粘胶基调温纤维基本力学性能研究

杨 琳，包肖婧，刘津玮，金晓东

(1.山东省纺织科学研究院，山东 青岛 266032；2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，山东 青岛 266032；3.青岛市纤维纺织品监督检验研究院，山东 青岛 266061)

粘胶基调温纤维基本力学性能研究

杨 琳1,2，包肖婧3，刘津玮3，金晓东1，2

(1.山东省纺织科学研究院，山东 青岛 266032；2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，山东 青岛 266032；3.青岛市纤维纺织品监督检验研究院，山东 青岛 266061)

为研究粘胶基调温纤维的力学性能，采用不同的试验方案对丝维尔纤维、Outlast粘胶纤维及相关纤维的基本力学性能进行了测试分析。

粘胶基调温纤维；力学性能；摩擦性能

含有相变材料的纺织品可主动地、智能地调节温度，为人体提供舒适的“衣内微气候”环境，使人体始终处于一种舒适的状态[1]。丝维尔纤维属于粘胶纤维的功能化品种,是将相变调温材料技术和粘胶纤维制造技术相结合开发出的一种高科技产品[2]。Outlast空调微胶囊纤维也是以粘胶为基体的调温纤维，具有良好的舒适性和透气性[3]。目前有关粘胶基调温纤维基本力学性能对比研究较少，本文对此做了研究。

1 实验样品 实验仪器及实验条件

1.1 实验样品

实验中所用的丝维尔粘胶纤维、Outlast粘胶纤维及粘胶纤维, 其规格见表1。

表1 三种纤维的主要规格

1.2 实验仪器及试验条件

1.2.1 单纤维一次拉伸实验 单纤维结节及钩接强力实验

实验仪器: LLY-06E型电子单纤维强力仪。

实验条件: 拉伸速度15 mm/min，预加张力120 mg，拉伸距离10 mm，测试次数60次。

1.2.2 表面摩擦性能实验

实验仪器: Y151型纤维摩擦系数仪。

实验条件: 采用绞盘法,选用100 mg的张力夹头,共用5个纤维辊,共测得50个数值,求平均值。

2 实验结果与分析

2．1 一次拉伸断裂性能

2.1.1 断裂性能基本指标

丝维尔纤维、Outlast粘胶纤维及粘胶纤维分别在常温干态和常温湿态下的一次拉伸断裂性能基本指标, 分别见表2和表3。

2.1.2 一次拉伸曲线

丝维尔纤维、Outlast粘胶纤维及粘胶纤维的常温干态和湿态拉伸曲线,分别见图1和图2。

图1 三种纤维的常温干态拉伸曲线

图2 三种纤维的常温湿态拉伸曲线

由表2及图1可知，在常温干态下，丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维的断裂强度小于粘胶纤维，二者断裂强度为粘胶纤维的87.08%和81.09%。丝维尔纤维的断裂伸长率大于Outlast粘胶纤维和粘胶纤维，为二者的1.23倍和1.07倍。丝维尔纤维和粘胶纤维的断裂功接近，均大于Outlast粘胶纤维。丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维的初始模量接近，均小于粘胶纤维。

由表3及图2可知，在常温湿态下，丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维的断裂强度均小于粘胶纤维，二者断裂强度为粘胶纤维的90.81%和79.80%。粘胶纤维的断裂伸长率大于丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维，为二者的1.07倍和1.38倍。丝维尔纤维和粘胶纤维的断裂功接近，均大于Outlast粘胶纤维。粘胶的初始模量大于丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维，分别为二者的1.08倍和1.25倍。

表2 三种纤维在常温干态一次拉伸断裂性能的基本指标

表3 三种纤维在常温湿态一次拉伸断裂性能的基本指标

对比表2、表3可知，在常温湿态下，丝维尔纤维的断裂强度、断裂伸长率、断裂功和初始模量较常温干态时低，分别为常温干态时的92.55%、88.42%、93.75%和95.49%；常温湿态时Outlast粘胶纤维的断裂强度，断裂伸长率、断裂功和初始模量也小于常温干态，分别为常温干态的87.34%、84.55%、96.30%和89.43%。在常温湿态下，Outlast粘胶纤维除断裂功较干态损失比丝维尔纤维较小外，断裂强度、断裂伸长率和初始模量的损失都较大。可见，在常温湿态下，丝维尔纤维的一次拉伸性能略优。

2.2 丝维尔种纤维和Outlast粘胶纤维在不同夹持方式下的断裂性能

2.2.1 实验结果

丝维尔纤维及Outlast粘胶纤维在不同夹持方式下的一次拉伸断裂性能基本指标，见表4；丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维在不同夹持方式下的拉伸曲线，见图3、图4。

由表4和图3可以看出，丝维尔纤维在钩接、结节拉伸状态下的断裂强度均小于直接拉伸状态的断裂强度，钩接拉伸断裂强度为直接拉伸断裂强度的52.90%，结节拉伸断裂强度为直接拉伸断裂强度的76.99%；由表4和图4可以看出，Outlast粘胶纤维在钩接、结节拉伸状态下的断裂强度均小于直接拉伸状态的断裂强度，钩接拉伸断裂强度为直接拉伸断裂强度的48.81%，钩接拉伸断裂强度为直接拉伸断裂强度的58.57%，可见两种纤维的钩接、结节拉伸时断裂强度损失明显，钩接拉伸时断裂强度损失更加明显。

表4 丝维尔纤维及Outlast粘胶纤维在不同夹持方式下的一次拉伸断裂性能基本指标

图3 丝维尔纤维在不同夹持方式下的拉伸曲线

图4 Outlast粘胶纤维在不同夹持方式下的拉伸曲线

由表4知，钩接状态下，丝维尔纤维的断裂强度是Outlast粘胶纤维的1.16倍；结节状态下，丝维尔纤维的断裂强度是Outlast粘胶纤维的1.41倍。可见，钩接和结节时，丝维尔纤维的抗弯性能要优于Outlast粘胶纤维。

2.3 丝维尔和Outlast粘胶纤维的摩擦性能

2.3.1 丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维分别与纤维辊、金属辊及橡胶辊接触时, 测得的静摩擦系数、动摩擦系数见表5。

表5 二种纤维与不同材料接触时的摩擦性能

由表5中的数据可以看出，丝维尔纤维与Outlast粘胶纤维与不同材料之间的静摩擦系数均大于动摩擦系数；两种纤维与金属辊、橡胶辊之间的摩擦系数、均大于与纤维辊间的摩擦系数；由于丝维尔纤维与Outlast粘胶纤维与其它材料摩擦时的摩擦系数, 均大于纤维自身摩擦时的摩擦系数, 故纺纱过程中可以考虑适当配置不同材料的导纱件, 以改善纺纱中的问题。

由表5知，Outlast粘胶纤维的静摩擦系数和动摩擦系数均小于丝维尔纤维，这主要是由于Outlast纤维表面较平直光滑，纤维横向形态较为规则所致。

3 结 论

在常温干态下，丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维的断裂强度都小于粘胶纤维，其断裂强度的为粘胶纤维的87.08%和81.09%。丝维尔纤维的断裂伸长率要大于Outlast粘胶纤维和粘胶纤维。在常温湿态下，丝维尔纤维的断裂强度和断裂伸长率均大于Outlast粘胶纤维，且都小于粘胶纤维；丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维的断裂强度、断裂伸长率、断裂功、初始模量较常温干态时低；丝维尔纤维的一次拉伸性能要略优于Outlast粘胶纤维；Outlast粘胶纤维除断裂功较干态损失比丝维尔纤维较小外，断裂强度、断裂伸长率和初始模量的损失均大于丝维尔纤维。

丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维钩接、结节拉伸时各项力学性能指标下降明显。Outlast粘胶纤维的下降程度要大于丝维尔纤维。

丝维尔纤维和Outlast粘胶纤维与纤维辊的动、静摩擦系数均小于与金属辊和橡胶辊的动、静摩擦系数，丝维尔纤维的静摩擦系数和动摩擦系数都大于竹浆纤维Outlast粘胶纤维。

[1] 石海峰，张兴祥.蓄热调温纺织品的研究与开发现状[J].纺织学报.2001，(5):335—337.

[2] 于林海.丝维尔智能调温黏胶纤维的性能研究[J].针织工业，2008，(10):11—15.

[3] 董家瑞.Outlast空调纤维的性能及其应用[J].针织工业，2007，(3):32—34.

[4] 梁燕，谢光银，窦海萍，等.新型智能空调纤维面料的开发[J].山东纺织科技，2011，52(1)：12—15.

[5] 魏敬敬，刘艳君.调温纤维在纺织品中的应用[J].山东纺织科技，2012，53(1)：37—40.

Basic Mechanical Properties of Viscose Based Temperature Regulating Fiber

YangLin1,2,BaoXiaojing3，LiuJinwei3，JinXiaodong1，2

(1.Shandong Textile Research Institute,Qingdao 266032,China;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Special Textiles Processing Technology,Qingdao 266032,China;3.Qingdao Textile Inspection Institute, Qingdao 266061,China)

To study the basic mechanical properties of viscose based temperature regulating fiber, the basic mechanical properties of Siwear fiber, Outlast viscose fiber and related fibers were analyzed by different tests.

viscose based temperature regulating fiber; mechanical property; friction property

2014-06-02

杨 琳(1986—)，男，山东青岛人，助理工程师。

TS102.51

A

1009-3028(2014)06-0008-04