聚苯硫醚与不锈钢纤维混纺织物的工艺设计及性能研究

王晓叶，吕汉明,2

(1.天津工业大学纺织学院，天津 300387； 2. 教育部天津工业大学先进纺织复合材料重点实验室，天津 300387)



聚苯硫醚与不锈钢纤维混纺织物的工艺设计及性能研究

王晓叶1，吕汉明1,2

(1.天津工业大学纺织学院，天津 300387； 2. 教育部天津工业大学先进纺织复合材料重点实验室，天津 300387)

利用聚苯硫醚纤维的阻燃性及不锈钢纤维优异的防辐射性能、抗静电性能，选用六种不同混纺比的纱线，通过变换组织结构设计织造出十二种织物，并对其进行性能测试。结果表明，当织物中不锈钢含量增加时，织物的防辐射性能显著提高，织物的抗静电性能显著增强。聚苯硫醚纤维本身就有很好的阻燃性能，因此，加入不锈钢对织物阻燃性的影响不太显著，但对阻燃效果有益。

聚苯硫醚纤维 不锈钢纤维 阻燃性 防辐射性 抗静电性

聚苯硫醚纤维具有优良的耐热性、阻燃性[1-2]，是一种多用于军事领域的高性能纤维 。不锈钢纤维导电性能较好，常用于制作电脑操作防护衣、特种工作服等。不锈钢纤维含量较高的织物已广泛应用于交直流带电作业服的高压屏蔽服的研发[3]。

基于这两种纤维的优异性能，本文通过对不同混纺比的聚苯硫醚纤维及不锈钢纤维混合纱线选用不同组织结构试织。对得到的十二种织物进行性能测试与研究，并对其性能进行了分析对比，为织物服用性和功能性的评价体系提供参考数据。

1 试样的制备

织物是用德国全自动电脑横机stoll进行编织的。具体规格见表1。

表1 实验所用材料及其规格

2 织物功能性测试

2.1 织物抗静电性测试

试验采用LFY-403A滚筒摩擦机和同型号的织物摩擦带电荷量测试仪进行测试。每种布样裁取尺寸为20cm×20cm的试样，将布样平铺到LFY-403A滚筒摩擦机的滚筒中摩擦十五分钟后，戴上橡胶手套从滚筒中拿出来迅速放到织物摩擦带电荷量测试仪中，屏幕上显示试样的带电荷量，然后把滚筒打开，旋钮拧到放电处，十五分钟后可重复以上操作。实验结束后，取重复测试的平均值作为最后测试结果。测试结果如表2和表3所示：

表2 纬平针抗静电性测试结果

表3 罗纹抗静电性测试结果

2.2 织物防辐射测试

根据标准《QJ 2809-96平面材料屏蔽效能的测试方法》要求，确定纺织材料防电磁辐射性能测试仪的测试条件为：环境温度17℃～23℃，环境相对湿度45%～75%；仪器的基准试样和负载试样的材质和厚度相同，且基准试样与负载试样的厚度要小于测试电磁波波长的1%。

具体操作步骤如下：

1)按说明书连接好仪器的各组成部分，对设备参数进行调整并校正。

4)在电桥测试端口接上短路器校短路，画面转为方格坐标，屏幕显示测试值为0dB，拔掉短路器屏幕显示测试值仍为0dB；

5)当电桥定向性不到30dB或测量较小的反射时，需要进行校零，校零时在电桥测试端口上联接精密负载即可进行校零；

6)在电桥测试端口上联接待测负载，即可看变化趋势，具体数值见闪电参数；

7)测试结束，曹村测试数据，进行仪器复位或关闭矢量网络分析仪的电源。

测试结果如表4和表5所示。

表4 纬平针织物的屏蔽性能

表5 罗纹织物的屏蔽性能

2.3 织物阻燃性能测试

试验采用YG(B)815D-I型织物阻燃性能测试仪(垂直法)。将织物试样裁剪为200mm×80mm 的长方形，长的一边要与织物横向或纵向平行。测试环境温度为10℃～30℃，相对湿度为30%～80%。接通电源及热源，将燃烧实验箱前门关闭，按下电源开关，指示灯亮。按照GB/T5455-1997的测试方法进行测试。用损毁长度、阴燃时间、续燃时间表征织物阻燃性能。

测试结如表6和表7所示。

表6 纬平针织物阻燃性

表7 罗纹织物阻燃性

3 实验结果及分析

3.1 织物抗静电性能

如图1及图2所示，随着试样的纱线中不锈钢纤维含量是逐渐增加，纤维抗静电性能逐渐增强，且不锈钢纤维混纺比例在2.4%时就有很好的抗静电效果，所以试样带电荷量都比较少，1号和7号织物不含不锈钢纤维，试样的带电荷量较多。表明不锈钢纤维含量对织物抗静电性能有显著影响。

图1 纬平针织物抗静电性能

图2 罗纹织物抗静电性能

3.2 织物防辐射性能

如图3和下页图4所示，当纱线为纯聚苯硫醚时，织物的防辐射效果很差，当织物中不锈钢的含量稍有增加时，防辐射效果立刻变得显著，并且随着不锈钢含量的逐渐增加，防辐射效果越来越好。但是，当不锈钢的含量达到一定程度后，随着不锈钢含量的增加，织物屏蔽效能变化不太明显。

图3 纬平针织物防辐射性能

3.3 织物阻燃性能

织物阻燃的目的是为了安全，织物阻燃归根究底是其中纤维的燃烧性引起的。实验过程中没有发现阴燃和续燃时间极短，说明织物试样均具有优良的阻燃性能。这主要由所用纤维原料的性能决定，由于由聚苯硫醚纤维加工成的制品很难燃烧，把它置于火焰中时虽会发生燃烧，但一旦移去火焰，燃烧会立即停止，所以五种布样阻燃性能都较强，不锈钢含量的影响在此实验中表现不明显，如图5及图6所示。

图5 纬平针织物阻燃性能

图6 罗纹织物阻燃性

4 结论

(1)不锈钢纤维的含量对织物的抗静电性能影响显著，随着不锈钢纤维含量的增加，织物的抗静电性能随之提高，在低含量时即可达到较好的抗静电效果。因此，在达到抗静电效果的前提下，可选用不锈钢纤维含量较小的混纺纱制作织物。

(2)试验结果表明，低含量的不锈钢纤维对防辐射效果就有显著的影响，当织物中不锈钢的含量增加时，防辐射效果越来越好。当不锈钢纤维的含量达到一定程度后，织物的防辐射效果变化不明显。

(3)聚苯硫醚纤维本身具有十分良好的的阻燃性能，因此不同混纺比的混纺织物均具有优异的阻燃性能。对于混纺织物，由于不锈钢纤维的存在，织物在燃烧后留下骨架，所以不锈钢纤维的存在对混纺织物的阻燃效果是有益的，可根据用途及织物的舒适性选用合适的混纺比。

[1] 段亚峰,吴惠英,潘葵.不锈钢纤维及其应用[J].产业用纺织品，2008(12)：1.

[2] 张振方，孔楠.聚苯硫醚纤维的研究现状与应用[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(2)：170-173.

[3] 戴璐.功能服装的研究现状与发展趋势分析[J]. 剑南文学(经典教苑)，2011(12): 160.

Process Design and Performance Study of Blended Fabric with PPS/Stainless Steel Fibers

WANGXiao-ye1,LVHan-ming1,2

(1. College of Textile,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387; 2.Key Laboratory of Advanced Textile Composites of Ministry of Education, Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387)

By adopting flame retardance and excellent radiation-proof property of PPS and antistatic property of stainless steel fiber,twelve kinds of fabrics were woven with six different blending yarn ratios and fabric structures and their performances were tested and studied. The results showed that the content of stainless steel fiber became higher,the radiation-proof property and antistatic property became stronger; the stainless steel fiber made no significant effect on the flame retardance of fabric because PPS made the most effect on it.

PPS fiber stainless steel fiber flame retardance radiation-proof property antistatic property

2016-11-10

王晓叶(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：数字化纺织。

吕汉明(1970-)，男，副教授，博士。

TS155.6

A

1008-5580(2017)02-0148-04