摘要:为提高大麻纤维的柔软性、可纺性能,针对不同脱胶工艺处理后的大麻纤维在分梳前进行柔软整理。分析柔软整理前后大麻纤维经分梳后的物理机械性能。结果表明:柔软整理后大麻纤维的断裂强度及断裂伸长率均有不同幅度的提高,而且当脱胶程度较低时,柔软整理后大麻纤维的断裂强度与伸长率提高幅度较大;柔软整理后的大麻纤维比整理前的抗弯刚度、摩擦因数均有不同幅度的降低,而且当脱胶程度较低时,柔软整理后大麻纤维的摩擦因数降低的幅度较小;柔软整理后,大麻纤维的回潮率比柔软前均有不同幅度的提高,脱胶程度较低时大麻纤维柔软整理的作用较明显。说明柔软整理有助于改善大麻纤维的可纺性能。
关键词大麻纤维;柔软整理;断裂强力;断裂伸长;抗弯刚度;摩擦性
大麻纤维及其织物具有吸湿透气、抗菌、抗紫外线等特点,是理想的夏季服装面料[1胃3],但由于大麻纤维刚性大’断裂延伸小,弹性差,柔软性差,手感粗糙,造成其服装产品易起皱起毛,在纺纱及织造过程中,经强烈的拉伸与摩擦,使部分短纤维突出于纱线及织物表面形成毛羽,这种毛羽在烧毛工序很难去除干净,影响织物的外观,服用时对人体产生刺痒感。刺痒感与纤维的弯曲刚性有很大的关系,降低纤维的弯曲刚度,可以减小织物的刺痒感。
本文对大麻纤维进行柔软整理,分析整理前后大麻纤维的拉伸性能、柔韧性能、表面摩擦性能及吸湿性能,为提高大麻纤维的可纺性能提供一定的理论参考。
1实验部分
1.1材料
本文研究的大麻来自中服北安农垦麻业有限责任公司,将大麻茎杆通过皮杆分离设备得到大麻初皮原料。大麻韧皮原料的平均宽度约为2.1mm,平均长度约为0.9m,果胶含量为14.42%,半纤维素含量为16.25%,纤维素含量为59.75%,木质素含量为9.58%。利用不同脱胶工艺A、B、C分别对大麻韧皮进行脱胶处理,得到不同脱胶程度的大麻纤维,脱胶程度排序为A<B<C。
1.2实验方法
1.2.1柔软整理方案及样品编号
将不同脱胶程度的大麻纤维进行柔软整理,实验用柔软剂为阳离子DT-150A(中国纺织科学研究院),质量浓度为4g/L,整理温度为35^,整理时间为45min。分别将整理前后的大麻纤维经分梳后进行编号,经脱胶工艺A处理的柔软整理前后样品编号为H1、HS1,经脱胶工艺B处理的柔软整理前后样品编号为H2、HS2,脱胶工艺C处理的柔软整理前后样品编号为H3、HS3。
1.2.2纤维拉伸性能测试
采用LLY46型单纤维拉伸强力仪测试大麻纤维的拉伸断裂强度及断裂伸长率。每个样品取50根纤维进行测试,取平均值。测试条件:温度为20t,湿度为65%,隔距为10mm,速度为20mm/min。
1.2.3纤维柔韧性能测试
利用自制的单纤维轴向压缩弯曲仪JXW03测试各样品的临界剌扎力,利用光学显微镜测得各试样的直径及长度,计算抗弯刚度和等效弯曲模量,由此比较各样品的柔韧性能。
根据压缩弯曲仪的实验原理m,考虑纤维截面形态的影响,相应临界载荷的表达式为
式中为压缩弯曲临界载荷,10_5N;A为截面形状系数;i为单纤维突出长度,mm;D为纤维直径,pm;/?为纤维半径,为等效弯曲模量,GPa。对于截面近于圆形的纤维,形状系数以&=1进行计算。
在式(1)中,设A=0.99EbKb,则=W/L2),&为过原点的线性方程的斜率。依据与Z)4/i2按实测拟合直线(过原点的线性方程)的斜率I可求得纤维等效弯曲模量。
1.2.4纤维表面摩擦性能测试
利用Y151型纤维摩擦系数测定仪测量,并根据式(3)计算大麻纤维的表面摩擦因数,每个样品取10根纤维进行测试,取平均值。测试条件:张力夹质量为100mg,手柄位置为AEG,转速为12r/min
式中:/D为纤维两端张力夹质量,mg;m为扭力天平的读数。
1.2.5纤维吸湿性能测试
将各试样在105T下烘干至恒重,称取试样的干重,然后在温度为20t、相对湿度为65%的条件下,每5min记录1次纤维的质量,尽量使试样保持蓬松状态,直至纤维达到吸湿平衡。根据式(4)计算各次数据相应的回潮率。
式中:G,为样品达到吸湿平衡时的质量,g;G。为样品的干重,g。
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