高吸湿锦纶纤维的性能研究

1、高吸湿锦纶纤维的性能研究严玉蓉赵耀明陈欣赵维钊（华南理工大学材料学院广州；新会美达锦纶股份有限公司江门）锦纶纤维学名为聚酰胺纤维，主要包括锦纶和锦纶，在我国俗称锦纶。锦纶纤维做为服装、装饰材料用合成纤维原材料具有独特的优势，它耐磨性好、强度高。一般锦纶纤维的耐磨性为棉花的倍，羊毛的倍，粘胶纤维的倍（以上数据是单根纤维测定的结果）。锦纶纤维的吸湿性比天然纤维和人造纤维都低，但在合成纤维中，除维纶外，它的吸湿性是较高的。因此，锦纶纤维吸湿性能的进一步改善对于非织造布材料中吸湿毡、楷布以及高性能材料制备提供新的原材料选择。本论文采用功能性添加剂，配合异形喷丝板的设计，制备具有高异形度的锦纶纤维，并研

2、究其吸湿性。实验部分原料锦纶切片：新会美达锦纶股份有限公司添加剂：实验室研制工艺设定美达线第一部位。喷丝板为型异形喷丝版、型异形喷丝版，产品长丝规格。纺丝机类型：国产纺丝机。纺丝工艺部分固定工艺设定如下：纺丝三辊的速度比：，。螺杆五区温度：。、。、。，联苯温度：。组件压力：起压巴，稳定后在巴。性能测试纤维性能测定参照合成纤维长丝及变形丝断裂强力和断裂伸长实验方法，采用纤维强伸仪测定纤维的强度和断裂伸长，拉伸速度，测试试验长度，测试条件：。，环境湿度：。参照合成纤维长丝及变形丝线密度试验方法，用缕纱测长仪测定纤维的纤度。参照化学纤维长丝电子条干不匀率试验方法，采用纤维条干仪测定纤维的条干不匀率。

3、参照合成纤维网络丝网络度试验方法测试纤维缠结点（水浴法）。参照合成纤维长丝热收缩率试验方法测试纤维长丝的沸水收缩率。纤维截面形状及异形度测定采用偏光显微镜观测纤维的截面形状。待测试样采用哈氏切片器制样。采用（荷兰环境扫描）观测纤维截面结构。试样采用哈氏切片器制样，观测试样表面经喷金处理。纤维异形度采用如下公式计算【】：纤维异形度（一，）尺其中：为纤维截面外接圆半径；为纤维截面内切圆半径。纤维吸水与干燥性能测定将待测纤维置于沸水中处理，以除去纤维表面所带油剂，然后将样品洗净后放入烘箱中烘至衡重。将待测纤维置于倍的去离子水中浸泡一定时间后，脱水，称取其重量，将称重后的试样置于一定温湿度的自然环境中

4、，每隔一定时间取出称重。纤维吸水率（）（）吸水纤维的保水率（）（）其中：为纤维吸水后的重量（）；为纤维的原始重量（）；为吸水纤维干燥时刻的重量（）。纤维干燥性能采用吸水纤维干燥过程中吸水纤维保水率（轴）随时间变化拟合方程表示。该曲线采用指数拟合：一“为拟合指数其中表征了纤维保水率随时间变化程度的大小，其中越大，则纤维保水率（残留水分）随时间变化趋势越明显，即纤维所含水分的脱除速度越快。结果分析与讨论纤维机械性能分析本试验所得异形纤维的机械性能分析如表所示。表异形纤维机械性能由表可见，异形纤维的断裂强度和断裂伸长均小于圆形纤维，沸水收缩率的变化不具有明显的规律性。一般而言，异形纤维随其比表面积的

5、增加，纤维表面的弱点区间有所增加，因此导致纤维断裂的几率增加，从此点考虑，纤维的机械性能有所降低。同时在成型加工过程中，由于异形纤维表面沿丝路行程与接触机械摩擦的几率增加，导致纤维表面应力集中点、表面磨损程度提高，这也导致纤维机械性能的降低。鉴于此，对于异形纤维应采用比普通圆形纤维更好润滑、渗透性能的油剂，以减少纤维表面的磨损程度【。纤维异形度分析高分子聚合物由于其分子特有的粘弹性行为导致熔体在拉伸、剪切流动作用下存在一定的弹性能储存，随着聚合物熔体从熔体管道或喷丝孔中挤出，这部分储存的形变得到部分恢复，宏观上即表现出熔体的挤出胀大现象。这种挤出胀大对于异形纤维的成型影响极为重要。挤出胀大的趋

6、势受到聚合物分子量及其分布、成型温度、纺丝张力、喷丝孔的长径比等多方面的影响】。本试验所得十字纤维的异形度如表所示。表异形纤维异形度测试由表可见，采用喷丝板型所得纤维的异形度相对于喷丝板型略有降低，但是变化不大。这也与测试纤维截面外接圆和内切圆的误差有关。但是就纤维截面异形度的测试数据偏差而言，喷丝板型所得异形纤维的异形度相对比较规整和均匀。纤维吸水吸湿性能分析织物表面的润湿纤维（特别是单根纤维）表面被液态水的润湿仅决定于纤维与水界面的接触角和界面张力。同时织物作为一种纤表织物的保水性能分析维集合体，表面上存在的毛羽和各种形态的毛细管，因此，织物表面的润湿还与织物表面状态有关【】。不同喷丝板制

7、备成品纤维保水性能分析如表所示。由表可见，含异形纤维的织物相对于圆形纤维其保水性能均有所提高。对比喷丝板型和喷丝板型所得异形纤维的保水率可见，采用喷丝板型所得异形纤维的保水率略高于采用喷丝板型所得异形纤维。透水性能的影响透水性能主要是织物对于水分的传递性能的一个表征指标。相对于保水性能测试而言，它更能体现织物对于水分的吸附和导湿性能的体现。湿传递的机理和途径不同。一般情况下，在潜汗时纺织面料的湿传递与湿气的扩散和材料的吸放湿能力有关【】。织物的透水性能采用织物片液滴法（）。不同异形纤维织物透水性能分析如表所示。表异形纤维织物透水时一般对于衣物而言，对于汗液的吸收一般存在于织物的反面，而对于水分

8、的吸收主要对应于织物的正面。从表可以看出，异形纤维织物相对于圆形纤维对水分和模拟汗液的吸收和扩散能力均有所提高，即表现出透水时间的明显缩短。相比较而言，喷丝板型所得十字纤维相对于喷丝板型有所提高，即喷丝板型具有相对最好的吸水、导水性能。织物干燥性能分析织物干燥性能是织物中纤维对所吸附水分蒸发能力的体现。织物表面液态水蒸发是织物透湿性中液态水传输到大气的最后一环。蒸发速率是织物透湿性的重要内容。对被汗浸湿的织物尤显其重要性，并与洗涤后干澡速率有关。织物水蒸发效率除与环境风速，温度、湿度有明显的关系外，与织物的厚度和空隙度无关，而与织物表面凹凸的程度有密切关系】。毛细管中液态水如果蒸发，液态水体积减小，管内流体表面积将增大，有如下方程【】烈以舄一（）其中：为液固接触角，为毛细管半径。对于圆形纤维，其毛细管的当量直径为【】：但是对于异形纤维而言，由于纤维截面周长增加，