程浩南， 張一心， 李 翠

（西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院， 陜西 西安710048）

隨著人們環(huán)保意識的提高， 再生纖維素纖維織物越來越受到關(guān)注， 而天絲和莫代爾成為了其中的焦點。 天絲是新一代再生纖維素纖維，干強略低于滌綸， 但明顯高于一般的黏膠纖維，具有較高的剛性， 良好的水洗尺寸穩(wěn)定性 （縮水率僅為2%）， 較高的吸濕性， 纖維橫截面為圓形或橢圓形， 光澤優(yōu)美， 手感柔軟， 懸垂性好， 飄逸性好[1]。 莫代爾是奧地利Lenzing 公司開發(fā)的高濕模量的再生纖維素纖維， 原料采用歐洲的櫸木， 先將其制成木漿， 再紡絲加工成纖維， 因該產(chǎn)品全部為天然材料， 是100%的天然纖維， 具有良好的光澤和手感， 織物懸垂性好[2]。

現(xiàn)階段關(guān)于天絲和莫代爾織物力學(xué)性能比較的研究較少， 本實驗通過測試天絲和莫代爾織物的力學(xué)性能， 并對兩者的力學(xué)性能進行一些探索研究。

1 實驗

1. 1 織物規(guī)格

四種織物的規(guī)格見表1。

表1 織物規(guī)格

1. 2 測試儀器

1. 2. 1 織物拉伸性能測試儀器

試驗儀器與參數(shù)： YG026A 型電子織物強力儀 （常州詠春紡織機電有限公司）。 上下夾持距離200 mm， 拉伸速度100 mm／min， 預(yù)加張力98 cN (100 g)。

1. 2. 2 織物撕破性能測試儀器

試驗儀器與參數(shù): YG026A 型電子織物強力儀 （常州詠春紡織機電有限公司）， 上下夾持距離100 mm， 拉伸速度100 mm／min。

1. 2. 3 織物耐磨性能測試儀器

試驗儀器與參數(shù): Y522 圓盤式織物平磨儀（常州第二紡織機械有限公司）， 記錄平磨100轉(zhuǎn)后織物磨前重量克數(shù)及磨后質(zhì)量克數(shù)。

1. 3 測試方法

1. 3. 1 織物拉伸性能測試方法

織物的拉伸斷裂強度與斷裂伸長率的測試方法一般有拆紗條樣法、 剪割條樣與抓樣法三種。 本實驗采用拆紗條樣法。

1. 3. 2 織物撕破性能測試方法

織物邊緣在一集中負(fù)荷作用下而被撕開的現(xiàn)象稱為撕破。 常見的測試方法有單縫法和雙縫法， 本實驗采用單縫法。

1.3. 3 織物耐磨性能測試方法

織物磨損的方式有平磨、 曲磨、 折邊磨、動態(tài)磨和翻滾磨。 本實驗測試織物的耐平磨性能。

2 結(jié)果與討論

2. 1 織物拉伸性能測試

試樣經(jīng)緯向拉伸斷裂強力與斷裂伸長率測試結(jié)果如表2。

表2 織物經(jīng)緯向拉伸斷裂強力和斷裂伸長率測試結(jié)果

由表2 可知， 織物試樣測試中織物的斷裂強力、 斷裂伸長率的大小排列順序相同： 經(jīng)向＞緯向； 平紋＞斜紋； 天絲織物＞莫代爾織物。

織物的拉伸斷裂是織物的拉伸系統(tǒng)紗線同時受力， 當(dāng)拉伸到一定程度， 各根紗線在較短時間內(nèi)斷裂。 在紗線線密度和組織一定的情況下， 織物經(jīng)密大于緯密， 在織物拉伸斷裂的過程中， 織物經(jīng)向同時受力的紗線根數(shù)多， 所以織物經(jīng)向斷裂強力及斷裂伸長率大于緯向； 在相同條件下， 織物在一定長度內(nèi)紗線交錯次數(shù)越多， 浮長長度越短， 織物的強度和伸長越大[3]。相同規(guī)格的平紋織物和斜紋織物， 平紋織物由于紗線交錯次數(shù)多， 浮長長度短， 所以平紋織物的斷裂強力及斷裂伸長率大于斜紋織物； 莫代爾纖維的強度和伸長都不如天絲纖維， 天絲纖維結(jié)晶度也高于莫代爾纖維[4]， 纖維結(jié)晶度越高， 在纖維拉伸過程中， 纖維大分子和基原纖間的結(jié)合力越強， 纖維的斷裂強力越大。 所以， 天絲織物的斷裂強力和斷裂伸長率優(yōu)于莫代爾織物。

2. 2 織物撕破性能測試

織物的撕破性測試實驗結(jié)果如表3 所示

表3 織物的經(jīng)緯向撕裂強力N

由表3 可知， 無論是經(jīng)向， 還是緯向， 這四種織物的撕裂強力的大小順序均一致， 即：2# 天絲斜紋>1# 天絲平紋>4# 莫代爾斜紋>3# 莫代爾平紋。

織物的撕裂與拉伸斷裂不同， 拉伸斷裂是拉伸系統(tǒng)紗線同時受力， 撕裂則是織物中的紗線依次逐根斷裂。 織物組織中經(jīng)、 緯紗交織點越多， 經(jīng)、 緯紗線越不易滑動， 形成的受力三角形越小， 織物的撕破強力越小[5]。 平紋織物和斜紋織物相比， 平紋組織中經(jīng)、 緯紗交織點多， 經(jīng)、 緯紗線不易滑動， 形成的受力三角形小， 所以， 平紋織物的撕破強力不如斜紋織物；天絲纖維由于強度和伸長均優(yōu)于莫代爾纖維，且結(jié)晶度高， 所以天絲纖維紗線的斷裂強力和斷裂伸長率大。 在撕裂的過程中， 天絲纖維可以承受更大的撕破強力。 故天絲織物的撕破強力優(yōu)于莫代爾織物。

2. 3 織物耐磨性能測試

織物耐磨性能測試實驗結(jié)果如表4 所示。

表4 織物耐磨性試驗結(jié)果

由表4 可知， 平紋織物比斜紋織物耐磨，天絲織物比莫代爾織物耐磨。 這四種織物耐磨性的大小順序為： 3# 莫代爾平紋＞4# 莫代爾斜紋＞1#天絲平紋＞2#天絲斜紋。

織物的耐磨性可以用磨損重量百分比來衡量， 磨損重量百分比越大， 耐磨性越差。 影響織物耐磨性的主要原因有織物的組織結(jié)構(gòu)和紗線的性狀。 平紋組織的交織點比斜紋組織多，浮長線比斜紋組織的短， 在相同經(jīng)、 緯密的情況下， 織物比較緊密， 所以織物在磨損時， 耐磨性較好。 天絲纖維由于結(jié)晶度與取向度都比較高， 并有由基原纖直接斂集成巨原纖的結(jié)構(gòu)特征， 而且巨原纖又大都沿纖維的縱向排列[6]。所以， 當(dāng)它受到外界因素如摩擦和振動等作用時這部分巨原纖很易從纖維的表面分離出來，使織物易于磨損， 故天絲織物的耐磨性比莫代爾織物差。

3 結(jié)論

（1） 當(dāng)組織相同時， 天絲織物的拉伸斷裂性能、 抗撕破性能優(yōu)于莫代爾織物， 莫代爾織物的耐磨性優(yōu)于天絲織物。

（2） 當(dāng)原料相同時， 平紋織物的拉伸斷裂性能和耐磨性優(yōu)于斜紋織物， 斜紋織物的抗撕破性能優(yōu)于平紋織物。

（3） 天絲平紋織物的拉伸斷裂性能優(yōu)于其它三種織物， 其撕裂性能在四種織物中僅次于天絲斜紋， 耐磨性僅優(yōu)于天絲斜紋織物， 但是，綜合力學(xué)性能天絲平紋織物要優(yōu)于另外三種織物。

[1] 楊明霞， 沈蘭萍. 新型再生纖維素纖維的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J] . 紡織科技進展， 2011 （2）： 16 - 20.

[2] 孫浪濤， 韓華， 張鵬飛. 紡制14. 8 tex Modal 紗線的工藝參數(shù)設(shè)計[J] . 輕紡工業(yè)與技術(shù)， 2012，41 (4)： 5 - 6 .

[3] 姚穆. 紡織材料學(xué)[M] . 3 版. 北京: 中國紡織出版社， 2009： 244 .

[4] 楊建忠. 新型紡織材料及應(yīng)用[M] . 2 版. 上海：東華大學(xué)出版社， 2011: 31 .

[5] 于偉東. 紡織材料學(xué)[M] . 北京: 中國紡織出版社， 2006： 301 .

[6] 楊美華， 楊東潔. Lyocell 纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系[J] .成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報， 2002， 19 （3）：10 - 12 .