麻赛尔纤维与圣麻纤维的性能测试对比分析

黄海涛，朱文涛，刘慧娟

(河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)



麻赛尔纤维与圣麻纤维的性能测试对比分析

黄海涛，朱文涛，刘慧娟

(河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)

摘要：测试了麻赛尔纤维和圣麻纤维的基本性能，并进行了比较.结果表明,麻赛尔纤维纵向有宽窄、深浅不一的沟槽,截面为独特的不规则C型异型结构；麻赛尔纤维干湿态下断裂强度比圣麻纤维稍大,干态下的伸长率大于圣麻纤维,但湿态下的断裂伸长率小于圣麻纤维；麻赛尔纤维的卷曲率和卷曲弹性率均高于圣麻纤维；麻赛尔纤维比圣麻纤维的体积比电阻略大,两种纤维的回潮率相似，均为12.8%左右.对两种纤维性能的对比分析，为麻赛尔纱线和机织产品的开发提供了参考.

关键词：麻赛尔纤维；圣麻纤维；形态结构；性能

中国是产麻大国，黄麻和红麻的种植面积都很大.麻材产品有着超过四千年的使用历史，其在种植时不需要施放杀虫剂，属于天然的绿色环保纤维，并有舒适、透气、抗菌、抑菌等功能.但是，麻材单纤维具有短、硬、粗的特点，用麻纱线织成的织物对皮肤的亲和性较差，故不宜直接用于纺纱[1].如今,众多企业和科研单位致力于研究解决麻纤维不能直接用于纺纱织造、麻纺下脚料再利用及减少环境污染等问题，国内多家企业自主研发的生产工艺已能够顺利地将麻材制成各种麻纤维和纱线.因麻材料加工工艺的不同，制成的纤维也存在一定的差异.对麻赛尔纤维与圣麻纤维的形态结构、一次拉伸断裂性能、卷曲性能、弹性、体积比电阻和回潮率进行了测试分析，为纺织企业对麻材纤维的开发、纱线的生产及后续织物的研发提供了参考依据.

1试验

1.1样品规格

麻赛尔纤维由山东海龙公司提供，规格为1.67 dtex×38 mm.圣麻纤维由河北吉藁化纤有限公司提供，规格为1.50 dtex×38 mm.

1.2试验设备与方法

形态结构：采用美国FEI公司生产的Quanta 250型扫描电子显微镜观察纤维的纵向和横向形态.采用哈氏切片器，将一束试样纤维用手扯法梳理平直后嵌于切片器网槽中，压紧并切去露在底板正反两面外边的纤维，用火棉胶凝固，切出薄片，观察两种纤维的截面形态.

一次拉伸断裂性能[2]：采用LLY-06BD型电子单纤维强力仪分别对麻赛尔纤维和圣麻纤维进行测试.夹持隔距为20 mm,拉伸速度为20 mm/min，干态测试预加张力为0.1 cN，湿态测试预加张力为0.04 cN.干湿态测试试样各50个，计算平均值.

纤维弹性：采用LLY-06BD型电子单纤维强力仪分别对麻赛尔纤维和圣麻纤维的弹性进行测试.拉伸速度为20 mm/min，隔距为20 mm，定伸长采用1%,预加张力为0.1 cN，测试试样为各20个，计算平均值.

卷曲性能：采用YG362A型纤维卷曲弹性仪进行测试，分别测定麻赛尔纤维和圣麻纤维的卷曲数、卷曲回复率和卷曲弹性率.夹持器隔距为20 mm，轻负荷(使纤维卷曲伸直但不能使纤维伸长时所加的负荷)为0.033 4 mN，重负荷(使纤维弯曲伸展而卷曲保持不变时所加的负荷)为1.67 mN，测试试样为各20个，计算平均值.

体积比电阻：使用PC68型数字高阻计测试纤维的体积比电阻.将被测试样置于标准温湿度下，调湿平衡4 h后，称取纤维15 g,每种纤维测量3次，计算平均值.

回潮率:通过YG747通风式快速八蓝恒温烘箱测定纤维的回潮率.用天平快速称取麻赛尔纤维和圣麻纤维各50 g，烘箱温度控制在(105±2)℃，纤维烘干到干重(连续两次所称质量的差异小于后一次所称质量的0.1%时，后一次所称质量即为干重)，根据试样烘前与烘后的质量计算纤维的回潮率[3].

回潮率为水分与纤维干重的比率，可用下面的公式计算得到：

(1)

式中：W为回潮率，G为湿重，G0为干重.

2结果与分析

2.1形态结构

麻赛尔纤维和圣麻纤维的横截面形态如图1中(a)和(c)所示，纵向形态如图1中(b)和(d)所示.

图1　麻赛尔纤维和圣麻纤维的横纵向形态Fig.1　The transverse longitudinal morphological of Jutecell and Shengma fibers

从图1中(b)和(d)可以清楚地看出，麻赛尔纤维和圣麻纤维的纵向形态相似，均呈现宽窄与深浅不一的沟槽，有利于纤维的透气和吸湿.通过图1中(a)和(c)可以看出，麻赛尔纤维的横截面形态近似不规则的C型[4]，圣麻纤维的横向形态类似不规则的锯齿状，与黏胶纤维的横截面相似.因麻赛尔纤维具有异型的截面结构，故用其制成的织物具有良好的透气性和吸湿导湿性.

2.2一次拉伸断裂性能

麻赛尔纤维与圣麻纤维的干湿态一次拉伸断裂性能测试结果如表1所示.

表1　麻赛尔纤维和圣麻纤维的一次拉伸断裂性能测试结果

从表1可以看出，在干态下，麻赛尔纤维的断裂强度、断裂伸长率与断裂功均稍大于圣麻纤维，这说明麻赛尔纤维在拉伸至断裂时的伸长变形能力比圣麻纤维强，韧性和耐疲劳性比圣麻纤维好.在湿态条件下，麻赛尔纤维的断裂强度稍大于圣麻纤维，断裂伸长率小于圣麻纤维，断裂功相当，这说明湿态下拉断麻赛尔纤维所需要的最大外力大于拉断圣麻纤维所需要的最大外力，但将麻赛尔纤维拉伸至断裂时的伸长变形能力小于圣麻纤维.同时可以看出，麻赛尔纤维和圣麻纤维在湿态下的断裂强度、断裂伸长与断裂功均比干态下有所减少，这是因为麻赛尔纤维与圣麻纤维均是再生纤维素纤维.

2.3纤维弹性

纤维弹性是指纤维变形的回复能力，又称弹性回复性能或回弹性，弹性好的纤维制成的织物耐磨性较好、耐疲劳性能优良[5].麻赛尔纤维和圣麻纤维的弹性性能测试结果如表2所示.

表2　麻赛尔纤维和圣麻纤维的弹性性能测试结果

从表2可以看出，麻赛尔纤维的弹性明显好于圣麻纤维，也就是说麻赛尔纤维的变形回复能力好于圣麻纤维.这是因为麻赛尔纤维的横截面是不规则的C型，与不规则的锯齿形状相比有较大的弹性空间，所以用麻赛尔纤维制成的织物耐疲劳性能好于用圣麻纤维制成的织物.

2.4卷曲性能

卷曲数为每厘米长度上纤维的卷曲个数，卷曲弹性率为纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度与伸直长度的百分比，卷曲回复率为纤维卷曲受力后的耐久牢度，这些指标都表示纤维受力后的伸直能力.麻赛尔纤维和圣麻纤维的卷曲性能测试结果如表3所示.

表3　麻赛尔纤维和圣麻纤维的卷曲性能测试结果

从表3可以看出，麻赛尔纤维的卷曲率、卷曲弹性率和卷曲回复率均大于圣麻纤维，这说明麻赛尔纤维的卷曲牢度和卷曲的回复能力均好于圣麻纤维.这是因为麻赛尔纤维的表面比圣麻纤维粗糙，纤维间的抱合力比较大，纺纱加工过程相对容易.此外，麻赛尔纤维的卷曲数比圣麻纤维少，纤维的横向占有空间也相应减少，降低了纤维集合体的蓬松性，使纤维纵向收缩潜在的伸长减少，从而降低了纤维集合体的纵向可变形性.

表4　麻赛尔纤维和圣麻纤维的

2.5体积比电阻

体积比电阻为纤维单位长度上的电压与单位截面上流过的电流之比.在纺织加工过程中，体积比电阻高的纤维容易产生静电，会影响纤维的生产加工.麻赛尔纤维和圣麻纤维的体积比电阻测量结果如表4所示.

从表4可以看出，麻赛尔纤维的体积比电阻比圣麻纤维稍大.单从纤维的体积比电阻来说，麻赛尔纤维在纺织加工生产过程中比圣麻纤维更易产生静电，不利于纺纱与织造的进行.

表5　麻赛尔纤维和圣麻纤维的

2.6回潮率

回潮率是衡量纤维吸湿性能的主要指标之一.纤维吸收水分后自身的质量会增加，故刚性降低，断裂伸长增加，纤维的耐磨性、强度与导电性能等都会变化，这些变化对纺织加工工艺和纤维成品的质量会有不同程度的影响.麻赛尔纤维和圣麻纤维的回潮率测试结果如表5所示.从表5可以看出，麻赛尔纤维与圣麻纤维的回潮率相差不大且两种纤维的回潮率值都相对较大，具有较好的吸湿性能，有利于纺织生产的顺利进行，制成的衣物穿着时较为舒适.

3结论

(1)麻赛尔纤维和圣麻纤维的纵向形态相似，均呈现宽窄与深浅不一的沟槽，但横截面形态差异较大，麻赛尔纤维的横截面形态近似于不规则的C型，圣麻纤维的横向形态类似于不规则的锯齿状，两种纤维均有良好的透气能力和吸湿导湿性能力.

(2)麻赛尔纤维的一次拉伸性能、弹性及卷曲性能均优于圣麻纤维，故用麻赛尔纤维制出的服装在韧性、耐疲劳性与弹性方面均比圣麻纤维好，也就是说麻赛尔纤维具有较好的耐用性能.

(3)麻赛尔纤维比圣麻纤维的体积比电阻稍大、回潮率略小，在生产过程中麻赛尔纤维易产生静电，但因其自身具有较大的回潮率，故在生产中带来的不利影响也大大减少.

参考文献：

[1]李振峰.纺织新品——圣麻纤维[C]∥2005现代服装纺织高科技发展研讨会.北京:中国服装协会,2005：28-30.

[2]于伟东,储才元.纺织物理[M].上海：东华大学出版社，2009：71-79.

[3]朱进忠.纺织材料学实验[M].北京：中国纺织出版社，2008:56-57.

[4]吉利梅,吴佩云.麻赛尔纤维基本性能测试与分析[J].印染助剂,2012,29(1):49-52.

[5]于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2006:99-342.

The contrast analysis of the performance of Jutecell and Shengma fibers

HUANG Haitao，ZHU Wentao，LIU Huijuan

(CollegeofTextiles，HenanUniversityofEngineering，Zhengzhou450007，China)

Abstract:The basic properties of Jutecell and Shengma fiber were tested and compared with those of common Shengma fiber. The results showed that there were a number of uneven stripes in the longitudinal direction of fibers, and a unique and irregular C-shaped structure in the cross section. The dry and wet break strengths of Jutecell fiber are larger than that of Shengma fiber. The dry breaking elongation of Jutecell fiber is larger than that of Shengma fiber, but, is lower in wet condition. However, the curl rate and elastic recovery rate of Jutecell are larger than that of Shengma fibers. The volume ratio of the Jutecell fiber is slightly larger than that of Shengma fibers. The dry and wet moisture regain of two fibers are similar, which is about 12.8%, being close to that of Shengma. By comparing the properties of the fibers, it can give a guidance to develop Jutecell yarns and woven products.

Key words:Jutecell；Shengma fiber；morphology；performance

中图分类号：TS121

文献标志码：A

文章编号：1674-330X(2016)01-0001-04

作者简介：黄海涛(1979-)，男，河南南阳人，讲师，主要从事纺织工程方面的研究.

收稿日期：2015-11-06