程浩南， 張一心， 李 翠

（西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院， 陜西 西安710048）

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高， 再生纖維素纖維織物越來越受到關(guān)注， 而天絲和莫代爾成為了其中的焦點(diǎn)。 天絲是新一代再生纖維素纖維，干強(qiáng)略低于滌綸， 但明顯高于一般的黏膠纖維，具有較高的剛性， 良好的水洗尺寸穩(wěn)定性 （縮水率僅為2%）， 較高的吸濕性， 纖維橫截面為圓形或橢圓形， 光澤優(yōu)美， 手感柔軟， 懸垂性好， 飄逸性好[1]。 莫代爾是奧地利Lenzing 公司開發(fā)的高濕模量的再生纖維素纖維， 原料采用歐洲的櫸木， 先將其制成木漿， 再紡絲加工成纖維， 因該產(chǎn)品全部為天然材料， 是100%的天然纖維， 具有良好的光澤和手感， 織物懸垂性好[2]。

現(xiàn)階段關(guān)于天絲和莫代爾織物力學(xué)性能比較的研究較少， 本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)試天絲和莫代爾織物的力學(xué)性能， 并對(duì)兩者的力學(xué)性能進(jìn)行一些探索研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1. 1 織物規(guī)格

四種織物的規(guī)格見表1。

表1 織物規(guī)格

1. 2 測(cè)試儀器

1. 2. 1 織物拉伸性能測(cè)試儀器

試驗(yàn)儀器與參數(shù)： YG026A 型電子織物強(qiáng)力儀 （常州詠春紡織機(jī)電有限公司）。 上下夾持距離200 mm， 拉伸速度100 mm／min， 預(yù)加張力98 cN (100 g)。

1. 2. 2 織物撕破性能測(cè)試儀器

試驗(yàn)儀器與參數(shù): YG026A 型電子織物強(qiáng)力儀 （常州詠春紡織機(jī)電有限公司）， 上下夾持距離100 mm， 拉伸速度100 mm／min。

1. 2. 3 織物耐磨性能測(cè)試儀器

試驗(yàn)儀器與參數(shù): Y522 圓盤式織物平磨儀（常州第二紡織機(jī)械有限公司）， 記錄平磨100轉(zhuǎn)后織物磨前重量克數(shù)及磨后質(zhì)量克數(shù)。

1. 3 測(cè)試方法

1. 3. 1 織物拉伸性能測(cè)試方法

織物的拉伸斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)試方法一般有拆紗條樣法、 剪割條樣與抓樣法三種。 本實(shí)驗(yàn)采用拆紗條樣法。

1. 3. 2 織物撕破性能測(cè)試方法

織物邊緣在一集中負(fù)荷作用下而被撕開的現(xiàn)象稱為撕破。 常見的測(cè)試方法有單縫法和雙縫法， 本實(shí)驗(yàn)采用單縫法。

1.3. 3 織物耐磨性能測(cè)試方法

織物磨損的方式有平磨、 曲磨、 折邊磨、動(dòng)態(tài)磨和翻滾磨。 本實(shí)驗(yàn)測(cè)試織物的耐平磨性能。

2 結(jié)果與討論

2. 1 織物拉伸性能測(cè)試

試樣經(jīng)緯向拉伸斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果如表2。

表2 織物經(jīng)緯向拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果

由表2 可知， 織物試樣測(cè)試中織物的斷裂強(qiáng)力、 斷裂伸長(zhǎng)率的大小排列順序相同： 經(jīng)向＞緯向； 平紋＞斜紋； 天絲織物＞莫代爾織物。

織物的拉伸斷裂是織物的拉伸系統(tǒng)紗線同時(shí)受力， 當(dāng)拉伸到一定程度， 各根紗線在較短時(shí)間內(nèi)斷裂。 在紗線線密度和組織一定的情況下， 織物經(jīng)密大于緯密， 在織物拉伸斷裂的過程中， 織物經(jīng)向同時(shí)受力的紗線根數(shù)多， 所以織物經(jīng)向斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率大于緯向； 在相同條件下， 織物在一定長(zhǎng)度內(nèi)紗線交錯(cuò)次數(shù)越多， 浮長(zhǎng)長(zhǎng)度越短， 織物的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)越大[3]。相同規(guī)格的平紋織物和斜紋織物， 平紋織物由于紗線交錯(cuò)次數(shù)多， 浮長(zhǎng)長(zhǎng)度短， 所以平紋織物的斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率大于斜紋織物； 莫代爾纖維的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)都不如天絲纖維， 天絲纖維結(jié)晶度也高于莫代爾纖維[4]， 纖維結(jié)晶度越高， 在纖維拉伸過程中， 纖維大分子和基原纖間的結(jié)合力越強(qiáng)， 纖維的斷裂強(qiáng)力越大。 所以， 天絲織物的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率優(yōu)于莫代爾織物。

2. 2 織物撕破性能測(cè)試

織物的撕破性測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3 所示

表3 織物的經(jīng)緯向撕裂強(qiáng)力N

由表3 可知， 無(wú)論是經(jīng)向， 還是緯向， 這四種織物的撕裂強(qiáng)力的大小順序均一致， 即：2# 天絲斜紋>1# 天絲平紋>4# 莫代爾斜紋>3# 莫代爾平紋。

織物的撕裂與拉伸斷裂不同， 拉伸斷裂是拉伸系統(tǒng)紗線同時(shí)受力， 撕裂則是織物中的紗線依次逐根斷裂。 織物組織中經(jīng)、 緯紗交織點(diǎn)越多， 經(jīng)、 緯紗線越不易滑動(dòng)， 形成的受力三角形越小， 織物的撕破強(qiáng)力越小[5]。 平紋織物和斜紋織物相比， 平紋組織中經(jīng)、 緯紗交織點(diǎn)多， 經(jīng)、 緯紗線不易滑動(dòng)， 形成的受力三角形小， 所以， 平紋織物的撕破強(qiáng)力不如斜紋織物；天絲纖維由于強(qiáng)度和伸長(zhǎng)均優(yōu)于莫代爾纖維，且結(jié)晶度高， 所以天絲纖維紗線的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率大。 在撕裂的過程中， 天絲纖維可以承受更大的撕破強(qiáng)力。 故天絲織物的撕破強(qiáng)力優(yōu)于莫代爾織物。

2. 3 織物耐磨性能測(cè)試

織物耐磨性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

表4 織物耐磨性試驗(yàn)結(jié)果

由表4 可知， 平紋織物比斜紋織物耐磨，天絲織物比莫代爾織物耐磨。 這四種織物耐磨性的大小順序?yàn)椋?3# 莫代爾平紋＞4# 莫代爾斜紋＞1#天絲平紋＞2#天絲斜紋。

織物的耐磨性可以用磨損重量百分比來衡量， 磨損重量百分比越大， 耐磨性越差。 影響織物耐磨性的主要原因有織物的組織結(jié)構(gòu)和紗線的性狀。 平紋組織的交織點(diǎn)比斜紋組織多，浮長(zhǎng)線比斜紋組織的短， 在相同經(jīng)、 緯密的情況下， 織物比較緊密， 所以織物在磨損時(shí)， 耐磨性較好。 天絲纖維由于結(jié)晶度與取向度都比較高， 并有由基原纖直接斂集成巨原纖的結(jié)構(gòu)特征， 而且巨原纖又大都沿纖維的縱向排列[6]。所以， 當(dāng)它受到外界因素如摩擦和振動(dòng)等作用時(shí)這部分巨原纖很易從纖維的表面分離出來，使織物易于磨損， 故天絲織物的耐磨性比莫代爾織物差。

3 結(jié)論

（1） 當(dāng)組織相同時(shí)， 天絲織物的拉伸斷裂性能、 抗撕破性能優(yōu)于莫代爾織物， 莫代爾織物的耐磨性優(yōu)于天絲織物。

（2） 當(dāng)原料相同時(shí)， 平紋織物的拉伸斷裂性能和耐磨性優(yōu)于斜紋織物， 斜紋織物的抗撕破性能優(yōu)于平紋織物。

（3） 天絲平紋織物的拉伸斷裂性能優(yōu)于其它三種織物， 其撕裂性能在四種織物中僅次于天絲斜紋， 耐磨性僅優(yōu)于天絲斜紋織物， 但是，綜合力學(xué)性能天絲平紋織物要優(yōu)于另外三種織物。

[1] 楊明霞， 沈蘭萍. 新型再生纖維素纖維的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J] . 紡織科技進(jìn)展， 2011 （2）： 16 - 20.

[2] 孫浪濤， 韓華， 張鵬飛. 紡制14. 8 tex Modal 紗線的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)[J] . 輕紡工業(yè)與技術(shù)， 2012，41 (4)： 5 - 6 .

[3] 姚穆. 紡織材料學(xué)[M] . 3 版. 北京: 中國(guó)紡織出版社， 2009： 244 .

[4] 楊建忠. 新型紡織材料及應(yīng)用[M] . 2 版. 上海：東華大學(xué)出版社， 2011: 31 .

[5] 于偉東. 紡織材料學(xué)[M] . 北京: 中國(guó)紡織出版社， 2006： 301 .

[6] 楊美華， 楊東潔. Lyocell 纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系[J] .成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)， 2002， 19 （3）：10 - 12 .