到溫度和濕度等環境因素的影響，所以溫度和濕度的變化對紡織品的物理機械性能影響重大。因此，通過保持單一變量的情況下對純棉織物和滌綸織物的裂紋，裂斷裂程度進行實驗，空氣的流通性進行研究分析，實驗中所需的純棉織物和滌綸織物的實驗材料選用均為市面上常見產品。

二、實驗方案

（一）測試條件

測試中的實驗對照組初使溫度保持在二十攝氏度的恒溫狀態下，空氣中的水分含量在百分之六十。實驗組改變溫度的大小和空氣中水分含量的多少，初始值將溫度設定在20°C，選擇不同組在常用濕度條件進行測試，將相對濕度設置為65%，并選擇不同的常見溫度，然后進行實驗。

三、測試方法

（一）織物拉伸斷裂

本試驗采用規定的織物拉伸性能測試方法測量織物的斷裂強度和伸長率，產品的表面積為50平方厘米。

（二）織物撕裂

該測試采用標準對紡織品的爆裂強度進行測量，樣品為直徑6厘米的圓形。在YG（B）026H-500電子測試儀上，要切割的樣品的平均強度為10。

（三）織物頂破

該試驗采用規定標準進行測量，對紡織品的爆裂強度進行測試時，可以用測量鋼球法對織物的裂紋性能進行測試。樣品為圓形，直徑大小為6cm，切割的樣品的平均強度是為10組。

（四）織物透氣性

實驗中的織物透氣性的測定樣品面積為900平方厘米。測試時對布料進行分區測試，并對所測數據取平均值。

四、實驗結果與分析

（一）織物拉伸斷裂性能

上述擬合曲線方程的相關系數R2均大于0.8000，相關性較為顯著。由圖1可得環境的水分含量在百分之65時，隨著溫度的不斷變化，滌綸織物和純棉織物的拉伸斷裂值均先減小又增大趨勢，在接近40℃時達最小值，總體來說滌綸的斷裂強度比純棉織物要大，由此可以對比出滌綸織物要比純棉織物的強度要高。由圖2可得，環境溫度低于20攝氏度時，隨著環境中空氣水分含量的增加，滌綸織物和純棉織物的堅硬程度同樣都是先下降后后上升的趨勢，并在環境中水分含量在百分之80時到達極值。就強度來說，滌綸織物的強度要比純棉織物的強度要高很多。

（二）織物撕裂性能

上述擬合曲線方程的相關系數R2均大于0.8000，從圖3中可以得出結論，在保持環境中水分含量不變的情況下，滌綸織物和純棉織物的撕裂強度先增大后減小，差距不是很大，峰值水平差異較小，保持溫度恒定不變的情況下，對實驗數據進行記錄可以得到第四個圖，可以看出聚酯棉花有出現裂痕的現象。隨著實驗環境中水分含量的不斷增多，聚酯棉花的撕裂強度不斷變大，之后又慢慢的變小，根據圖片數據表現可以很清楚的看出聚酯的撕裂輕度變化程度較大，聚酯撕裂長度前后數據的差異值較大。當環境中空氣水分的含量在百分之六十五到百分之七十五之間時，織物的撕裂強度不會因溫度的變化而產生差異。

（三）織物頂破性能

上述擬合曲線方程的相關系數R2均大于0.8000，從上圖左可得出結論，在外部環境中空氣水分含量一定的情況下，溫度的變化對織物的損害影響并不大，但隨著溫度的不斷變化，織物的堅硬強度不斷減小，但溫度為20攝氏度，外部環境空氣水分的含量低于百分之五十五以時，聚酯的破裂強度，棉花的破裂強度都顯示出這種情況，所以在實驗時不能因為物質的不同，而在實驗過程中保持的單一實驗變量不同，溫度都應該與平時外部環境溫度相差不要太大，如果實驗溫度與實際外部環境溫度相差太大，就可能會造成因為織物的質量問題而產生斷裂現象，對織物造成損害，這樣就會導致測量的實驗結果不準確。在實驗時的溫度保持恒定不變外部環境中水分含量增加時，聚酯的爆裂強度也會因為外部環境中相對濕度的變化而呈現下降的趨勢，如果實驗溫度與外部環境溫度相差過大時，達到五十五攝氏度到七十五攝氏度之間時，聚酯就會因為外部環境中溫度過高的影響而不能對其進行涂布作業，而棉花的抗破裂強度應隨著溫度的不斷增加之后到達峰值后，抗破裂度就會出現下降的趨勢，而在調節外部環境中溫度的大小時，整個的實驗過程中外部環境中水分含量的大小應該保持在百分之六十五左右。

（四）織物透氣性能

織物透氣性能作為評測織物的重要執行標準，也是對織物進行市場推廣的重要指標。下圖為恒濕織物透氣性能趨勢和恒溫織物透氣性能趨勢。

上述曲線方程的相關系數R2大于0.8000且相關性顯著。在上圖中可以得出結論，實驗過程中對外部環境的溫度大小和空氣中水分含量的大小進行調節后，在實際環境中棉織物的透氣性大于聚酯的透氣性，在保持外部環境中水分的含量一定時，隨著環境中溫度不斷增加，純棉織物的透氣性增長速度大于聚酯的透氣性增長速度，所以棉織物具有良好的透氣性，并在溫度為四十攝氏度外部環境中水分含量在百分之六十五到七十五時，棉織物的透氣性最好。在溫度變成不變的情況下，純棉織物的透氣性的增加速度要比聚酯的透氣性速度增加要快，并且在外部環境中水分含量的大小保持在百分子六十到百分之九十五之間時，聚酯的透氣性要好。在實驗中外部環境中水分含量高于百分之八十時，純棉織物和滌綸織物透氣性都會有所下降。

總結：溫濕度對織物物理機械性能影響較大，其中常見的合成纖維滌綸的物理機械性能如：斷裂強度，拉伸強度，爆裂強度均優于天然纖維棉，但纖維滌綸的滲透性并不如天然纖維棉，當外部的環境溫度和環境中的水分含量在正常的溫度下時，純棉織物的透氣性明顯優于滌綸織物的透氣性，天然纖維優于化學纖維，其主要表現在透氣性好，穿著舒適，其中外部環境溫度對天然纖維和化學纖維的物理機械性能有一定的影響。當實驗的溫度低于五十攝氏度時，織物的斷裂強度就會減少，撕裂強度差產生的差異相對較大。因此整個組織適合較低的溫度，爆裂強度將不同程度地降低。當外部環境的溫度和空氣中水分含量增加時，織物的透氣性也會減小，因為外部環境中的熱空氣和空氣中水分會阻塞織物的毛孔，所以在夏天穿著時會因為透氣性不好，與外部空氣流通性較低。

參考文獻：

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作者簡介：

李莎莎、1989年08月、浙江紹興、工作單位：紹興方圓檢測科技有限公司、畢業院校：嘉興學院、單位所在城市郵編：312000