液氨處理前后麻織物的濕性能研究

(山東出入境檢驗(yàn)檢疫局 山東 青島 266002)

液氨處理前后麻織物的濕性能研究

陳浩王銘高永剛

(山東出入境檢驗(yàn)檢疫局山東青島266002)

麻織物手感硬、剛度大且易起皺，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，液氨處理后的大麻、苧麻、亞麻織物的服用性能可以得到很大改善。本文主要使用X射線衍射儀和電子顯微鏡對(duì)液氨處理前后的麻織物的結(jié)晶和表面形態(tài)進(jìn)行觀察，并使用各種試驗(yàn)設(shè)備對(duì)液氨處理前后麻織物的各項(xiàng)濕性能(如透濕性、透氣性、水分蒸發(fā)能力、芯吸性和液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞性能等)進(jìn)行了研究。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：液氨處理會(huì)使織物收縮，使織物結(jié)構(gòu)更為緊密，減少了紗線表面毛羽數(shù)量，削弱或消除了纖維縱向的表面裂痕和條痕，降低了纖維的結(jié)晶度；液氨處理增加了麻織物的透濕度量和透氣率，減小了經(jīng)緯芯吸能力，增加了潤(rùn)濕面積，增大水分蒸發(fā)率和液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值(即液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù))。液氨處理改變了麻纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和麻織物的表面形態(tài)，從而影響了織物的濕性能。

麻織物；液氨處理；濕性能

液氨整理方式廣泛應(yīng)用于紡織行業(yè)，尤其是棉織物，但是人們還在不斷探索如何將液氨處理方式應(yīng)用到麻織物領(lǐng)域。本文主要測(cè)試了液氨處理前后麻織物的各項(xiàng)濕性能指標(biāo)，客觀地評(píng)價(jià)了液氨處理對(duì)麻織物濕性能的影響，為后續(xù)開(kāi)發(fā)衛(wèi)生保健功能性麻織物、研究液氨處理工藝等提供理論參考。

一、實(shí)驗(yàn)部分

(一)材料和儀器

織物：漂白亞麻、大麻、苧麻平紋織物；

液氨設(shè)備：液氨罐(壓力0.2兆帕)

測(cè)試儀器：Y511B織物密度鏡；PC/Y331LN數(shù)字紗線捻度儀；YG141織物厚度儀；日本JSM電子儀器掃描電鏡；日本D/max-B型X射線衍射儀，YG461E電腦織物透氣儀；YG601型電腦織物透濕儀；YG(B)871毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀，280型織物液態(tài)水分管理儀。

(二)樣品制備

把麻織物在液氨中浸漬10min，使用熱風(fēng)烘干方法將麻織物上殘余的液氨去除。液氨處理前后麻織物各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1所示。

表1 液氨處理前后麻織物各項(xiàng)性能指標(biāo)

(三)織物濕性能測(cè)試方法

1.織物微結(jié)構(gòu)

織物的微結(jié)構(gòu)包括表面形態(tài)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。表面形態(tài)測(cè)試使用日本JSM電子儀器掃描電鏡，將樣品進(jìn)行真空濺射鍍金處理，處理后分析樣品的纖維縱向和表面形態(tài)。結(jié)晶結(jié)構(gòu)采用X射線衍射儀測(cè)試。[1]

2.織物透濕性

透濕性使用織物透濕儀測(cè)試。取3個(gè)測(cè)試樣品，先用潔凈的透濕杯盛放一些吸濕劑，并使吸濕劑成平面狀態(tài)，吸濕劑上表面水平面距離測(cè)試樣品3～4mm即可。把樣品測(cè)試面朝上，放在測(cè)試杯上，用儀器的密封設(shè)備密封好并形成組合體，待試驗(yàn)箱達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件后，將組合體水平放入試驗(yàn)箱，放置30min后取出組合體；將杯蓋蓋上，在干燥器中干燥30min，稱重，稱重應(yīng)迅速，時(shí)間不可大于30s；拿去杯蓋，把組合體放在試驗(yàn)箱，1h后拿出組合體，再次按之前程序稱重，計(jì)算透濕量。

3.織物透氣性

使用YG601型電腦織物透濕儀測(cè)試織物的透氣性。調(diào)濕樣品，把樣品放到定值圈，手柄壓緊后，讀取讀數(shù)。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，在同一樣品的不同位置重復(fù)測(cè)試，至少測(cè)試10個(gè)部位。計(jì)算透氣率。[2]

4.織物液態(tài)水傳遞性能

織物液態(tài)水傳遞性能包括芯吸性、水分蒸發(fā)能力、液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值。

(1)芯吸性

芯吸性的測(cè)試方法有兩種，一是垂直芯吸法，二是液滴法。

①垂直芯吸法

采用毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀，通過(guò)織物芯吸高度測(cè)試織物芯吸性。把樣品剪成長(zhǎng)條，長(zhǎng)度大于25cm，有效寬度為3cm，剪3個(gè)這種規(guī)格的長(zhǎng)條，調(diào)濕，將樣品按照規(guī)定條件垂直掛好。芯吸性用30min后液體上升高度來(lái)衡量，當(dāng)上升高度不同時(shí)，取最低處，最終取3個(gè)樣品的平均值。

②液滴法

把織物放在一定條件下調(diào)濕，平衡后，放平織物，距離滴定管最下端5mm左右高度，用滴定管在織物表面滴一滴蒸餾水(約25μL)，1min后測(cè)試潤(rùn)濕直徑，計(jì)算潤(rùn)濕面積，測(cè)試5個(gè)樣品，取平均值。

(2)水分蒸發(fā)能力(吸濕速干性)

把織物放在一定條件下調(diào)濕12h，稱重。將樣品垂直懸掛，每隔5±0.5min稱重一次，計(jì)算水分蒸發(fā)率。

(3)液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值

采用織物水分管理儀測(cè)試。使用儀器自動(dòng)計(jì)算各項(xiàng)指數(shù)(共10項(xiàng))，如樣品上下表面浸濕時(shí)間、吸水速率、最大浸濕半徑、液體水?dāng)U散速度等，最后計(jì)算液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值。

二、結(jié)果分析

(一)表面形態(tài)

液氨處理前，纖維縱向缺陷和裂痕較多，纖維凹凸不平，織物表面毛羽多；液氨處理后，纖維凹坑減少，凹坑開(kāi)口面積變大，纖維縱向缺陷和裂痕減少，織物結(jié)構(gòu)更緊密，纖維表面更光滑，毛羽量大幅度下降。不論織物是否經(jīng)過(guò)液氨處理，從凹坑面積來(lái)看，大麻織物最大，亞麻次之，苧麻最?。粊喡榭椢锉砻婷鹱疃?。[3]如圖1、2所示。

圖1 液氨處理前后麻織物表面形態(tài)

圖2 液氨處理前后麻纖維表面形態(tài)

(二)透濕、透氣性

液氨整理后，麻織物的透濕、透氣量變大。不論織物是否經(jīng)過(guò)液氨處理，對(duì)比3種織物的透濕、透氣性，大麻織物最好，亞麻最差。如表2所示。

表2 液氨處理前后織物透濕量和透氣率的變化

(三)液態(tài)水傳遞性能

1.芯吸性

液氨整理后，麻織物的經(jīng)緯向芯吸性能降低，潤(rùn)濕面積變大。不論織物是否經(jīng)過(guò)液氨處理，對(duì)比3種織物的芯吸性能和潤(rùn)濕面積，大麻織物明顯最差。原因可能是因?yàn)榇舐楸砻嬗忻黠@的疵點(diǎn)和小節(jié)，濕紡大麻紗線上有很多殘膠，從而阻礙了毛細(xì)效應(yīng)，降低了織物的芯吸性能。垂直芯吸法和液滴法的芯吸性能結(jié)果存在很大差異。如表3所示。

表3 液氨處理前后織物潤(rùn)濕面積和芯吸效應(yīng)

大麻7.105.076.304.834.045.38亞麻9.976.639.536.404.566.06苧麻9.037.379.477.074.877.73

2.水分蒸發(fā)能力

液氨整理后，織物結(jié)構(gòu)更為緊密，凹坑變多，開(kāi)口面積變大，纖維和空氣接觸面積變大，加快了水分蒸發(fā)速度；液氨使得麻表面更光滑，減少了纖維縱向裂痕、條痕，減弱了纖維吸水能力，促進(jìn)了纖維表面的水分傳導(dǎo)，促進(jìn)了水分蒸發(fā)。不論織物是否經(jīng)過(guò)液氨處理，對(duì)比3種織物的水分蒸發(fā)能力，大麻織物蒸發(fā)率最小?？椢锏臐?rùn)濕面積影響著織物水分蒸發(fā)能力，潤(rùn)濕面積越大，蒸發(fā)越快。[4]如圖3所示。

圖3 液氨處理前后織物水分蒸發(fā)率變化

3.液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞性能

液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞性能與織物的水吸收能力、阻水性、拒水性、紗線內(nèi)部結(jié)構(gòu)、紗線毛細(xì)效應(yīng)有關(guān)。分析各項(xiàng)液體水動(dòng)態(tài)傳遞性能指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，液氨整理后，液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值明顯變大。液氨整理大大改善了苧麻的液體水動(dòng)態(tài)傳遞性能，降低了亞麻和大麻的水分?jǐn)U散速率，但縮短了亞麻和大麻的浸濕時(shí)間，增加了單向傳遞指數(shù)，使得液體水能夠更快地將織物潤(rùn)濕并將水分快速在厚度方向從上向下傳導(dǎo)，增加了液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值。從液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值和單項(xiàng)傳遞指數(shù)來(lái)看，液氨處理前，3種織物之間無(wú)明顯差異；處理后，大麻織物的指數(shù)值最大，苧麻最小。原因可能是因?yàn)橐喊贝蟠笤龃罅舜舐榭椢锏陌伎娱_(kāi)口面積，使得液體水能夠更快地將織物潤(rùn)濕并將水分快速在厚度方向上從上向下傳導(dǎo)，增大了織物單向傳遞指數(shù)，從而增加了液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值。如表4所示。

表4 液氨處理前后織物液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞性能

三、結(jié)論

液氨處理會(huì)使織物收縮，使織物結(jié)構(gòu)更為緊密，減少了紗線表面毛羽數(shù)量，削弱或消除了纖維縱向的表面裂痕和條痕，降低了纖維的結(jié)晶度；液氨處理增加了麻織物的透濕度量和透氣率，減小了經(jīng)緯芯吸能力，增加了潤(rùn)濕面積，增大了水分蒸發(fā)率和液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)值(即液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù))。液氨處理改變了麻纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和麻織物的表面形態(tài)，從而影響了織物的濕性能。[5]

[1]戴春芬,周永凱,李臣.液氨處理前后麻織物的濕性能研究[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010(04):43-50.

[2]戴春芬,周永凱,張華.液氨處理前后麻織物的吸放濕性能[J].山東紡織科技,2010(05):13-16.

[3]周永凱,高燕,戴春芬.液氨處理前后大麻纖維結(jié)構(gòu)與性能研究[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(04):63-71.

[4]戴春芬.液氨處理前后麻織物的濕傳遞性能研究[D].北京服裝學(xué)院,2010.

[5]高燕.液氨處理前后大麻纖維的結(jié)構(gòu)與染色性能研究[D].北京服裝學(xué)院,2010.