回潮率对T/C 50/50上浆纱力学性能的影响

张媛媛,沈艳琴,武海良

(西安工程大学 纺织科学与工程学院,陕西 西安710048)

环境湿度的变化会影响涤棉上浆纱的回潮率,回潮率的变化影响着上浆纱的性能;因此合理的湿度和温度才能让涤棉上浆纱的性能满足织造条件,并有效提高织造的效率[1-3]。近年来市场对T/C 50/50纱线织物需求较多,本项目即以此为对象研究回潮率对其上浆纱性能的影响。经大量的工厂实践,织造车间温度一般在28℃左右[4],因此研究了温度为28℃下上浆纱的吸放湿规律及其性能。回潮率控制关系到产品质量[5-6],使用不同浆料的混合配方一直是浆纱工艺者研究的重点[7];基于混合配方的特点选用了变性淀粉和PVA混合配方进行研究,可为纺织企业生产提供一定的参考。

1 试验部分

1.1 材料和仪器

试验材料：T/C 50/50 13 tex纱(潍坊浩纺纺织有限公司);PVA1799(上海凯杜实业发展有限公司);T m8010(山东邹平天美纺织助剂有限公司);氧化淀粉(广东弘欣生物科技有限公司);双变性淀粉(广东弘欣生物科技有限公司);聚丙烯酸类浆料(郑州冠达化工原料有限公司);SPR-SC、A115(荷兰AVEBE公司);蜡片(上海易巴化工原料有限公司)。

试验仪器：H WS-250型恒温恒湿烘箱(北京中科环试仪器有限公司);Y731D型抱合力机(常州市华纺纺织仪器有限公司);HD021 N型电子单纱强力仪(南通宏达实验仪器有限公司)。

1.2 试验内容

1.2.1 浆料配方

配方1#：PVA1799 37.5 kg,T m8010 37.5 kg,氧化淀粉25 kg,双变性淀粉25 kg,聚丙烯酸类浆料5 kg,蜡片3 kg。

配方 2#：PVA1799 37.5 kg,SPR-SC 12.5 kg,A115 50 kg。

1.2.2 上浆纱吸湿放湿性能

依据GB/T 9995-1997《纺织材料含水率和回潮率的测定》和GB/T 6529-1986《纺织品调湿和试验用标准大气》,采用烘箱干燥法进行测试。试样在100℃烘箱内烘燥至质量不变,记下试样的初始质量。在温度为28℃,相对湿度分别为78%、74%、70%、65%、60%的条件下对上浆纱进行吸湿平衡,每隔15 min测试一次试样质量,计算回潮率,得出试样的吸湿、放湿特征曲线。

试样在相对湿度为78%的恒温恒湿箱内放置24 h,使试样充分吸湿平衡,记下初始质量;而后在温度28℃,相对湿度分别为78%、74%、70%、65%、60%的条件下进行上浆纱放湿平衡,每隔15 min测试一次试样,记录数据并计算回潮率。

1.2.3 涤棉上浆纱断裂强力及耐磨性

上浆纱强力、耐磨性测试方法按文献[8]进行,拉伸性能测试条件为夹持长度500 mm,拉伸速度500 mm/min,测试30次,取其平均值。

2 结果和分析

2.1 上浆纱的吸湿规律

图1、图2分别是T/C 50/50 13 tex纱分别用配方1#与配方2#浆纱,在不同相对湿度下的吸湿曲线;图3是两种上浆纱相对湿度与平衡回潮率的关系。

图1 配方1#上浆纱的吸湿规律

图2 配方2#上浆纱吸湿规律

图3 上浆纱平衡回潮率与相对湿度的关系

图1 和图2示出,在28℃不同相对湿度下两种上浆纱的吸湿规律很相似,即在15-45 min之间上浆纱在各相对湿度下回潮率的增速较大,在45-60 min之间回潮率增速较平缓,60 min以后几乎都达到了平衡状态。

图3示出,两种上浆纱的平衡回潮率都随着相对湿度的增大而增大。这是因为两种浆料配方中都含有淀粉浆料,在高湿度下淀粉浆料吸湿性较强;同时环境外部水分子的浓度高,纱体内部水分子浓度小,水分子向纱体渗透的趋势增大。即湿度高,吸湿速率快。

2.2 上浆纱的放湿规律

图4和图5是T/C 50/50 13 tex纱分别用配方1#与配方2#浆纱后,于不同相对湿度下吸湿饱和后的放湿曲线。

图4 配方1#上浆纱的放湿规律

图5 配方2#上浆纱放湿规律

图4 和图5示出,在0-16 min之间两种上浆纱的放湿回潮率放湿速率快,在16-30 min之间则放湿速率平缓,30 min之后回潮率达到放湿平衡状态。当环境相对湿度低于上浆纱吸湿回潮率下的相对湿度时,上浆纱表现为放湿,最终达到放湿平衡状态。

2.3 回潮率与上浆纱性能

图6和图7分别是不同相对湿度下,T/C 50/50 13 tex纱不同配方上浆纱的回潮率与强力、耐磨性的关系。

图6、图7示出,平衡回潮率不同上浆纱性能会有很大的差异,同种配方的上浆纱其断裂强力和耐磨次数随平衡回潮率的变化规律类似;在一定范围内随回潮率的增大,不同配方上浆纱的断裂强力和耐磨次数都呈先上升后降低变化。这是由于湿度在一定范围内回潮率的增大削弱了应力集中现象,弱点效应不明显,这时两种不同上浆纱的断裂强力和耐磨次数增大;当回潮率过大时分子间作用力明显降低,不能有效避免应力集中带来的危害,因此两种不同上浆纱的断裂强力和耐磨次数都呈降低趋势。当两种上浆纱的平衡回潮率分别为4.26%和4.65%时,上浆纱的断裂强力最大,耐磨性最好。

图6 配方1#上浆纱的断裂强力和耐磨次数

图7 配方2#上浆纱的断裂强力和耐磨次数

在不同湿度下,上浆纱的性能不同,其表面浆膜形态也不同。采用SEM观测上浆纱在低湿度和高湿度下的纱体表面形态(放大倍数1 000倍),结果如图8所示。图8示出,涤棉上浆纱在高回潮率下其表面浆膜干裂程度下降,纱体表面浆料不易脱落。

3 结论

通过对T/C 50/50 13 tex纱分别用浆料配方1#和配方2#浆纱后,其上浆纱的吸湿放湿规律及不同回潮率下的断裂强力与耐磨性试验研究,可得出如下结论：

(1)对试验用的两种不同浆料配方,其上浆纱的平衡回潮率随相对湿度变化的规律相似,上浆纱的吸湿与放湿规律相近。

(2)同种浆料配方下回潮率对上浆纱断裂强力和耐磨次数的影响规律类似。配方1#上浆纱在平衡回潮率高于5.76%或在4.26%-4.80%时,上浆纱的断裂强力和耐磨性次数呈递减规律;平衡回潮率在4.26%时,上浆纱的断裂强力和耐磨性最好。配方2#上浆纱平衡回潮率在4.65%-4.91%之间,或平衡回潮率高于5.45%时,上浆纱的断裂强力和耐磨次数呈递减规律;平衡回潮率在4.65%时,上浆纱的断裂强力和耐磨性最好。

图8 不同湿度下上浆纱的表面浆膜形态