光催化竹炭纤维针织物性能研究

徐雪梅,周荣稳,邹志伟,王秋美

(青岛大学,山东青岛 266071)

光催化竹炭纤维针织物性能研究

徐雪梅,周荣稳,邹志伟,王秋美

(青岛大学,山东青岛 266071)

采用两种线圈长度分别将光催化竹炭纤维纯纺纱、光催化竹炭纤维/棉(50/50)混纺纱和棉纱编织成不同紧密系数的双罗纹针织物。文章通过分析针织物的基本参数,测试其基本物理机械性能和舒适性,以及针织物性能的对比,研究分析光催化竹炭纤维含量以及紧密系数对针织物物理机械性能和舒适性的影响。

光催化竹炭纤维;针织;力学性能;舒适性

蜂窝状微孔结构聚酯改性光催化竹炭纤维(简称光催化竹炭纤维)取朝南向山坡6年生的毛竹为原料,采用纯氧超高温及氮气阻隔延时的煅烧工艺生产竹炭,然后将纳米二氧化钛与具有蜂窝状微孔结构的竹炭聚酯改性切片以共混熔融方式纺丝,使纳米级二氧化钛均匀地分布于纤维之中,制成了具有光催化效果的竹炭纤维[1]。光催化竹炭纤维纺织品在日光或紫外灯照射下能够分解汽车废气、甲醛、苯、氨气等有毒有害气体,还具有良好的杀菌、抑菌、防霉、消臭等功能,具有环保性和永久性的光催化效果,是一种具有良好发展前景的新型原料。本文主要是针对光催化竹炭纤维含量以及织物紧密系数对针织物性能的影响进行研究。

1 实验

1.1 试样准备

选用0.37cm和0.308cm两种线圈长度,将线密度均为18.5tex的光催化竹炭纤维纯纺纱、光催化竹炭纤维/棉(50/50)混纺纱和棉纱分别编织成紧密系数是11.62和13.97的双罗纹针织物,称为稀松织物和紧密织物。

试样的后处理工艺流程为：洗涤12min→漂洗3min→漂洗3min→脱水1min→漂洗2min→脱水1min→漂洗2min→脱水6min。处理后的试样平铺晾干[2]。各种针织物的基本性能见表1。

1.2 性能测试项目及条件(见表2)

表1 针织物基本性能

2 试验结果及讨论

2.1 织物的力学性能[3]

织物力学性能指标见表3。由表3可以看出,不论是稀松织物还是紧密织物,随着光催化竹炭纤维含量的增加,断裂强力、顶破强力及重量损失率都逐渐降低。这是因为竹炭纤维的断裂强度低于棉,所以随着竹炭纤维的含量增加,织物的断裂强力及顶破强力变差;悬垂系数随竹炭纤维含量增加而增大,而抗弯长度随竹炭纤维含量的增加而减小,因为光催化竹炭纤维的初始模量低于棉纤维。悬垂系数越大,悬垂性越好,同时抗弯长度越小,织物越柔软。即光催化竹炭纤维含量越多,织物的悬垂性越好,越柔软。

表2 力学性能测试条件

对表3中稀松织物与紧密织物对比可知,紧密织物的拉伸断裂强力、顶破强力均比稀松织物的大,耐磨性比稀松织物的好,这是因为紧密织物的线圈长度较小,织物密度大,单位面积的纱线根数多;稀松织物较柔软且悬垂性好,是因为线圈长度较大,织物结构较松散;另通过数据分析可得,紧密系数对三种织物的耐磨性影响均较大,对其它基本力学性能影响都较小。

2.2 织物的舒适性能

织物的舒适性能指标见表4。由表4可以看出,在蓬松织物中,光催化竹炭纤维的含量增加,保温率和克罗值增加,传热系数下降;而紧密织物中随光催化竹炭纤维含量的增加,保温率与克罗值先稍微下降后增加,总体呈上升趋势。传热系数先稍微增加后下降,总体呈下降趋势。这三个指标所反映的结果一致,即光催化竹炭纤维的含量越高,织物保暖性越好。这是与光催化竹炭纤维的结构有关,其横截面呈蜂窝状,使纤维内部夹有较多的静止空气。同时纵向有沟槽,增加了纤维间的孔隙,使纤维间的静止空气增加。而静止空气越多,即保暖性越好;相同线圈长度的织物,随着光催化竹炭纤维的含量增加,织物透气性增加。这同样是光催化竹炭纤维的结构决定的,其横截面呈蜂窝状,纵向有沟槽,增加了纤维间的孔隙。

表3 织物基本力学性能指标

表4 织物舒适性能指标

由表4中稀松织物与紧密织物对比分析可得,稀松织物的保暖性、透气性均比紧密织物的好,这是因为稀松织物的线圈长度较大,织物密度较小,织物中纱线排列较稀疏,纱线间的空隙较大;另外,通过数据分析可知,紧密系数对混纺织物、光催化竹炭纤维织物保温性影响较大,对精梳棉织物保温性影响较小;对三种织物的透气性影响均较大。

图1 30min时各种织物的毛细管效应

图1表示了各种织物30min时的芯吸高度,从图中可以看出,光催化竹炭纤维含量越大,织物的纵、横向芯吸高度均越高。这表明,含光催化竹炭纤维的织物具有极好的毛细管效应。该结果也与光催化竹炭纤维的结构相符合,其横截面呈蜂窝状,纵向有沟槽,增加了纤维间的孔隙,使其比表面积增大。另外,竹炭纤维本身具有良好的吸附能力。

由图1还可得知,3种不同光催化竹炭纤维含量的针织物,其紧密织物对应的芯吸高度均高于稀松织物的,主要是由于紧密织物的纱线较多,形成的毛细管较多,故其芯吸高度较高。另外,通过数据分析可知,紧密系数三种织物的芯吸高度影响都较大。

3 结论

通过针织物性能的对比分析,得到光催化竹炭纤维含量以及紧密系数对针织物物理机械性能和舒适性的影响如下：

3.1 光催化竹炭纤维含量越多,织物拉伸断裂强力、顶破强力越小,悬垂性越好,越柔软,保暖性、透气性、毛细管效应越好。

3.2 紧密系数对三种织物的耐磨性影响较大,对其它基本力学性能影响都较小;对混纺织物,光催化竹炭纤维织物保温性影响较大,对精梳棉织物保温性影响较小;对三种织物的透气性、芯吸高度的影响都较大。

[1]浙江上虞弘强彩色涤纶有限公司.新型蜂窝状微孔结构聚酯改性竹炭纤维[J].针织工业,2008,(2)：15.

[2]刘涛.圣麻纤维/棉混纺针织产品开发及性能研究[D].青岛：青岛大学,2010.

[3]张雪晶,王艳秋,刘广平,等.竹炭纤维针织物服用性能研究[J].山东纺织科技,2006,47(6)：52—56.

Study on the Properties of Photocatalysis Bamboo Charcoal Fibre Knitted Fabrics

Xu Xuemei,Zhou Rongwen,Zou Zhiwei,Wang Qinmei
(Qingdao University,Qingdao 266071,China)

This paper involved three kinds of weft-knitted fabrics made from cotton yarn,cotton/photocatalysis bamboo charcoal(50/50)blended yarn and photocatalysis bamboo charcoal fibre yarn of using different loop length.By comparison with these three fabrics,the effects on the properties of photocatalysis bamboo charcoal fibre knitted fabrics due to the content of photocatalysis bamboo charcoal fibre and the tightness factor were analyzed.

photocatalysis bamboo charcoal fibre;knitting;mechanical property;comfortableness

TS 181.92+3

：A

：1009-3028(2011)02-0001-03

2011-02-19

徐雪梅(1987—),女,山东潍坊人,硕士研究生。