溫濕度對織物物理機(jī)械性能的影響研究

雷枋喜

（上饒幼兒師范高等專科學(xué)校，江西 上饒 334000）

近年來，純棉類產(chǎn)品在市場中的口碑非常好，特點是透氣、手感好、穿著舒適。但是，純棉類織物對生產(chǎn)技術(shù)和材質(zhì)的要求高。其實，在純棉制品之前還有一種流通已久的織物—滌綸制品。在三大合成纖維中，滌綸制品的工藝最簡單，非常結(jié)實、有彈性，不容易變形，而且價格低，但是穿著體感不太好，因此，人們往往選擇用純棉布料制作衣物。

本實驗分別在溫度相同、濕度不同和濕度相同、溫度不同的條件下，對純棉制品和滌綸制品進(jìn)行性能測試，比較兩種制品的拉伸性能、撕破性能、頂破強(qiáng)力以及透氣性。

1 實驗

1.1 實驗材料和環(huán)境條件

材料：純棉布、滌綸漂白布，都是有代表性的普通材料，在一般的市場上可以買到。

環(huán)境條件：第一次，設(shè)定恒定溫度20 ℃，隨機(jī)選擇濕度開展實驗；第二次，設(shè)定恒定濕度65%，隨機(jī)選擇溫度開展實驗。

1.2 實驗過程

1.2.1 測試織物的拉伸性能

本實驗采取GB/T 3923.1—2013中關(guān)于織物拉伸性能的測定方法，測得普通織物在強(qiáng)力壓迫下的韌性和抗斷裂能力。選取長10.0 cm、寬5.0 cm的樣品，使用實驗設(shè)計規(guī)定的特殊織物檢測壓力機(jī)開展10組以上壓力測試，取得平均值。

1.2.2 測試織物的撕破性能

本實驗采取GB/T 3917.5—2009中關(guān)于織物撕破性能的規(guī)定方法進(jìn)行單縫翼樣壓力撕破測試，樣品規(guī)格為20.0 cm×5.0 cm，在距離頂端2.5 cm處標(biāo)記，從織物的另一端中央距離織物一邊近10.0 cm處撕扯，然后將織物置于實驗設(shè)計規(guī)定的特殊織物檢測撕扯機(jī)中進(jìn)行10組以上壓力測試，取得平均值[1]。

1.2.3 測試織物的頂破強(qiáng)力

本實驗采取GB/T 19976—2005中關(guān)于織物頂破強(qiáng)力的測定方法，使用鋼制球測試，樣品呈現(xiàn)為直徑6.0 cm的圓形，測試10組取平均值。

1.2.4 測試織物的透氣性

本實驗采取GB/T 5453—1997中關(guān)于織物透氣性的測定方法，樣品尺寸為30.0 cm×30.0 cm，實驗結(jié)果如下。

由以上方程可以看出，各種擬合曲線的擬合系數(shù)y均大于0.500 0，相關(guān)性較為顯著。織物拉伸斷裂性能和恒溫性能也通過公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。

1.3 實驗結(jié)果

1.3.1 織物拉伸斷裂性能

當(dāng)實驗濕度固定時，不同織物對恒溫斷裂的響應(yīng)不同，例如綿和滌綸的抗撕裂強(qiáng)度出現(xiàn)了先提高后降低的趨勢，但是整體變化不大。當(dāng)溫度固定到20 ℃以下時，綿和滌綸的抗撕裂強(qiáng)度呈現(xiàn)先降低后提高的趨勢，當(dāng)相對濕度為80%時，兩種織物的斷裂性能會出現(xiàn)最小值。總體而言，滌綸的抗撕裂強(qiáng)度遠(yuǎn)高于綿。

1.3.2 織物撕裂性能

由織物撕裂公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到的實驗結(jié)果表明：強(qiáng)力快速增大后又減小，在相對濕度為65%～75%時達(dá)到85 N左右的最大值。織物的撕裂強(qiáng)度不會因溫度提升出現(xiàn)明顯變化，最大值不超過45 N。滌綸撕裂強(qiáng)度受溫濕度影響較大，受溫濕度影響較小[2]。

1.3.3 織物透氣性能

人們挑選服裝時注重穿著舒適性，因此，織物的透氣性十分重要。

無論在什么情況下測定織物的物理性能，溫度都不宜太高，否則，無論是全棉還是滌綸，都很容易被頂破，也會影響穿著的舒適度。當(dāng)溫度與濕度控制在適宜范圍時，棉的透氣性明顯好于滌綸，天然纖維較化學(xué)纖維的優(yōu)點之一就是透氣性好，穿著舒適度高。

1.3.4 用KCl溶液對樣品pH的影響

不同萃取介質(zhì)下樣品的pH如表1所示。

由表1可以看出，不同的萃取介質(zhì)會導(dǎo)致不同的實驗結(jié)果，但是由于KCl和蒸餾水都可以作為普通實驗的萃取介質(zhì)，并且對普通實驗結(jié)果沒有很大影響，都符合本研究的要求，且用KCl溶液，數(shù)值穩(wěn)定較快，這是因為KCl溶液導(dǎo)電率高，溶液中的離子強(qiáng)度較高，pH穩(wěn)定時間短。用蒸餾水作為萃取介質(zhì)明顯費時，且穩(wěn)定性不好，數(shù)據(jù)有偏移現(xiàn)象。也就是說，在實驗條件一致的情況下，可以選擇0.1 mol/L KCl溶液探究不同織物的pH。

表1 不同萃取介質(zhì)下樣品的pH

2 結(jié)論

在物理機(jī)械性能測試中，無論是拉伸性能、撕破性能測試還是頂破強(qiáng)力測試，滌綸的表現(xiàn)都比純棉好。在透氣性方面，當(dāng)溫度與濕度協(xié)調(diào)時，純棉的透氣性明顯優(yōu)于滌綸，因此，純棉織物的口碑較好[3]。

在實際的操作過程中，不同織物經(jīng)過精細(xì)加工后，都要水洗處理，否則織物上會殘留各種化學(xué)染料，影響織物成品的pH、色牢度和使用手感等。

應(yīng)用織物處理技術(shù)時，要根據(jù)織物的原材料，選取不同的織物染色方式，例如選取合適的中性萃取劑可以將對織物的損害降到最低，或者選取纖維素染料直接對織物進(jìn)行染色。堿性染料和纖維素染料能抑制染料與織物間的化學(xué)反應(yīng)，提高染色效果。

當(dāng)實驗溫度不超過50 ℃時，撕破強(qiáng)力會變大；在低溫或者高溫條件下，織物面料對皮膚的刺激較大。恒溫時，當(dāng)空氣濕度高達(dá)95%時，一般織物的斷裂、撕破和頂破強(qiáng)力均不同程度地降低。當(dāng)溫濕度升高時，織物的透氣性表現(xiàn)不好，天氣炎熱時會讓穿著者感到悶熱。

3 結(jié)語

在紡織物的物理性能測試中，一定要將溫度、濕度、取樣質(zhì)量、萃取時間和pH計是否校準(zhǔn)都作為考察的因素，不斷優(yōu)化實驗環(huán)境，例如要準(zhǔn)備充足的實驗物品，規(guī)范實驗室條件，配齊重要的檢測設(shè)備，找有經(jīng)驗的人員完成實驗。人們通常認(rèn)為純棉制品的各個性能都處于優(yōu)勢地位，但實驗結(jié)果顯示，隨著溫度和濕度的不斷變化，純棉制品有時不占優(yōu)勢，甚至排在纖維制品之后，說明實驗有時會出現(xiàn)令人意想不到的結(jié)果。這就要求科學(xué)研究以數(shù)據(jù)為根據(jù)，以高標(biāo)準(zhǔn)開展實驗。