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        幾種使用環(huán)境對(duì)棉織物性能的影響*

        2019-09-04 11:51:06
        產(chǎn)業(yè)用紡織品 2019年6期
        關(guān)鍵詞:回潮率棉織物日光

        江西服裝學(xué)院,江西 南昌 330201

        棉織物以其吸濕、透氣、柔軟、舒適及染色性能良好而被消費(fèi)者青睞,是主要的服裝用面料[1-3]。棉織物的回潮率與斷裂強(qiáng)力直接影響著棉質(zhì)服裝的排汗與耐用性能。目前,很多學(xué)者將超聲波的空化效應(yīng)用在棉織物的上退漿與染色處理上,期望通過(guò)超聲波的使用提高棉織物的上退漿與染色效果。因此,超聲波對(duì)棉織物吸濕性的影響被提到研究議程上來(lái)[4-5]。同時(shí),伴隨著棉織物在服裝領(lǐng)域的大量使用,如何提高不同使用環(huán)境中棉織物的服用性能,擴(kuò)大棉質(zhì)服裝的使用范圍,也成為了研究的熱門(mén)課題。目前,已有學(xué)者模擬出不同的使用環(huán)境,分析棉纖維或棉織物在極端環(huán)境中性能的變化[6-8]。

        本文將模擬海水侵蝕、機(jī)洗、日光輻照與超聲波處理4種使用環(huán)境,研究經(jīng)不同使用環(huán)境侵蝕、損傷后的棉織物的吸濕性能與力學(xué)性能,以期為新型舒適棉織物的開(kāi)發(fā)提供參考。

        1 試驗(yàn)部分

        1.1 試驗(yàn)材料及化學(xué)試劑

        棉織物(福建翔升紡織有限公司):經(jīng)、緯紗線(xiàn)密度均為27.9 tex,捻度均為97捻/(10 cm),經(jīng)紗與緯紗密度分別為108、58根/(10 cm)。

        AlCl3·6H2O(河南萬(wàn)江環(huán)??萍加邢薰?、H3PO4(萊陽(yáng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)精細(xì)化工廠(chǎng))、NH3(濟(jì)南英出化工科技有限公司)、NaCl(廣州博峰化工科技有限公司)、NaSiO3·9H2O(東莞市喬科化學(xué)有限公司)、CaCl2(壽光學(xué)祥化工有限公司)、MgCl2·6H2O(天津金匯太亞化學(xué)試劑有限公司)、NaHCO3(武漢欣榮化工有限公司)、H3BO3(淄博義弘科技化工有限公司)、MgSO4·7H2O(鈺祥林化工有限公司)、NaBr(壽光德潤(rùn)化學(xué)有限公司)、KCl(濟(jì)南耀輝化工有限公司)、LiNO3(臨沂福德精細(xì)化工有限公司)。以上化學(xué)試劑均為分析純。

        1.2 試驗(yàn)儀器

        PTX-FA210電子天平(常州市亨托電子衡器有限公司)、FR-1204恒溫恒濕試驗(yàn)箱(上海發(fā)瑞儀器科技有限公司)、DHG-9123A/DHG-9123AD高溫烘箱(北京恒泰豐科試驗(yàn)設(shè)備有限公司)、LG WD-A12411D滾筒洗衣機(jī)(LG集團(tuán))、CAC-600-6六光源標(biāo)準(zhǔn)對(duì)色燈箱(蘇州科晟泰檢測(cè)儀器有限公司)、YQ-1006A超聲波清洗器(上海易凈超聲波儀器有限公司)、INSTRON 5582萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(美國(guó)英斯特朗公司)。

        1.3 使用環(huán)境的模擬

        1.3.1 海水侵蝕

        依據(jù)朱正鋒等[9]提出的方案,利用去離子水與化學(xué)試劑配置海水,其中AlCl3濃度為0.013 0 g/L、CaCl2濃度為1.153 0 g/L、MgSO4濃度為3.248 0 g/L、NaCl濃度為26.726 0 g/L、LiNO3濃度為0.001 3 g/L、NH3濃度為0.002 0 g/L、KCl濃度為0.721 0 g/L、NaBr濃度為0.058 0 g/L、H3BO3濃度為0.058 0 g/L、NaHCO3濃度為0.198 0 g/L、NaSiO3濃度為0.003 9 g/L、H3PO4濃度為0.002 0 g/L、MgCl2濃度為2.260 0 g/L。

        被測(cè)棉織物于35 ℃的配置的海水中分別侵蝕10、30、50、100 h。

        1.3.2 機(jī)洗

        被測(cè)棉織物與去離子水按照1∶30的浴比置于LG WD-A12411D滾筒洗衣機(jī)中,洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,清洗時(shí)間分別為10、20、30、50 h。

        1.3.3 日光輻照

        使用CAC-600-6六光源標(biāo)準(zhǔn)對(duì)色燈箱,在色溫為6 500 K、功率為20 W的D65國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)人工日光的條件下,對(duì)棉織物進(jìn)行輻照處理,輻照時(shí)間分別為50、150、300、500、750、1 000 h。

        1.3.4 超聲波處理

        使用YQ-1006A超聲波清洗器對(duì)被測(cè)棉織物分別超聲處理1、3、5、7 h,其中水溫35 ℃、超聲波頻率40 kHz、超聲波功率1 200 W。

        1.4 織物性能測(cè)試

        使用環(huán)境處理前,需先對(duì)棉織物進(jìn)行退漿處理,然后用去離子水洗凈,最后置入105 ℃的高溫烘箱中干燥至恒重。

        使用環(huán)境處理后,先清洗被測(cè)棉織物,再置入105 ℃的高溫烘箱中干燥至恒重待用,再進(jìn)行吸濕性能與力學(xué)性能的測(cè)試。

        1.4.1 吸濕性能

        參照GB/T 9994—2018《紡織材料公定回潮率》標(biāo)準(zhǔn),使用PTX-FA210電子天平稱(chēng)取上述使用環(huán)境處理后待用的棉織物質(zhì)量M0(本文取值為3 g);然后置入FR-1204恒溫恒濕試驗(yàn)箱中平衡24 h,稱(chēng)取平衡后的棉織物質(zhì)量M1(g);最后,利用式(1)計(jì)算出幾種使用環(huán)境處理后的棉織物的回潮率W(%)。每種使用環(huán)境重復(fù)測(cè)試5次,結(jié)果取平均值。

        (1)

        1.4.2 力學(xué)性能

        幾種使用環(huán)境處理后待用的棉織物置于標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中再次調(diào)濕24 h;然后沿經(jīng)紗方向剪取長(zhǎng)250 mm、寬50 mm的布條試樣,利用INSTRON 5582萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行斷裂強(qiáng)力測(cè)試。測(cè)試時(shí),夾持長(zhǎng)度為200 mm,拉伸速度為20 mm/min。每種使用環(huán)境各測(cè)試30塊棉織物,測(cè)試結(jié)果在剔除異常數(shù)據(jù)后取平均值。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 海水侵蝕

        圖1和圖2反映了棉織物的回潮率與斷裂強(qiáng)力隨海水侵蝕時(shí)間的變化情況,可以看出:棉織物的回潮率隨著海水侵蝕時(shí)間的增加而不斷上升,而斷裂強(qiáng)力則隨著海水侵蝕時(shí)間的增加而不斷下降。究其原因主要是棉織物在海水的侵蝕作用下:(1)纖維的結(jié)晶度不斷下降,無(wú)定形區(qū)比例上升,故吸濕能力增強(qiáng);(2)紗線(xiàn)上的毛羽量降低,紗線(xiàn)細(xì)度也在一定程度上減小,織物緊度下降,致使織物中紗線(xiàn)交織點(diǎn)處阻力減小,紗線(xiàn)捻度降低,故吸濕能力提高;(3)織物緊度下降,孔隙率增加,吸濕性上升。

        圖1 棉織物回潮率隨海水侵蝕時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        圖2 棉織物斷裂強(qiáng)力隨海水侵蝕時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        2.2 機(jī)洗

        圖3和圖4反映了棉織物的回潮率與斷裂強(qiáng)力隨機(jī)洗時(shí)間的變化情況,可以看出:(1)當(dāng)機(jī)洗處理在0~10 h時(shí),棉織物的回潮率隨機(jī)洗時(shí)間的增加而增加,當(dāng)機(jī)洗時(shí)間超過(guò)10 h后,棉織物的回潮率隨機(jī)洗時(shí)間的增加而降低;(2)棉織物的斷裂強(qiáng)力隨著機(jī)洗時(shí)間的增加而下降。

        圖3 棉織物回潮率隨機(jī)洗時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        圖4 棉織物斷裂強(qiáng)力隨機(jī)洗時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        回潮率方面的原因:0~10 h內(nèi),機(jī)洗時(shí)間增加,則棉織物緊度降低,紗線(xiàn)捻度下降,紗線(xiàn)毛羽增加,棉織物的回潮率上升;繼續(xù)增加機(jī)洗時(shí)間,則紗線(xiàn)中的毛羽量不斷減小,棉織物的回潮率下降,且降幅大于因紗線(xiàn)捻度及織物緊度降低而導(dǎo)致的回潮率的升幅。

        斷裂強(qiáng)力方面的原因:紗線(xiàn)捻度下降導(dǎo)致纖維間抱合力減小,同時(shí)受水的作用,纖維內(nèi)部大分子鏈段發(fā)生滑移,故棉織物的力學(xué)性能下降。

        測(cè)試還發(fā)現(xiàn),機(jī)洗后的棉織物手感發(fā)硬,舒適性變差,故棉質(zhì)服裝應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間的水洗。

        2.3 日光輻照

        圖5和圖6反映了棉織物的回潮率與斷裂強(qiáng)力隨日光輻照時(shí)間的變化情況,可以看出:隨著日光輻照時(shí)間的增加,棉織物的回潮率不斷增加,斷裂強(qiáng)力不斷下降。這是由于在氧氣媒介的作用下,日光中的紫外光使棉纖維發(fā)生了光氧降解行為,棉纖維結(jié)晶度降低,無(wú)定形區(qū)增加,同時(shí)棉纖維細(xì)度變小,紗線(xiàn)上強(qiáng)力弱環(huán)增加,紗線(xiàn)捻度與織物緊度降低,纖維抱合力下降,織物組織交織點(diǎn)滑移,故而棉織物的回潮率增加、斷裂強(qiáng)力下降。

        圖5 棉織物回潮率隨日光輻照時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        圖6 棉織物斷裂強(qiáng)力隨日光輻照時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        2.4 超聲波處理

        圖7和圖8為棉織物的回潮率與斷裂強(qiáng)力隨超聲波處理時(shí)間的變化情況,可以看出:隨著超聲波處理時(shí)間的增加,棉織物的回潮率增加,而斷裂強(qiáng)力下降。這一方面是由于棉纖維的大分子鏈段在超聲波的空化作用下發(fā)生了斷裂,導(dǎo)致纖維結(jié)晶度下降,無(wú)定形區(qū)增多,棉織物的回潮率增加;另一方面棉織物中的紗線(xiàn)捻度與織物緊度降低,故棉織物的回潮率提高。

        圖7 棉織物回潮率隨超聲波處理時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        圖8 棉織物斷裂強(qiáng)力隨超聲波處理時(shí)間的變化曲線(xiàn)

        3 結(jié)論

        (1) 棉織物的回潮率隨著海水侵蝕、日光輻照、超聲波處理時(shí)間的增加而不斷增加,而機(jī)洗時(shí)間在0~10 h時(shí),棉織物的回潮率隨機(jī)洗時(shí)間的增加而增加,超過(guò)10 h后,棉織物的回潮率隨機(jī)洗時(shí)間的增加而降低;

        (2) 棉織物的斷裂強(qiáng)力隨海水侵蝕、機(jī)洗、日光輻照、超聲波處理的時(shí)間增加而持續(xù)降低。

        因此,棉質(zhì)服裝在穿著過(guò)程中應(yīng)注重使用環(huán)境及養(yǎng)護(hù),以延長(zhǎng)服裝的使用壽命。

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