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牛奶蛋白纤维纯纺纱线的性能测试

来源:西安工程大学 陈娜 孟家光 发布时间:2011年01月26日
牛奶纤维就是将液态牛奶去水、脱脂、利用接枝共聚技术将蛋白质分子与丙烯腈分子制成牛奶浆液,再经湿纺新工艺处理,使其形成一种在结构中含有牛奶蛋白质氨基酸大分子的线型高分子,因此可以将牛奶蛋白纤维描述为一种含动物蛋白氨基酸的合成纤维。动物蛋白质纤维与人体皮肤性质最为相近,细而柔软、平滑、富有弹性,并具有较好的吸湿性和光泽。牛奶纤维集天然纤维和化学纤维的优点于一体,它不仅具有化学纤维强度高、收缩小、防霉、防蛀的品质,同时具有天然纤维柔软、亲肤、吸湿好、透气好、染色好、色牢度强、无静电等优点。牛奶纤维呈中性,pH值为6.8,具有润肌养肤、抑菌保健、手感舒适、色泽靓丽的特点,具有真丝般的天然光泽、羊绒般的柔软手感,所织织物轻盈飘逸。牛奶纺织产品具有护肤保健功能,并且绿色环保。 本文对牛奶蛋白纤维纯纺纱线进行测试分析,研究其纱线的性能,为纺织加工工艺提供参考。1实验部分1.1实验原料40s/1牛奶纤维纯纺纱线1.2实验方法1.2.1纱线回潮率测试 采用Y802型烘箱和BP22lS型电子天平测试纱线的回潮率和含水率。用天平称取5g牛奶蛋白纤维纱线,在烘箱内烘干1小时,设定温度为105℃,二级标准大气条件下(大气压力为1个标准大气压,温度20℃±2℃,相对湿度65%±3%)迅速称取纤维干重。继续烘10min进行第2次称重,两次重量之差与后一次重量之比小于0.05%时,则后一次重量即为干燥重量。1.2.2纱线强力测试 采用YG061型电子单纱强力试验仪测试纱线的断裂强力、强度、断裂伸长和断裂伸长率等。实验条件:上下夹头之间的隔距为250mm,拉伸速度为250mm/min1.2.3纱线捻度测试 采用Y311型纱线捻度仪测试纱线捻度。实验条件:试样长度为250mm,预加张力为2.96g,方法为退捻加捻法。1.2.4纱线毛羽测试 采用YGl73型毛羽测试仪测试纱线的毛羽值
、毛羽指数等。实验条件:走纱速度为30m/min,片段长度为10m。1.2.5纱线细度均匀度测试 采用USTERTESTERl型纱线条干均匀度仪测试CV值,粗节、细节、棉结数。实验条件:纱速为25m/min,测试时间5min。1.2.6耐热性测试 采用水浴锅分别将水加热到80℃、90℃、100℃将纱线浸泡30min进行纱线耐湿热性测试;采用烘箱设定温度为160℃、180℃、200℃将纱线烘30s进行纱线耐干热性能测试。1.2.7耐酸碱性测试采用HCl、NaC03、NaOH、水浴锅等测试纱线的耐酸碱性。实验条件:将HCl分别配制成pH=1、pH=2、pH=3的溶液,将NaC03配制成pH=l0、pH=ll的溶液,将NaOH配制成pH=12的溶液,在温度分别为20℃和100℃时将纱线分别浸泡30min。2结果与分析2.1纱线回潮率测试的结果与分析表1 纱线回潮率与含水率
项目 回潮率(%) 含水率(%)
结果 4.4% 4.2%
如表l所示,牛奶纤维纱线的回潮率为4.2%,因为牛奶纤维的回潮率为4~6%,纱线的回潮率与纤维的回潮率较为一致,纱线的回潮率较低是因为蛋白质含量较少。2.2纱线强力测试的结果与分析表2 纱线强力
项目 断裂强力(cN) 强度(cN/tex) 断裂伸长(mm) 断裂伸长率(%)
结果
CV(%)
155.2 7.59 10.5 7.06 50.7 8.44 20.30 8.44
纱线的强力和拉伸断裂性能是纱线品质评定的重要检测项目之一。由表2可知,单纱强力、强度较低,主要是因为纤维的摩擦性较低所致。随断裂强力减少,断裂伸长和伸长率增加。2.3纱线捻度测试的结果与分析表3 纱线捻度
项目 捻向 捻度(捻/0cm) 捻度不匀率(%)
结果 Z捻 89 1.7
纱线的捻度反映纱线的加捻程度。如表3所示,纱线捻度为89,捻度不匀率较低,使得牛奶蛋白纱线具有很好的光泽感,且手感柔软。2.4纱线毛羽测试的结果与分析表4 纱线毛羽指标
项目 1mm 2mm 3mm 4 mm 5 mm 6 mm 7 mm 8 mm 9 mm
平均
值 极差
1582 177.00 492 111.00 147 24.00 61 14.00 27 10.00 5 12.00 0 4.00 0 1.00 5.81 0.73
由于牛奶纤维的卷曲率为8.66%,羊毛纤维的卷曲率为7.14%,可见牛奶纤维的回弹性较好并大于羊毛,所以纤维端伸出的毛羽较多,1mm以下的毛羽多达1582个,但随着毛羽长度的增加,毛羽个数减小,到了10cm以上时毛羽为0个。牛奶蛋白纱线毛羽值为5.8l,级差为0.73,说明纱线毛绒感强,毛羽均匀,织成的织物手感柔软。2.5纱线细度均匀度的结果与分析表5 纱线条千均匀度指标
项目 CV% U% 细节-30% 粗节+50% 棉结+200%
结果 13.49 10.73 667 18
16.5
纱线的细度不匀是指沿纱线长度方向的粗细不匀,它是评定纱线质量的一项重要指标。如表5所示,纱线的条干均匀度较好,成纱质量较高。2.6耐热性测试的结果与分析 纱线分别在80℃、90℃、100℃的热水中会溶解,有白色沉淀产生,并且随温度的升高所形成的沉淀越多。说明蛋白质会在热水中溶解,纱线耐湿热性能较差。纱线分别在160℃、180℃、200℃烘干30s,纱线的颜色变为淡黄色,并且随温度的升高纱线夜色逐渐变深。表明蛋白质在高温下性能不稳定,纱线在干热状态160℃开始变色,而湿热状态下80℃就开始分解,这表明纱线耐干热不耐湿热。故熨烫和烘干温度应控制在100℃左右,染色时的温度应 ≤90℃。2.7耐酸碱性测试的结果与分析 在pH=1、pH=2、pH=3酸性条件下20℃和l00℃时,纱线颜色基本不变;pH=10、pH=1l、pH=12碱性条件下20℃时,纱线颜色没有变化,但100℃时随碱性增大纱线由淡黄逐渐变为深褐色并出现粘结现象。这表明纱线耐酸性较好,耐碱性较差。所以染色时应选用活性染料或酸性染料为宜。3结论 综上所述:牛奶蛋白纤维纱线强力较低是由于纤维本身的摩擦性能较低决定的,纱线回潮率低是由于蛋白质含量少,所加捻度较大,但由于纤维回弹性较好,故纱线毛羽较多,条干均匀度好,故质量相对较好。纱线耐湿热不耐干热,耐酸不耐碱。后续加工中应从其性能出发进行合理的质量控制。

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