康 強(qiáng)

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000)

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Modal纖維的結(jié)構(gòu)與性能分析*

康 強(qiáng)

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000)

簡述了莫代爾纖維的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、縱橫向形態(tài)特征、物理性能、機(jī)械性能、吸濕性、燃燒性能以及其它性能，并與棉、粘膠纖維進(jìn)行了對比。結(jié)果表明莫代爾纖維具有優(yōu)良的力學(xué)性能及良好的服用性能。

Modal纖維，結(jié)構(gòu)，性能，分析

1 Modal纖維的化學(xué)組成及分子結(jié)構(gòu)

Modal纖維是一種再生纖維素纖維，因此它的化學(xué)組成是纖維素，纖維素的結(jié)構(gòu)就是再生纖維素纖維的結(jié)構(gòu)。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式[1]如圖1所示。

圖1 Modal纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

表1為莫代爾、棉和粘膠特征纖維結(jié)構(gòu)對比分析。從表中可知，與普通粘膠纖維相比，Modal纖維的結(jié)晶度和取向度較高，因此纖維中無定型區(qū)較小，大分子排列整齊，這也能夠解釋為什么Modal纖維的密度比粘膠纖維大；結(jié)晶度和取向度較高，使得Modal纖維的強(qiáng)度大而伸長??；同時(shí)，原纖結(jié)構(gòu)的存在，纖維手感細(xì)膩柔軟，親膚性強(qiáng)，穿著舒適，原纖化等級較低又使纖維表面光潔明亮和仿絲感較強(qiáng)。

表1 莫代爾、棉和粘膠特征纖維結(jié)構(gòu)對比分析

續(xù)表1

結(jié)構(gòu)莫代爾纖維棉普通粘膠纖維聚合度550～6502000250～300羥基可及度/%60—65原纖化等級1—1

2 Modal 纖維的縱橫向形態(tài)特征

莫代爾纖維的縱橫向形態(tài)特征見圖2所示，從圖中可以看出，莫代爾纖維的橫向形態(tài)為不規(guī)則的類似腰圓形，表面較圓滑，有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層較厚，芯層有黑點(diǎn)；縱向形態(tài)為表面有溝槽。

圖2 莫代爾纖維的縱橫向形態(tài)：(a)橫向特征；(b)縱向特征

3 Modal纖維的物理性能

實(shí)驗(yàn)儀器：Y171中段切斷器、JN-A型精密扭力天平、絨板、鑷子。

實(shí)驗(yàn)條件：溫度20℃±5℃、相對濕度(RH)60%±5%。

長度試驗(yàn)原理：采用中段切斷稱重法測量長度，原理是將纖維排列成一端整齊的纖維束，再用中段切斷器取一定長度的中段，并稱其中段和兩端重量，然后計(jì)算各項(xiàng)長度指標(biāo)[2]。長度計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(3)

其中：Wo為纖維總質(zhì)量(mg)，Wt為兩端切下的纖維束質(zhì)量(mg)；Wc為中段纖維質(zhì)量(mg)；Wov為超長纖維質(zhì)量(mg)；Woz為倍長纖維質(zhì)量(mg)；Lc為中段纖維長度(mm)。

細(xì)度試驗(yàn)原理：將纖維排成一端平齊、平行伸直的纖維束，然后用纖維切斷器在纖維中段切取10mm長的纖維束，再在扭力天平上稱重，計(jì)數(shù)這一束中段纖維的根數(shù)。根據(jù)纖維切斷長度、根數(shù)和重量，計(jì)算出纖維的公制支數(shù)。

細(xì)度計(jì)算公式如下：

(4)

其中：Nm為纖維的公制支數(shù)；Gf為中段纖維質(zhì)量(mg)；L為纖維長度(mm)；n為纖維根數(shù)。

根據(jù)以上的測試原理及計(jì)算公式，可以得到Modal纖維的物理性能指標(biāo)如表2所示。

表2 Modal纖維的物理性能指標(biāo)

4 Modal纖維的機(jī)械性能[3]

該試驗(yàn)測試的儀器名稱：LLY-06E/PC型氣動(dòng)單纖強(qiáng)力儀、絨板、鑷子，測試條件：拉伸速度為10mm/min、隔距為10mm、預(yù)加張力為0.lcN/tex、測試次數(shù)為20次、修正系數(shù)為1、溫度為20℃±5℃、濕度為60%±5%。Modal纖維的機(jī)械性能如表3所示。

表3 Modal纖維的機(jī)械性能

5 Modal纖維的吸濕性能

纖維的吸濕性能的測試儀器為：YG747型快速八籃烘箱，烘燥溫度范圍為105℃±2℃。測試條件為：溫度20℃±5℃、相對濕度60%±5%。

測試原理為：本實(shí)驗(yàn)采用箱內(nèi)稱重法(亦稱直接法)，利用電熱絲加熱，當(dāng)箱內(nèi)溫度升至規(guī)定值時(shí)，把試樣放入烘箱內(nèi)，使纖維內(nèi)的水分蒸發(fā)于空氣中，并利用換氣裝置將濕空氣排出箱外。由于紡織材料內(nèi)水分不斷蒸發(fā)和散失，質(zhì)量不斷減少，當(dāng)質(zhì)量烘至恒量時(shí)，即為紡織材料干重，經(jīng)計(jì)算得出回潮率指標(biāo)[4]。

回潮率的計(jì)算公式如下：

(5)

式中：G為試樣的烘前質(zhì)量(g)；G0為試樣的烘干質(zhì)量(g)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 各種纖維回潮率比較

6 Modal纖維的燃燒性能

Modal纖維的燃燒特征為：靠近火焰時(shí)不融不縮，進(jìn)入火焰迅速燃燒，離開火焰后繼續(xù)燃燒，火焰為黃綠色，與燒紙的顏色很像，有燒紙味，殘?jiān)螒B(tài)為少量灰黑色灰[5]。

7 Modal纖維的其它性能

從表5可以看出，Modal纖維和普通粘膠纖維的耐熱性都較好，在溫度為180℃～200℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱分解。它們的耐堿性優(yōu)良，但粘膠纖維不耐酸性，而Modal纖維只能耐弱酸。

表5不同纖維的其它性能比較

除此之外，Modal針織物的摩擦系數(shù)小，表面阻力小，導(dǎo)致它的表面更加光滑，紗線細(xì)度均勻，紗線和針織物表面的毛羽少；Modal纖維染色性能較好，色牢度好，織物色澤鮮艷亮麗，粘膠纖維、棉纖維等纖維素纖維的染色性能相似；Modal纖維具有絲綢般的光澤，提升了服裝的檔次；但是，Modal纖維容易起毛起球[6]。

8 結(jié)論

莫代爾纖維具有纖維手感細(xì)膩柔軟，親膚性強(qiáng)，穿著舒適。橫向形態(tài)為不規(guī)則的類似腰圓形，表面較圓滑，有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層較厚，芯層有黑點(diǎn)；縱向形態(tài)為表面有溝槽。莫代爾纖維強(qiáng)力均勻，濕強(qiáng)為干強(qiáng)的50%；纖維的濕模量較高，紗線的縮水率較低，僅為1%左右；吸濕能力強(qiáng)，比棉纖維高出50%，因此織物可保持干爽、透氣；能夠與其它的纖維混紡，莫代爾織物能用直接染料、活性染料、還原染料、硫化染料和偶氮染料等進(jìn)行染色，且色澤鮮艷明亮、色牢度好；莫代爾纖維織物的尺寸穩(wěn)定性好，具有天然的抗皺性和免燙性。

[1] 顧東雅.莫代爾纖維的性能與應(yīng)用[J].遼寧化工，2014，38(12)：914-915.

[2] 楊樂芳.竹漿纖維、Modal與粘膠纖維的織物性能比較[J].上海紡織科技，2009，32(4)：61-62.

[3] 余序芬.紡織材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國紡織出版社，2009：65-69.

[4] 王延虎，竇曉琛，劉釗杰.降低Modal/棉混紡針織物起毛起球的系統(tǒng)方法[J].上海紡織科技，2014，33(1)：46-49.

[5] 林松泰，竇曉琛.改善莫代爾/棉混紡針織物起毛起球的方法[J].山東紡織科技，2010(2)：1-3.

[6] 楊元. Modal 纖維及其混紡織物性能的測試分析[J].紡織科技進(jìn)展，2009(1)：63-65.

Studying on the Structure and Properties of Modal Fiber

KANG Qiang

(Shaanxi Industrial Vocational College，Xianyang 712000，Shaanxi，China)

We tested the structure and property of modal fiber such as physical properties，mechanical properties，hygroscopicity and flammability. We also compared modal fiber with cotton fiber and viscose fiber when it necessary. The result showed that modal fiber has good mechanical properties and wear behavior.

modal fiber，structure，property，analysis

2016陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研課題(項(xiàng)目編號ZK16-20)

T 106.5