許 敏,王麗莉,謝劍飛
(1.廣州纖維產品檢測研究院,廣東廣州510220;2.上海市紡織工業(yè)技術監(jiān)督所,上海200040)
芳綸因其優(yōu)異的熱力學性能廣泛應用于國防軍工、航空航天等領域。目前應用的主要品種有間位芳綸和對位芳綸,但芳綸因吸濕而含有的水分不僅影響其物理化學性能[1],還對貿易核算有很大的影響。纖維材料中的水分含量通常用回潮率和含水率表達。標準回潮率(R)是將纖維放在統(tǒng)一的標準大氣條件下一定時間后,使其回潮率在“吸濕過程”中達到一個穩(wěn)態(tài)值,這時的回潮率為標準狀態(tài)下的回潮率[2]。
目前,國內外都實施了很多標準來測試纖維的吸濕性能,涉及到的含水率和回潮率的標準測試方法大都是烘箱法。GB/T 6503—2008中對R測試時,首先將紡織品放在相對濕度10.0% ~25.0%,溫度不超過50.0℃的大氣條件下,使之接近平衡,即“預調濕”;再將其放在標準大氣環(huán)境下進行調濕,紡織品在標準大氣環(huán)境中放置所需要的時間,直至平衡[3];調濕平衡后置于烘箱內烘除水分至恒重,測試試樣的回潮率[4]。但纖維表面油劑等物質的存在對測試結果有干擾,作者對GB/T 6503—2008測試方法進行了改進,即先對纖維進行預烘干處理,再按國標測試。改進后的測試方法重復性好,準確度高。
測試試樣為間位芳綸:國產產品。
YG747通風式快速八籃烘箱:南通三思機電科技有限公司制造;電子天平:最小分度值為0.001 g,瑞士 Mettler Toledo 公司制。
改進方法采用烘箱法,先將試樣預烘干處理,烘至恒重,在標準大氣條件下調濕至濕平衡,再烘至恒重,測試芳綸的R。其過程如下:
(1)纖維預烘干處理,測試試樣初始吸濕狀態(tài)下的含水率。稱量試樣的質量,記為烘前質量,然后將其置于(105±2)℃的八籃烘箱內,烘2 h后,每隔10 min稱量1次,前后兩次稱量差異不超過后一次稱量的0.05%時,后一次稱量的質量為恒重[5],烘至恒重后稱量質量記為烘后質量。計算其含水率。
(2)在標準大氣條件下進行調濕,讓纖維在“吸濕過程”中達到吸濕平衡。從烘箱取出上述烘至恒重的試樣,放入標準大氣條件下進行吸濕過程,即溫度(20±2)℃,濕度(65±4)%進行調濕,間隔2 h稱量1次,紡織品的質量遞變量不超過0.25%時方可認為達到調濕平衡[4]。
(3)測試試樣的R。將芳綸試樣達到調濕平衡后進行稱量,記為烘前質量(M1),稱量后放入(105±2)℃烘箱,烘2 h后,每隔10 min稱量一次,前后二次稱量差異不超過后一次稱量的0.05%時,后一次稱量的質量為恒重[5],烘至恒重,稱量其試樣的質量記為烘后質量(M2),芳綸試樣R的計算見式(1):
稱取4個平衡試樣,采用改進方法測試芳綸的含水率和R,以相對標準偏差為評價指標,實驗結果見表1,表2。
表1 芳綸的含水率Tab.1 Moisture content of aramid fiber
表2 芳綸的RTab.2 R of aramid fiber
由表1,表2可知,芳綸含水率的相對標準偏差為3.92%,R的相對標準偏差為0.64%,故該方法的重復性較好。
重新稱取芳綸試樣,按GB/T 6503—2008化學纖維回潮率試驗方法測試芳綸的R。對比表2和表3可知,不對芳綸試樣進行預烘干處理,直接按照 GB/T 6503—2008測得的芳綸的 R為5.82%,相對標準偏差為2.99%;而改進方法測得的芳綸的R為5.3%,相對標準偏差為0.64%,該方法準確度高。這是因為改進方法起初將纖維放在烘箱中預烘干,消除了試樣表面油劑等對測試有干擾的因素,故改進方法的測試結果更準確。
表3 按國標測試的芳綸的RTab.3 Standard moisture regain of aramid fiber tested according to national standard
纖維初始狀態(tài)不同,表面油劑、漿料等各種對測試結果有較多干擾因素的物質存在,故就對測試方法有要求。測試方法要能減少或者消除干擾因素對測試結果的影響,經過預烘干再調濕測試R時,測得的R更準確。
a.按改進方法測得芳綸的R的相對標準偏差為0.64%,該方法的重復性較好。
b.按 GB/T 6503—2008測得芳綸的 R為5.82%,而按改進方法測得的R為5.3%;改進方法將纖維預烘干處理,消除了纖維表面油劑等對測試有干擾的因素,結果更準確。
[1] 李桂娟,李茂銀,李娜娜,等.Kevlar纖維織物的性能研究[J].化工新型材料,2011,39(8):51 -53.
[2] 于偉東.紡織材料學[M].北京:中國紡織出版社,2006:87-91.
[3] 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T6529—2008紡織品調濕和試驗用標準大氣[S].北京:中國標準出版社,2008.
[4] 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 6503—2008化學纖維回潮率試驗方法[S].北京:中國標準出版社,2008.