Tencel 与Model 织物力学性能的比较

程浩南， 张一心， 李 翠

（西安工程大学纺织与材料学院， 陕西 西安710048）

随着人们环保意识的提高， 再生纤维素纤维织物越来越受到关注， 而天丝和莫代尔成为了其中的焦点。 天丝是新一代再生纤维素纤维，干强略低于涤纶， 但明显高于一般的黏胶纤维，具有较高的刚性， 良好的水洗尺寸稳定性 （缩水率仅为2%）， 较高的吸湿性， 纤维横截面为圆形或椭圆形， 光泽优美， 手感柔软， 悬垂性好， 飘逸性好[1]。 莫代尔是奥地利Lenzing 公司开发的高湿模量的再生纤维素纤维， 原料采用欧洲的榉木， 先将其制成木浆， 再纺丝加工成纤维， 因该产品全部为天然材料， 是100%的天然纤维， 具有良好的光泽和手感， 织物悬垂性好[2]。

现阶段关于天丝和莫代尔织物力学性能比较的研究较少， 本实验通过测试天丝和莫代尔织物的力学性能， 并对两者的力学性能进行一些探索研究。

1 实验

1. 1 织物规格

四种织物的规格见表1。

表1 织物规格

1. 2 测试仪器

1. 2. 1 织物拉伸性能测试仪器

试验仪器与参数： YG026A 型电子织物强力仪 （常州咏春纺织机电有限公司）。 上下夹持距离200 mm， 拉伸速度100 mm／min， 预加张力98 cN (100 g)。

1. 2. 2 织物撕破性能测试仪器

试验仪器与参数: YG026A 型电子织物强力仪 （常州咏春纺织机电有限公司）， 上下夹持距离100 mm， 拉伸速度100 mm／min。

1. 2. 3 织物耐磨性能测试仪器

试验仪器与参数: Y522 圆盘式织物平磨仪（常州第二纺织机械有限公司）， 记录平磨100转后织物磨前重量克数及磨后质量克数。

1. 3 测试方法

1. 3. 1 织物拉伸性能测试方法

织物的拉伸断裂强度与断裂伸长率的测试方法一般有拆纱条样法、 剪割条样与抓样法三种。 本实验采用拆纱条样法。

1. 3. 2 织物撕破性能测试方法

织物边缘在一集中负荷作用下而被撕开的现象称为撕破。 常见的测试方法有单缝法和双缝法， 本实验采用单缝法。

1.3. 3 织物耐磨性能测试方法

织物磨损的方式有平磨、 曲磨、 折边磨、动态磨和翻滚磨。 本实验测试织物的耐平磨性能。

2 结果与讨论

2. 1 织物拉伸性能测试

试样经纬向拉伸断裂强力与断裂伸长率测试结果如表2。

表2 织物经纬向拉伸断裂强力和断裂伸长率测试结果

由表2 可知， 织物试样测试中织物的断裂强力、 断裂伸长率的大小排列顺序相同： 经向＞纬向； 平纹＞斜纹； 天丝织物＞莫代尔织物。

织物的拉伸断裂是织物的拉伸系统纱线同时受力， 当拉伸到一定程度， 各根纱线在较短时间内断裂。 在纱线线密度和组织一定的情况下， 织物经密大于纬密， 在织物拉伸断裂的过程中， 织物经向同时受力的纱线根数多， 所以织物经向断裂强力及断裂伸长率大于纬向； 在相同条件下， 织物在一定长度内纱线交错次数越多， 浮长长度越短， 织物的强度和伸长越大[3]。相同规格的平纹织物和斜纹织物， 平纹织物由于纱线交错次数多， 浮长长度短， 所以平纹织物的断裂强力及断裂伸长率大于斜纹织物； 莫代尔纤维的强度和伸长都不如天丝纤维， 天丝纤维结晶度也高于莫代尔纤维[4]， 纤维结晶度越高， 在纤维拉伸过程中， 纤维大分子和基原纤间的结合力越强， 纤维的断裂强力越大。 所以， 天丝织物的断裂强力和断裂伸长率优于莫代尔织物。

2. 2 织物撕破性能测试

织物的撕破性测试实验结果如表3 所示

表3 织物的经纬向撕裂强力N

由表3 可知， 无论是经向， 还是纬向， 这四种织物的撕裂强力的大小顺序均一致， 即：2# 天丝斜纹>1# 天丝平纹>4# 莫代尔斜纹>3# 莫代尔平纹。

织物的撕裂与拉伸断裂不同， 拉伸断裂是拉伸系统纱线同时受力， 撕裂则是织物中的纱线依次逐根断裂。 织物组织中经、 纬纱交织点越多， 经、 纬纱线越不易滑动， 形成的受力三角形越小， 织物的撕破强力越小[5]。 平纹织物和斜纹织物相比， 平纹组织中经、 纬纱交织点多， 经、 纬纱线不易滑动， 形成的受力三角形小， 所以， 平纹织物的撕破强力不如斜纹织物；天丝纤维由于强度和伸长均优于莫代尔纤维，且结晶度高， 所以天丝纤维纱线的断裂强力和断裂伸长率大。 在撕裂的过程中， 天丝纤维可以承受更大的撕破强力。 故天丝织物的撕破强力优于莫代尔织物。

2. 3 织物耐磨性能测试

织物耐磨性能测试实验结果如表4 所示。

表4 织物耐磨性试验结果

由表4 可知， 平纹织物比斜纹织物耐磨，天丝织物比莫代尔织物耐磨。 这四种织物耐磨性的大小顺序为： 3# 莫代尔平纹＞4# 莫代尔斜纹＞1#天丝平纹＞2#天丝斜纹。

织物的耐磨性可以用磨损重量百分比来衡量， 磨损重量百分比越大， 耐磨性越差。 影响织物耐磨性的主要原因有织物的组织结构和纱线的性状。 平纹组织的交织点比斜纹组织多，浮长线比斜纹组织的短， 在相同经、 纬密的情况下， 织物比较紧密， 所以织物在磨损时， 耐磨性较好。 天丝纤维由于结晶度与取向度都比较高， 并有由基原纤直接敛集成巨原纤的结构特征， 而且巨原纤又大都沿纤维的纵向排列[6]。所以， 当它受到外界因素如摩擦和振动等作用时这部分巨原纤很易从纤维的表面分离出来，使织物易于磨损， 故天丝织物的耐磨性比莫代尔织物差。

3 结论

（1） 当组织相同时， 天丝织物的拉伸断裂性能、 抗撕破性能优于莫代尔织物， 莫代尔织物的耐磨性优于天丝织物。

（2） 当原料相同时， 平纹织物的拉伸断裂性能和耐磨性优于斜纹织物， 斜纹织物的抗撕破性能优于平纹织物。

（3） 天丝平纹织物的拉伸断裂性能优于其它三种织物， 其撕裂性能在四种织物中仅次于天丝斜纹， 耐磨性仅优于天丝斜纹织物， 但是，综合力学性能天丝平纹织物要优于另外三种织物。

[1] 杨明霞， 沈兰萍. 新型再生纤维素纤维的现状及发展趋势[J] . 纺织科技进展， 2011 （2）： 16 - 20.

[2] 孙浪涛， 韩华， 张鹏飞. 纺制14. 8 tex Modal 纱线的工艺参数设计[J] . 轻纺工业与技术， 2012，41 (4)： 5 - 6 .

[3] 姚穆. 纺织材料学[M] . 3 版. 北京: 中国纺织出版社， 2009： 244 .

[4] 杨建忠. 新型纺织材料及应用[M] . 2 版. 上海：东华大学出版社， 2011: 31 .

[5] 于伟东. 纺织材料学[M] . 北京: 中国纺织出版社， 2006： 301 .

[6] 杨美华， 杨东洁. Lyocell 纤维结构与性能的关系[J] .成都纺织高等专科学校学报， 2002， 19 （3）：10 - 12 .