王劍英,于立瑩,曾雙穗,于 菲

(浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司,浙江 杭州310013)

氨綸作為一種彈性紡織纖維原料,因其低模量、高彈性、高回彈率及高斷裂伸長率的性能特點(diǎn)[1],廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣、牛仔褲、運(yùn)動服、襪子、醫(yī)用繃帶以及紙尿褲等領(lǐng)域,一方面隨著氨綸纖維的加入上述產(chǎn)品的穿著使用舒適性得到提升,另一方面產(chǎn)品本身能夠增加產(chǎn)品附加值[2]。

隨著紡織加工技術(shù)與氨綸技術(shù)的發(fā)展,氨綸的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,為了更好地開發(fā)應(yīng)用氨綸,有諸多的國內(nèi)外學(xué)者對氨綸進(jìn)行了大量研究,重點(diǎn)集中在拉伸對氨綸纖維結(jié)構(gòu)以及疲勞性能的影響[3-4]、氨綸耐老化性能影響因素[5]、拉伸速率對氨綸力學(xué)性能的影響[6]、紡絲原液含量對氨綸絲應(yīng)力松弛[7]的影響等關(guān)于氨綸纖維彈性回復(fù)與應(yīng)力松弛方面的研究與探索,也有部分學(xué)者將氨綸纖維用于開發(fā)紗線與面料彈性回復(fù)塑性形變方面的研究[8-12],鮮有學(xué)者對不同細(xì)度氨綸的機(jī)械性能進(jìn)行了對比分析。生產(chǎn)企業(yè)在應(yīng)用氨綸開發(fā)面料或產(chǎn)品時更多的是根據(jù)生產(chǎn)成本去選擇不同細(xì)度的氨綸,鮮有從不同細(xì)度氨綸本身的機(jī)械性能去考慮使用氨綸。因此對不同細(xì)度氨綸的機(jī)械性能進(jìn)行對比分析,為更好地開發(fā)設(shè)計氨綸產(chǎn)品提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 樣品

選擇細(xì)度規(guī)格不同的氨綸絲試樣5個,試樣規(guī)格見表1。

表1 氨綸絲試樣規(guī)格

1.2 儀器

HD009N型電子單絲強(qiáng)力儀(南通宏大紡織儀器有限公司)。

1.3 測試步驟

1.3.1 沸水收縮測試

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6505-2017《化學(xué)纖維 長絲熱收縮率試驗(yàn)方法(處理后)》中的單根法進(jìn)行測試,測試長度為50 cm,每個試樣測試10次,取平均值。

1.3.2 線密度變異系數(shù)測試

參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 50005-2013《氨綸絲線密度試驗(yàn)方法》進(jìn)行線密度變異系數(shù)的測試,每次取2 m 氨綸絲萃取后烘干稱重,每個試樣測試10次,計算得出線密度變異系數(shù)(CV 值)。

1.3.3 拉伸性能測試

參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 50007-2013《氨綸絲拉伸性能試驗(yàn)方法》對氨綸絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、300%伸長時強(qiáng)度以及300%伸長時強(qiáng)度變異系數(shù)4個指標(biāo)進(jìn)行測試,夾鉗間隔距為50 mm,拉伸速度為500 mm/min,每個試樣測試10次取平均值,并計算變異系數(shù)。

1.3.4 彈性恢復(fù)率測試

參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 50006-2013《氨綸絲彈性試驗(yàn)方法》對氨綸絲的拉伸300%的彈性回復(fù)率進(jìn)行測試,夾鉗間隔距為50 mm,拉伸速度為500 mm/min;試樣從0%伸長處L0被拉伸至300%伸長處L1,然后回復(fù)至0%伸長,拉伸回復(fù)循環(huán)4次,在第5次拉伸至300%伸長時,記錄力值F,延時30 s,記錄力值F2,再回復(fù)至0%伸長,延時30 s,進(jìn)行第6次拉伸,記錄試樣拉伸至預(yù)加張力處的長度L2。 參照公式(1)計算300%彈性回復(fù)率,每個試樣測試10次取平均值。

式中 E 為單根試樣的300%彈性回復(fù)率,%;L1為300%伸長時的長度,mm;L2為第6次加載拉伸至預(yù)加張力處的長度,mm;L0為0%伸長時的夾持長度,mm。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

5個不同細(xì)度規(guī)格氨綸絲的指標(biāo)測試結(jié)果見表2。

表2 測試數(shù)據(jù)

2.2 分析

2.2.1 沸水收縮率

從表2可知,試樣的沸水收縮率隨著細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢,這可能是由于細(xì)度較細(xì)時,氨綸絲在沸水中處理時,受熱收縮較為明顯,從而導(dǎo)致收縮率較高。

2.2.2 線密度CV值

試樣的線密度CV 值隨著氨綸絲細(xì)度的增大,明顯下降,見表2,這可能是由于氨綸絲細(xì)度較小時在生產(chǎn)過程中易受到外界的影響,而導(dǎo)致其細(xì)度出現(xiàn)不勻,最終體現(xiàn)在線密度的CV 值較高。

2.2.3 拉伸性能

對于氨綸絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、300%伸長時強(qiáng)度以及300%伸長時強(qiáng)度變異系數(shù)4個拉伸性能指標(biāo)而言,其中300%伸長時的強(qiáng)度隨細(xì)度的變化不明顯,這是由于氨綸絲纖維拉伸斷裂伸長率遠(yuǎn)大于300%,因此在氨綸纖維被外力作用拉伸至300%時氨綸纖維處于彈性形變狀態(tài),此過程氨綸纖維內(nèi)部微結(jié)構(gòu)主要是氨綸軟鏈段被拉伸,雖然試驗(yàn)對象細(xì)度不同,但是纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同,因此體現(xiàn)在300%伸長強(qiáng)度不同細(xì)度變化不明顯。斷裂強(qiáng)度隨氨綸絲細(xì)度的增加呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象,這是由于氨綸絲細(xì)度較小時,氨綸絲線密度變異系數(shù)(CV 值)較大,表現(xiàn)在細(xì)度小的氨綸絲縱向上粗細(xì)變化較大,導(dǎo)致其強(qiáng)度較小;當(dāng)氨綸絲細(xì)度增加后,其變異系數(shù)(CV 值)降低,縱向粗細(xì)變化較小,氨綸絲縱向弱節(jié)少,故反應(yīng)在其斷裂強(qiáng)度上較大。斷裂伸長率隨著細(xì)度增加呈現(xiàn)增加的趨勢,拉伸300%時強(qiáng)度的CV 值隨著氨綸絲細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢。

2.2.4 彈性回復(fù)率

從表2可知,氨綸絲試樣拉伸300%時彈性回復(fù)率隨著細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢,即相對細(xì)度較細(xì)的氨綸絲彈性回復(fù)性能較好,這也與氨綸實(shí)際應(yīng)用相符,在常見的服用面料中,氨綸以3.33～5.55 tex居多,這也是由其回彈性能決定的。

3 結(jié)論

(1)氨綸絲的沸水收縮率隨著細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢;氨綸絲的線密度CV 值隨著氨綸絲細(xì)度的增大,明顯下降;

(2)對于氨綸絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、300%伸長時強(qiáng)度以及300%伸長時強(qiáng)度變異系數(shù)4個拉伸性能指標(biāo)而言,其中300%伸長時的強(qiáng)度隨細(xì)度的變化不明顯,斷裂強(qiáng)度隨氨綸絲細(xì)度的增加呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象,斷裂伸長率隨著細(xì)度增加呈現(xiàn)增加的趨勢,拉伸300%時強(qiáng)度的CV 值隨著氨綸絲細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢;

(3)氨綸絲試樣拉伸300%時彈性回復(fù)率隨著細(xì)度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢,即相對細(xì)度較細(xì)的氨綸絲彈性回復(fù)性能較好。