1前言近年來(lái),隨著人們物質(zhì)生活水平的提篼,合成纖維已逐漸由適用型向功能型轉(zhuǎn)化,人們更加注重纖維的美觀、舒適、保健功能。由于遠(yuǎn)紅外纖維具有遠(yuǎn)紅外發(fā)射功能、抗菌功能及保溫功能等,在國(guó)內(nèi)外興起了研究開發(fā)的熱潮。加之丙綸具有重量輕,細(xì)旦和微細(xì)旦丙綸又具有良好的芯吸效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),更成為研究開發(fā)者所關(guān)注的熱點(diǎn)。本文研究了由合成纖維國(guó)家工程研究中心自行研制的遠(yuǎn)紅外細(xì)旦丙綸的功能性及力學(xué)性能等,為纖維的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
2實(shí)驗(yàn)2.1原料遠(yuǎn)紅外丙綸織物:采用遠(yuǎn)紅外丙綸DTY,在染色試驗(yàn)編織機(jī)(江蘇無(wú)錫永新紡織機(jī)械廠生產(chǎn))上織襪。
2.2測(cè)試儀器和方法2.2.1織物遠(yuǎn)紅外發(fā)射性能測(cè)試測(cè)試波段8~25同。
2.2.2織物遠(yuǎn)紅外發(fā)射性能耐久性測(cè)試用洗衣機(jī)將織物按下列工藝要求進(jìn)行50次洗滌,再測(cè)試遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。
滌時(shí)間為1(W次,自然晾干。
2.2.3織物抗菌性能測(cè)試~1(W的小塊,采用振蕩法測(cè)量細(xì)菌殺滅個(gè)數(shù),計(jì)算出抗菌率,按下列公式進(jìn)行計(jì)算:=(振蕩前細(xì)菌平均數(shù)-振蕩后細(xì)菌平均數(shù))/振蕩前細(xì)菌平均數(shù)x供試菌種:大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽胞桿菌、熒光假單胞桿菌、枯草桿菌。檢測(cè)方法參照FZ/TO1Q21 2.2.4纖維鐸伸度、條干、截面形態(tài)的測(cè)試強(qiáng)伸度:德國(guó)TEXTECHNO公司生產(chǎn)的STA-TIMAT型全自動(dòng)強(qiáng)伸儀;-C型條干均勻度儀;截面形態(tài):顯微圖象分析系統(tǒng),放大倍數(shù)500倍。
2.2.5結(jié)晶性能的測(cè)試日本理學(xué)3134型X射線衍射儀;Cu靶,工作3結(jié)果與討論3.1遠(yuǎn)紅外纖維的遠(yuǎn)紅外發(fā)射性能纖維的遠(yuǎn)紅外發(fā)射性能主要決定于纖維中所含遠(yuǎn)紅外微粉的組成及添加量<=合理選擇遠(yuǎn)紅外微粉,不僅有利于纖維及織物發(fā)揮較好的保健功能,而且有利于提篼纖維的篼速紡絲性能,提物及化學(xué)纖維工藝研究,發(fā)表過(guò)數(shù)篇文章。
篼紡絲狀態(tài)的穩(wěn)定性,降低生產(chǎn)單耗。選擇篼效的遠(yuǎn)紅外微粉是研制遠(yuǎn)紅外纖維的關(guān)鍵,我們針對(duì)四種組成不同的微粉,研究了微粉品種對(duì)織物的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的影響,結(jié)果見表1.表1遠(yuǎn)紅外微粉組成與發(fā)射率的關(guān)系微粉類別微粉娜率織物遠(yuǎn)鶘率分析表1可知,由于微粉的組成不同,微粉的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率相差較大,在微粉含量相同的纖維及織物中,其遠(yuǎn)紅外發(fā)射率也有明顯的差異?椢锏倪h(yuǎn)紅外發(fā)射率除了取決于微粉的組成,還與微粉的粒徑及其在纖維中的分布有關(guān)。為使最終產(chǎn)品具有優(yōu)的遠(yuǎn)紅外發(fā)射功能,一求微粉的發(fā)射率大于90%,織物的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率大于80%另一方面,纖維的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率也與微粉的添加量有關(guān),添加量不僅影響纖維的發(fā)射率,而且影響期紡性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),就可紡性而言,3遠(yuǎn)紅外纖維的可紡性最佳,因此我們研究了3微粉的不同添加量對(duì)織物遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的影響,結(jié)果見表2表2遠(yuǎn)紅外微ft含與設(shè)物遠(yuǎn)紅外發(fā)射的關(guān)系由表2可知,隨纖維中粉末含量的提高,織物發(fā)射率上升。當(dāng)粉末含量為4.5%時(shí),織物發(fā)射率已達(dá)80%,但當(dāng)粉末含量增加到6%以上時(shí),發(fā)射率的上升速度明顯減慢。綜合考慮纖維的發(fā)射率、可紡性以及生產(chǎn)成本等因素,我們認(rèn)為纖維中粉末含量為56%已能滿足纖維功能性的要求。3.2遠(yuǎn)紅外纖維的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的耐洗滌性能表3列出了分別含四種微粉的遠(yuǎn)紅外織物洗滌前后的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率,從表3的結(jié)果可知,水洗后遠(yuǎn)紅外纖維的發(fā)射率略有降低;本研究中所選用的四種遠(yuǎn)紅外織物,其遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的耐水洗性能均優(yōu)良。
遠(yuǎn)紅外纖維及織物發(fā)射率的耐洗滌性能與微粉在纖維中的分布有關(guān)。我們所研究的四種遠(yuǎn)紅外纖維及織物,均采用共混熔融全造粒的方法,較好地實(shí)現(xiàn)了微粉在成纖篼聚物中的均分布,這不僅提篼了纖維的篼速紡絲性能,而且有利于提篼纖維發(fā)射率的耐洗滌性能,即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的20洗衣機(jī)中洗滌,微粉也不易從纖維中脫落。
表3遠(yuǎn)紅外軹物發(fā)射率耐水洗性能織物類別水洗前率(務(wù))水洗后涫率、分別為普通丙綸POY及含3微粉的遠(yuǎn)紅外POY的截面圖。從、中可以看到常規(guī)丙綸截面光潔透明,而遠(yuǎn)紅外丙綸截面充滿斑點(diǎn),且分布比較均勻。這一方面說(shuō)明遠(yuǎn)紅外微粉凝聚粒子較少,幾乎沒有團(tuán)聚體的存在,有利于篼速紡絲的進(jìn)行;另一方面,也解釋了遠(yuǎn)紅外纖維及織物的發(fā)射率耐洗滌的原因。
了含1、3微粉的卜織物,委托上物抗菌性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:3遠(yuǎn)紅外織物抗菌率為91.00%,抗菌性能優(yōu)異;1織腧菌率為79.50%,抗菌性能中等。
抗菌性能的差異主要與遠(yuǎn)紅外微粉的組成有關(guān)。一般認(rèn)為,遠(yuǎn)紅外纖維之所以具有抗菌性能,一方面是由于遠(yuǎn)紅外線具有抗菌性能,另一方面,絕大多數(shù)陶瓷微粉也具有抗菌性能。
3.4遠(yuǎn)紅外纖維的力學(xué)性能我們研究了纖維中遠(yuǎn)紅外微粉(以3為例)的含量與纖維力學(xué)性能之間的關(guān)系。從表4可知,與普通丙綸相比,遠(yuǎn)紅外丙給力學(xué)性能有所下降,這可能與遠(yuǎn)紅外粉末在一定程度上影響了纖維的超分子結(jié)構(gòu),造成結(jié)構(gòu)上的缺陷有關(guān)。為使遠(yuǎn)紅外丙綸具有良好的織造性能,一般要求DTY強(qiáng)度大于2.5cN/dtex,本試驗(yàn)范圍內(nèi),遠(yuǎn)紅外丙綸完全能滿足后加工的要求。
ft4遠(yuǎn)紅外fltft含置與纖堆力學(xué)性能之間的關(guān)系粉末含量按工業(yè)生產(chǎn)的要求,POY是否能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定至關(guān)重要,因?yàn)檫@直接影響著纖維的拉伸假捻等工序。表5為同一絲餅存放不同時(shí)間對(duì)POY結(jié)構(gòu)性能的影響。從表中可看出纖維力學(xué)性能與存放時(shí)間關(guān)系不大,只是條干不率略有下降,在24小時(shí)內(nèi)基本達(dá)到平衡。遠(yuǎn)紅外POY即使存放3個(gè)月,也能順利通過(guò)拉伸假捻變形工藝,生產(chǎn)出各項(xiàng)性能優(yōu)良的遠(yuǎn)紅外CTY.表5存放時(shí)間對(duì)遠(yuǎn)馇外POY力學(xué)性能的影存放時(shí)間(h)3個(gè)月伸長(zhǎng)條干不勻串U(% 3.S遠(yuǎn)紅外纖維的結(jié)晶性能型,隨加工條件的改變而變化。一般認(rèn)為,a晶型比較穩(wěn)定,不利于后加工的進(jìn)行,所得成品纖維的力學(xué)性能較差。準(zhǔn)六方晶型是一種較為復(fù)雜且不完整的晶型,容易加工,在加工過(guò)程中逐步轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的a晶型。為使遠(yuǎn)紅外POY能順利進(jìn)行進(jìn)一步的后加工,必需使其POY的晶型結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)六方晶型。我們研究了遠(yuǎn)紅外丙綸POY與DTY的結(jié)晶性能,其X衍射圖譜見,并計(jì)算出相應(yīng)的結(jié)晶度,見表6.分析、表6可知,遠(yuǎn)紅外POY的晶型結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)六方晶型,而DTY的晶型結(jié)構(gòu)為a晶型。這表明遠(yuǎn)紅外丙綸POY在變形加工過(guò)程中,結(jié)晶度增加的同時(shí),其晶型結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著的變化,由不完整的準(zhǔn)六方晶型逐步演變?yōu)檩^穩(wěn)定的a晶型。這也從另一方面解釋了我們研制的遠(yuǎn)紅外POY能順利進(jìn)行后加工,并制得各項(xiàng)性能優(yōu)良的DTY的原因。
表6遠(yuǎn)紅外丙綸POY與DTY結(jié)度比較纖維品種結(jié)晶度~~遠(yuǎn)紅外POY與DTY晶型比較4結(jié)論遠(yuǎn)紅外丙綸的發(fā)射率與纖維中所含的遠(yuǎn)紅外微粉及添加量有關(guān),本研究選用3遠(yuǎn)紅外微粉,其添加量以5% ~6%為宜。
采用熔融共混全造粒法研制的遠(yuǎn)紅外丙綸,微粉在纖維中分布較均,纖維及織物的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率耐水洗性能優(yōu)良。
遠(yuǎn)紅外丙綸具有一定的抗菌性能,這主要與纖維中所含微粉的組成有關(guān),本研究中含3微粉的遠(yuǎn)紅外丙綸,其抗菌性能優(yōu)良。
4與普通丙給相比,遠(yuǎn)紅外丙綸的力學(xué)性能隨微粉含量的提篼而有所下降。
5.遠(yuǎn)紅外丙綸POY與DTY的晶型結(jié)構(gòu)不同,POY為準(zhǔn)六方晶型,而DTY為a晶型。
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