兔毛纤维的吸湿和散湿性能研究

郭鹏飞，朱亚伟，2

（1.苏州大学 现代丝绸国家重点实验室，江苏 苏州215123；2.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州215021）

兔毛纤维是纤维中的白雪公主，优异的性能与致命的缺点共存。为解决兔毛服装掉毛这一世界性难题，除要选择优质的兔毛原料，采用新的纺纱工艺外，仍需要采用一些化学处理，来提高兔毛纱线的可纺性，如采用DCCA氯化剂的氧化处理方法［1］，提高纤维表面的摩擦系数和纤维间的抱合；又如采用乙烯基单体来增重或改性兔毛纤维，以达到解决兔毛纱线或服装的掉毛问题［2－3］。兔毛纤维的吸湿性和放湿性不仅影响到兔绒的机械分梳、纺纱等工序，而且影响到兔毛制品的服用舒适性，有人研究过在标准状态下兔毛纤维的吸湿、放湿速率的问题［4］，但没有涉及改性兔毛纤维的吸湿和放湿的变化规律。制备3种兔毛改性纤维，通过与未改性兔毛纤维的比较，建立兔毛纤维在不同湿度下的吸湿和放湿性能的数学模型，了解兔毛纤维吸湿和放湿的差异性，可为开发精纺兔毛纺织品提供理论参考。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

兔毛纤维：细度13～14μm，细度离散25%～30%，平均长度≥40mm，20mm以下含短≤8%，15 mm以下含短≤3%，含粗率0.2%，由宁波市镇海德信兔毛加工厂提供。

化学试剂：丙烯酸，化学纯；丙烯酰胺，化学纯；FMEE（脂肪酸甲酯乙氧基化物），非离子表面活性剂；羊毛剥鳞剂DCCA；过硫酸钾，化学纯。均由市场购买。

1.2 实验方法

1.2.1 兔毛纤维处理方法

A处理方法：将兔毛纤维用0.5%FMEE在40℃洗涤15min，然后用清水洗涤，最后经80℃烘干。

B处理方法：将经A处理的兔毛纤维，按下列条件进行接枝共聚反应，丙烯酸12.5%（o.w.f），丙烯酰胺12.5%（o.w.f），过硫酸钾0.25%，浴比1∶15，pH 为4.5（醋酸调节），温度70℃，时间90min。然后用清水洗涤，最后经80℃烘干。

C处理方法：将经A处理的兔毛纤维，按下列条件进行接枝共聚反应，丙烯酸8%（o.w.f），丙烯酰胺32%（o.w.f），过硫酸钾0.8%，浴比1∶15，pH 为4.5（醋酸调节），温度70℃，时间90min。然后用清水洗涤，最后经80℃烘干。

D处理方法：将经A处理的兔毛纤维，按下列条件进行剥鳞处理，DCCA 4%（o.w.f），pH 为4.0（醋酸调节），浴比1∶15，温度30℃，时间30min。然后用清水洗涤，最后经80℃烘干。

1.2.2 吸湿性和散湿性测试

温度为25℃，将兔毛纤维分别放在湿度（22.5%～92.5%）由低到高的密闭容器中平衡24h，用称重法计算吸湿率；将兔毛纤维分别放在湿度（100%～22.5%）由高到低的密闭容器中平衡24h，用称重法计算散湿率。

2 结果分析

2.1 兔毛纤维吸湿性模型的建立

兔毛纤维经4种方法处理，在不同湿度下的吸湿率测试结果见表1。采用一元非线性回归模型，选择逻辑斯蒂（Logistic）模型，即y＝c1／（1＋exp（c2＋c3x）），拟合方法为麦夸特（Marquardt）法，纤维吸湿率的一元非线性拟合方程见表2，回归方差分析见表3。

由表2和表3可知，一元非线性回归模型相关系数在0.9808～0.9853之间，曲线拟合度在96.19%～97.07%。从拟合结果的F值来看，F值较大，显著水平p值小于0.05，达到极显著水平，说明采用逻辑斯蒂模型来说明兔毛纤维吸湿率的变化模型是有效的。进一步采用Bonferron方法，对4种处理兔毛纤维在不同湿度下的吸湿率进行两样本比较，各个比较组别95%置信限均包括零，说明各个处理间的差异不显著，即4种处理方法对兔毛纤维的吸湿性影响不明显。

表1 兔毛纤维的吸湿率

表2 一元非线性回归模型（吸湿曲线）

2.2 兔毛纤维散湿性模型的建立

4种方法处理的兔毛纤维的散湿率测试结果见表4。同样，采用一元非线性回归模型，选择逻辑斯蒂模型，拟合方法为麦夸特法，纤维散湿率的一元非线性拟合方程见表5，回归方差分析见表6。

由表5和表6可知，一元非线性回归方差分析的相关系数在0.9944～0.9995之间，曲线拟合度在98.89%～99.90%，从拟合结果看F值较大，p值为0.0001，达到极显著水平，说明采用逻辑斯蒂模型来说明散湿曲线的变化模型是有效的。同样，采用Bonferron方法，发现4种处理方法对兔毛纤维的散湿性影响不明显。

表3 一元非线性回归方差分析表（吸湿曲线）

表4 兔毛纤维的散湿曲线

表5 一元非线性回归模型（散湿曲线）

2.3 兔毛纤维的吸湿和散湿性能比较

为比较兔毛纤维的散湿性和吸湿性的差异，设K＝散湿率／吸湿率，代表纤维的散湿指数。以A处理的兔毛为例，比较湿度在10%～100%时K的理论值及湿度在22.5%～92.5%时K的实际值，结果见图1。

由图1可知，兔毛纤维具有较高的散湿性，当湿度在20%～65%时，散湿率是吸湿率的两倍多；当湿度在30%～50%时，散湿率是吸湿率的2.5倍多，因此，兔毛纤维是一种典型的吸湿快干纤维。

表6 一元非线性回归方差分析表（散湿曲线）

3 结论

兔毛纤维的吸湿率和散湿率可用一元非线性回归模型中的逻辑斯蒂模型来拟合，方差分析的相关系数很高，具有很好的曲线拟合度，F值检验和显著性水平p值达到极显著水平；采用乙烯基单体或氯化剥鳞处理的免毛纤维，对纤维的吸湿性和散湿性的影响较小；兔毛纤维具有较高的散湿性，是一种典型的吸湿快干纤维。

图1 兔毛纤维的散湿指数与湿度的关系

［1］陈 良，彭志勤，丁 皓，等.DCCA处理对兔毛纤维性能的影响［J］.纺织学报，2010，（8）：16－20.

［2］朱亚伟，郭鹏飞，陈卫东.一种兔毛纤维增重改性处理装置及处理方法：中国，CN102808301A［P］.2012－12－05.

［3］朱亚伟，郭鹏飞，陈卫东.一种兔毛纤维制品改性处理装置及处理方法：中国，CN102808316A［P］.2012－12－05.

［4］高 山.标准状态下兔毛纤维的含湿平衡曲线［J］.山东纺织工学院学报，1992，（4）：6－13.