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标准集团讲解纤维材料的柔软改性

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标准集团讲解纤维材料的柔软改性

时间:2017/11/24 16:25:56来源: 作者:
天然纤维中,麻类纤维比较刚硬,而羊毛、蚕丝则比较柔软。纤维材料的柔软改性可由其抗弯刚度来表征。抗弯刚度大的纤维刚硬,而抗弯刚度小的纤维则比较柔软。纤维的抗弯刚度与纤维的截面形状、弯曲弹性模量、半径的4

天然纤维中,麻类纤维比较刚硬,而羊毛、蚕丝则比较柔软。纤维材料的柔软改性可由其抗弯刚度来表征。抗弯刚度大的纤维刚硬,而抗弯刚度小的纤维则比较柔软。纤维的抗弯刚度与纤维的截面形状、弯曲弹性模量、半径的4次方成正比。

常用纺织纤维中羊毛相对抗弯刚度最小,其次是锦仑;相对抗弯刚度最大的是苎麻,其次是玻璃纤维,这与纤维制品的手感是一致的。

1. 截面形状:其它条件一定时,纤维的抗弯刚度与纤维的截面形状有关,几种常见的截面的绉惯性矩与截面形状系数如下表:

9.jpg

由上表可得知,相同线密度的同类纤维,异形纤维的直径大于圆形纤维,异形纤维的刚度也大于圆形纤维,因此异形纤维较普通纤维更有身骨。改变纤维的截面形状,对纤维的抗弯刚度具有一定的调节作用。

2. 弯曲弹性模量:纤维的弯曲弹性模量属于材料的本质属性,由纤维的大分子结构和超分子结构决定。主要与大分子链的柔曲性和纤维结晶结构有关。

纤维大分子链的柔曲性是指纤维大分子主链价键内旋转的难易程度。再大多数纤维大分子链中,都存在着许多单键,单键由σ键组成,电子云分布是轴对称的,因此可以绕轴旋转,称为内旋转。由于单键内旋转造成的分子在空间的不同形态称为构象。正因为纤维大分子链的内旋转性质,使得纤维通常并不是完全伸直的,而是蜷曲成各种形态。

大分子链柔曲性好的纤维拉伸初始模量和弯曲弹性模量都比较低,在其它条件相同的情况下,由大分子链柔曲性好的材料制成的纤维柔软性相对较好一些。纤维的结晶度、晶粒的大小和分布对纤维的弯曲弹性模量也有影响,结晶度越大,晶粒越大,纤维的弯曲弹性模量也就越大,纤维就越刚硬。

3. 细度:纤维的抗弯刚度与纤维的半径有关。减小纤维的理论半径,即令纤维变细,可使纤维的抗弯刚度大大降低,从而获得柔软的手感。对纤维材料的柔软改性来说,要改变纤维的弯曲弹性模量是比较困难的,而纤维截面形状对抗弯刚度的影响又较小,因此纤维材料的柔软改性主要表现为采用各种方法来减小纤维的直径。

不同的纤维可以采用不同的方法来减小直径。化学纤维可以在加工过程中控制纤维的细度或制造超细纤维,以达到满意的柔软度,天然纤维则只能在后加工过程中进行处理。

复丝的弯曲刚度不仅与复丝的线密度有关,也与复丝中单丝的线密度有关。若将一根直径为D的单纤维(试样1)与一束单纤维直接为dn根纤维(试样2)组成复丝,作弯曲实验比较,假设两试样的总截面积相同。结果表明,试样1的弯曲刚度是试样2的弯曲刚度的n倍,这表明线密度相同的复丝中单纤维根数越多,纤维的柔软性越好。具体推算公式如下:

10.jpg

根据以上理论再结合3年前的实际案例:大致是这样一个事情,一块棉涤弹力双层面料,径向是棉的,纬向是涤包氨纶的,一般市场上有现成坯布的纬向都是150D/96F或者是150D/144F,但是那次我给一个法国客人开发的是一块纬向150D/288F的棉涤弹力双层布,这块面料和之前两个规格最主要的区别之处就是手感不同,150D/288F这块布面细腻,摸起来饱满,并且柔软,但是前面两个纱做出来的成品面料布面发亮,手感粗糙。同样粗细的150D涤纶DTY,因为单纤维数量的增多,单纤维直径变细,所以会使纤维的敢刚度变小,体现到成品面料上就是手感变得柔软。

4. 表面性质:纤维的柔软性与纤维表面自由能及纤维表面的摩擦系数有关。纤维表面自由能越低,纤维越易于舒展,柔软性越好;纤维表面的动、静摩擦系数越低,纤维之间及纤维与人体之间相对滑动时的摩擦阻力越小,就能获得柔软的手感。


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