Modal纤维的结构与性能分析*

康 强

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000)



Modal纤维的结构与性能分析*

康 强

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000)

简述了莫代尔纤维的化学组成、分子结构、纵横向形态特征、物理性能、机械性能、吸湿性、燃烧性能以及其它性能，并与棉、粘胶纤维进行了对比。结果表明莫代尔纤维具有优良的力学性能及良好的服用性能。

Modal纤维，结构，性能，分析

1 Modal纤维的化学组成及分子结构

Modal纤维是一种再生纤维素纤维，因此它的化学组成是纤维素，纤维素的结构就是再生纤维素纤维的结构。其化学结构式[1]如图1所示。

图1 Modal纤维的化学结构式

表1为莫代尔、棉和粘胶特征纤维结构对比分析。从表中可知，与普通粘胶纤维相比，Modal纤维的结晶度和取向度较高，因此纤维中无定型区较小，大分子排列整齐，这也能够解释为什么Modal纤维的密度比粘胶纤维大；结晶度和取向度较高，使得Modal纤维的强度大而伸长小；同时，原纤结构的存在，纤维手感细腻柔软，亲肤性强，穿着舒适，原纤化等级较低又使纤维表面光洁明亮和仿丝感较强。

表1 莫代尔、棉和粘胶特征纤维结构对比分析

续表1

结构莫代尔纤维棉普通粘胶纤维聚合度550～6502000250～300羟基可及度/%60—65原纤化等级1—1

2 Modal 纤维的纵横向形态特征

莫代尔纤维的纵横向形态特征见图2所示，从图中可以看出，莫代尔纤维的横向形态为不规则的类似腰圆形，表面较圆滑，有皮芯结构，皮层较厚，芯层有黑点；纵向形态为表面有沟槽。

图2 莫代尔纤维的纵横向形态：(a)横向特征；(b)纵向特征

3 Modal纤维的物理性能

实验仪器：Y171中段切断器、JN-A型精密扭力天平、绒板、镊子。

实验条件：温度20℃±5℃、相对湿度(RH)60%±5%。

长度试验原理：采用中段切断称重法测量长度，原理是将纤维排列成一端整齐的纤维束，再用中段切断器取一定长度的中段，并称其中段和两端重量，然后计算各项长度指标[2]。长度计算公式如下：

(1)

(2)

(3)

其中：Wo为纤维总质量(mg)，Wt为两端切下的纤维束质量(mg)；Wc为中段纤维质量(mg)；Wov为超长纤维质量(mg)；Woz为倍长纤维质量(mg)；Lc为中段纤维长度(mm)。

细度试验原理：将纤维排成一端平齐、平行伸直的纤维束，然后用纤维切断器在纤维中段切取10mm长的纤维束，再在扭力天平上称重，计数这一束中段纤维的根数。根据纤维切断长度、根数和重量，计算出纤维的公制支数。

细度计算公式如下：

(4)

其中：Nm为纤维的公制支数；Gf为中段纤维质量(mg)；L为纤维长度(mm)；n为纤维根数。

根据以上的测试原理及计算公式，可以得到Modal纤维的物理性能指标如表2所示。

表2 Modal纤维的物理性能指标

4 Modal纤维的机械性能[3]

该试验测试的仪器名称：LLY-06E/PC型气动单纤强力仪、绒板、镊子，测试条件：拉伸速度为10mm/min、隔距为10mm、预加张力为0.lcN/tex、测试次数为20次、修正系数为1、温度为20℃±5℃、湿度为60%±5%。Modal纤维的机械性能如表3所示。

表3 Modal纤维的机械性能

5 Modal纤维的吸湿性能

纤维的吸湿性能的测试仪器为：YG747型快速八篮烘箱，烘燥温度范围为105℃±2℃。测试条件为：温度20℃±5℃、相对湿度60%±5%。

测试原理为：本实验采用箱内称重法(亦称直接法)，利用电热丝加热，当箱内温度升至规定值时，把试样放入烘箱内，使纤维内的水分蒸发于空气中，并利用换气装置将湿空气排出箱外。由于纺织材料内水分不断蒸发和散失，质量不断减少，当质量烘至恒量时，即为纺织材料干重，经计算得出回潮率指标[4]。

回潮率的计算公式如下：

(5)

式中：G为试样的烘前质量(g)；G0为试样的烘干质量(g)。

实验结果见表4。

表4 各种纤维回潮率比较

6 Modal纤维的燃烧性能

Modal纤维的燃烧特征为：靠近火焰时不融不缩，进入火焰迅速燃烧，离开火焰后继续燃烧，火焰为黄绿色，与烧纸的颜色很像，有烧纸味，残渣形态为少量灰黑色灰[5]。

7 Modal纤维的其它性能

从表5可以看出，Modal纤维和普通粘胶纤维的耐热性都较好，在温度为180℃～200℃时会产生热分解。它们的耐碱性优良，但粘胶纤维不耐酸性，而Modal纤维只能耐弱酸。

表5不同纤维的其它性能比较

除此之外，Modal针织物的摩擦系数小，表面阻力小，导致它的表面更加光滑，纱线细度均匀，纱线和针织物表面的毛羽少；Modal纤维染色性能较好，色牢度好，织物色泽鲜艳亮丽，粘胶纤维、棉纤维等纤维素纤维的染色性能相似；Modal纤维具有丝绸般的光泽，提升了服装的档次；但是，Modal纤维容易起毛起球[6]。

8 结论

莫代尔纤维具有纤维手感细腻柔软，亲肤性强，穿着舒适。横向形态为不规则的类似腰圆形，表面较圆滑，有皮芯结构，皮层较厚，芯层有黑点；纵向形态为表面有沟槽。莫代尔纤维强力均匀，湿强为干强的50%；纤维的湿模量较高，纱线的缩水率较低，仅为1%左右；吸湿能力强，比棉纤维高出50%，因此织物可保持干爽、透气；能够与其它的纤维混纺，莫代尔织物能用直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料和偶氮染料等进行染色，且色泽鲜艳明亮、色牢度好；莫代尔纤维织物的尺寸稳定性好，具有天然的抗皱性和免烫性。

[1] 顾东雅.莫代尔纤维的性能与应用[J].辽宁化工，2014，38(12)：914-915.

[2] 杨乐芳.竹浆纤维、Modal与粘胶纤维的织物性能比较[J].上海纺织科技，2009，32(4)：61-62.

[3] 余序芬.纺织材料实验技术[M].北京：中国纺织出版社，2009：65-69.

[4] 王延虎，窦晓琛，刘钊杰.降低Modal/棉混纺针织物起毛起球的系统方法[J].上海纺织科技，2014，33(1)：46-49.

[5] 林松泰，窦晓琛.改善莫代尔/棉混纺针织物起毛起球的方法[J].山东纺织科技，2010(2)：1-3.

[6] 杨元. Modal 纤维及其混纺织物性能的测试分析[J].纺织科技进展，2009(1)：63-65.

Studying on the Structure and Properties of Modal Fiber

KANG Qiang

(Shaanxi Industrial Vocational College，Xianyang 712000，Shaanxi，China)

We tested the structure and property of modal fiber such as physical properties，mechanical properties，hygroscopicity and flammability. We also compared modal fiber with cotton fiber and viscose fiber when it necessary. The result showed that modal fiber has good mechanical properties and wear behavior.

modal fiber，structure，property，analysis

2016陕西工业职业技术学院科研课题(项目编号ZK16-20)

T 106.5