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竹浆纤维针织物的耐磨性研究
来源:未知     发布时间:2019-08-26 15:57    次浏览    大小:  16px  14px  12px
织物在穿着和使用过程中,会受到各种摩擦。这些摩擦不仅会引起织物性能(如强力)的损失,甚至损坏织物,而且还影响织物的外观。耐磨性指的是织物抵抗磨损的特性。在摩擦过程中,摩擦首先改变织物的表面,然后影响其内在结构。
织物在穿着和使用过程中,会受到各种摩擦。这些摩擦不仅会引起织物性能(如强力)的损失,甚至损坏织物,而且还影响织物的外观。耐磨性指的是织物抵抗磨损的特性。在摩擦过程中,摩擦首先改变织物的表面,然后影响其内在结构∞。影响织物耐磨性的因素有很多,如纤维类型、纱线种类和细度、织物组织、织物密度、织物厚度等。摩擦以一种非常复杂的形式进行,而人们对此的了解还非常有限。
竹浆纤维是采用化学方法,以竹子为原料,经特殊的工艺处理制得的纤维素含量达到93% 以上的再生纤维素纤维[ 5 ]。其织物具有可生物降解、天然抗菌、手感柔软滑爽、悬垂性好、强力高、耐磨性好、吸湿透气、凉爽舒适等特点时,因此近年来得到了广泛的应用。竹浆纤维针织服装也越来越受到人们的青睐。但是,竹浆纤维针织服装在使用过程中,会受到不同外界因素的作用,逐渐降低使用价值。其中,磨损就是其中之一。
P 许多学者对竹浆纤维织物的一些性能进行了研究,得出了很多有价值的结论,但对于竹浆纤维织物的耐磨性研究还非常有限。竹浆纤维织物磨擦性能的研究结果显示,竹浆纤维织物具有较好的耐磨性[叫。采用往复平磨方法对竹浆纤维针织物的耐磨性研究,研究了纬平针、1 +1 罗纹、棉毛和单面珠地网眼4 种不同组织的针织物耐磨次数[5] 。王越平等人的研究显示天然竹纤维机织平纹织物具有优良的耐磨性川。吴佩云等人采用平磨仪研究了竹浆棉混纺二上二下斜纹织物的耐磨性[町,认为在经纬密相同条件下,织物耐磨性是随着纬纱中竹浆纤维含量的减少呈现先增加再减小而后再增加的趋势。
在竹浆纤维含量为30% 时,织物耐磨性最好。当纬纱为同一种原料时,经密不变,随着纬密的增加,织物的耐磨性能增加。蒋宁英等研究了竹浆纤维/蚕丝交织物的性能,认为织物的耐磨性不仅与织物厚度有关,而且与构成织物的纱线性质有关。在竹/蚕丝交织物中,随着蚕丝的加入,织物的耐磨性有所增加,斜纹、缎纹织物的耐磨性较好川。目前采用马丁代尔( Martindale )方法研究竹浆纤维针织物耐磨性的研究未见报道。本研究采用马丁代尔方法对不同混纺比的纬平针组织竹浆纤维针织物的耐磨性进行了研究。
 
1 实验部分
l. 1 实验材料
实验选用服装生产企业实际生产和应用的含竹浆纤维的纬平针织物7 种,已知所用纱线的混纺比和线密度。所有织物都是纬平针组织。7 种织物中,有6 种织物含有氨纶,为全添纱(氨纶为地纱), 1种织物不含氨纶。
实验之前对这7 种织物的基本结构参数进行了测试。织物密度按照英国标准BS 5441:1998 《针织物试验方法》来进行测试。织物厚度按照ISO 5084:1996 《纺织品和纺织制品的厚度测定》标准,采用SOL Atlas M034A 数字式织物厚度仪测定,压脚面积20 cm2 ,压重1 000 Pa 。织物面密度( 1 m2质量〉按照英国标准BS EN 12127: 1998《纺织品-织物:用小样品测定单位面积的质量》的方法进行测定。试样的称重采用电子天平, Mettler ToledoAT400 (精度为0. 001 mg )。实验织物基本结构参数如表1 所示(表中含量均为质量分数)。
 
1. 2 实验条件
整个实验过程是在温度为20 ·c ,相对湿度为65% 的标准室进行的。实验前,所有试样必须在标准室进行温湿度的调节,调节时间按照实验所采用标准的要求进行。
1.3 实验标准和仪器
织物的耐磨性按照ISO 12947 - 3:i998 《纺织品一一马丁代尔法织物耐磨性的测定,第3 部分质量损失的测定》进行测试①。实验仪器采用NuMartindale Abrasion and Pillling Tester (James H Heal &Co Ltd Halifax Enfland )。
每种织物按照标准要求剪取3 块试样,与标准后再继续进行试验,如此直到实验达到25 000 转。
摩擦布按照规定的转数进行摩擦。按照标准要求, 试样质量的测定采用电子天平一- Mettler Tqledo 实验负荷质量为595 g 。试样质量损失的实验间隔AT400 (精度为0. 001 mg )。
摩擦转数选取在实验进行到5 000, 7 500, 10 000,15 000 和25 000 转。试样摩擦前按照标准要求在标准室进行调温调湿,然后进行称重(摩擦前试样质量)。实验过程中,在所选择的摩擦间隔转数停机,把每个试样从试样夹上小心地取下来,按照要求调温调湿24 h 以上,然后称取质量(摩擦后质量〉。
 
2 实验结果与分析
2. 1 实验结果
所有7 种竹浆纤维针织物在摩擦转数为5 000,7 500,10 000,15 000 和25 000 的质量损失如表2 所示。
 
2.2 实验结果分析
2. 2. 1 单因素分析
为了比较各种不同针织物间的耐磨性的差异,将每种织物的每个试样在5 个不同的转数的质量损失换算成质量损失率,如图l 所示。图l 中的数据为每种织物3 个试样的质量损失率的平均数。由于每种织物3 个试样的摩擦前质量有差异,如果采用表2 的数据直接计算平均质量损失率和计算出每个试样的质量损失率再平均之间有一定的差异。
 
采用SPSSl 7. 0 统计软件包对织物在摩擦转数为5 000, 7 500, 10 000, 15 000 和25 000 的质量损失率进行了ANOVA 分析(单因素方差分析) 。结果显示,织物在5 000 转( F= 36. 邸, P<O. 001),7 500 转( F= 227. 962, P<O. 001), 10 000 转( F=334. 521,P<O. 001), 15 000 转( F= 134. 418, P<0. 001) 和25 000 转( F=59. 971, P<O. 001) 的质量损失率都存在着显着性差异,也就是不同织物对质量损失有显着性影响。虽然所有织物都是采用纬平针组织,但是由于它们所采用的原料不同,织物密度、质量和厚度不同,所以造成质量损失上存在着显着性差异。
从图1 可以看出,在摩擦25 000 转后,织物4质量损失最小,为6. 752 9% ;织物7 的质量损失次之,并与织物4 比较接近;而织物6 的质量损失最大,高达14. 223 7% ;织物l ,织物2 和织物5 的质量损失比较相近,在10% 左右;织物3 的质量损失比织物4 和7 稍大,但比织物1 ,织物2 和织物5 要小的。织物6 为含氨纶的竹浆纤维/莫代尔( 50/50)混纺针织物,质量损失最大,因为其纱线细度为11.8 tex ,比其他6 种织物的纱线都细,织物密度、面密度和厚度相对较小。
为了决定这7 种织物在特定摩擦转数条件下质量损失率的组别和以及各组织物的质量损失率,又进行了邓肯多范围检验( Duncan multiple ranget 巳st ),结果如表3 所示。

 
表3 的统计结果显示,按照织物质量损失率在不同的摩擦转数对织物进行分组,在不同的摩擦转数织物所分组数和所处的组别都在发生变化。这说明织物在摩擦过程的质量损失井不是以一种均匀的形式发生。
在摩擦实验结束时( 25 000 转〉,所有织物分成了4 个组。织物4 (x = 4. 461 4 )和织物7 (x=4. 938 2 )处于第1 组,质量损失率最小。织物6(王= 14. 223 7 )处于第4 组,质量损失率最大。相比这2 组的织物,织物4 和织物7 都具有较大的质量,除了织物6 之外其厚度是最薄的,说明这2 种织物的结构比较紧密,所以耐磨性最好。织物6 是所有织物中唯一一种用细度为11. 8 tex 纱线编织而成的织物,其厚度最薄、质量最小,织物相对比较稀薄,所以耐磨性最差。在摩擦过程中,纱线很容易发生变形,这使得纤维头端很容易露出纱线或者织物表面,从而很容易从纱线中抽出脱落,所以质量损失就大。织物3 (王= 6. 752 9 )处于第2 组,为含氨纶的竹浆纤维/棉( 50/50 )混纺针织物,质量和厚度适中,质量损失率较小。第3 组有3 种织物,是包含织物最多的一组,包括织物5 (王= 9. 468 7) 、织物1(王= 9. 847 0 )和织物2(x=l0. 081 8 )。这3 种织物虽然所用原料不同,但是都厚度相对较厚,质量适中,结果是质量损失率非常接近。
对比织物4 ,织物5 和织物3 在25 000 转的质量损失率,可以看出织物5(100% 竹浆纤维针织物)的质量损失率最大,织物4 (竹浆纤维/棉( 70 / 30 )混纺针织物)的质量损失率最小,织物3 (竹浆纤维/棉(50 / 50 )混纺针织物)的质量损失率居中。因此,竹浆纤维和棉纤维适当混纺可以提高织物的耐磨性。
织物7 和织物2 虽然都是采用PCM 粘胶纤维/ 竹浆纤维( 80 / 20 )的纱线进行编织,但是从7 500转后的质量损失率相差比较大。织物2 中含有氨纶,并采用单纱编织,而织物7 不含氨纶,采用双纱进行编织。可见纱线细度对织物的耐磨性有较大的影响,这一点也可以从织物6 中看出。
2.2.2 相关分析和线性回归
采用皮尔森( Pearson )相关分析对织物质量损失与摩擦转数之间的相关性进行了统计分析。结果显示,织物质量损失与摩擦转数之间存在着重要的、显着的正相关关系( r=O. 708? ? ,P<O. 001 )。这意味着随着摩擦转数的增加,织物的质量损失会更大。摩擦转数与每种织物的质量损失率之间存在非常显着的正相关关系。
采用Origin75 软件对各种织物质量损失与摩擦转数之间进行了相关分析和线性回归,结果如下。
织物1 :y=O. 975 6+3. 62 8 E - 与, r=O. 975 68;
织物2:y=l. 438 75+3. 53 7 E -4 x,r=O. 994 33;
织物3:y=2.188 75+1.87 E - 让, r=O. 998 33;
织物4:y=l.11+1. 504 E - 4x,r=0.- 904 l;
织物5 :Y =2. 045 5+3. 362E - 与, r=O. 908 68;
织物6:y =2. 0967 5+5. OOlE? x , r=O. 989 42;
织物7:y =2.088 25+1.187E 一与, r=O. 979 72 。
式中: z 表示摩擦转数以表示质量损失率z r 表示相关系数。
可以看出,各种织物的质量损失率与摩擦转数之间具有很强的线性关系,摩擦转数对所有织物的质量损失具有特别显着的影响,即所有织物的质量损失都会随着摩擦转数的增加而增大。
 
3 结论
1 )不同的竹浆纤维针织物的耐磨性〈质量损失〉具有显着性差异。
2 )织物的质量损失与摩擦转数之间存在着重要的、显着的正相关关系,即随着摩擦转数的增加织物的质量损失在增大。
3 )所研究的织物中,织物4一-竹浆纤维/棉纤维( 70/30 )混纺针织物质量损失最小,织物7一-PCM 粘胶纤维/竹浆纤维( 80/20 )混纺针织物的质量损失次之,织物6 一一竹浆纤维/莫代尔( 50/50)混纺针织物的质量损失最大。
的纱线细度对织物的耐磨性有较大的影响。纱线越细,织物的耐磨性越差。
5 )纯竹浆纤维针织物的耐磨性居中,竹浆纤维与其他纤维按一定比例进行混纺可以提高织物的耐磨性。