温湿度对织物物理机械性能的影响研究

雷枋喜

（上饶幼儿师范高等专科学校，江西 上饶 334000）

近年来，纯棉类产品在市场中的口碑非常好，特点是透气、手感好、穿着舒适。但是，纯棉类织物对生产技术和材质的要求高。其实，在纯棉制品之前还有一种流通已久的织物—涤纶制品。在三大合成纤维中，涤纶制品的工艺最简单，非常结实、有弹性，不容易变形，而且价格低，但是穿着体感不太好，因此，人们往往选择用纯棉布料制作衣物。

本实验分别在温度相同、湿度不同和湿度相同、温度不同的条件下，对纯棉制品和涤纶制品进行性能测试，比较两种制品的拉伸性能、撕破性能、顶破强力以及透气性。

1 实验

1.1 实验材料和环境条件

材料：纯棉布、涤纶漂白布，都是有代表性的普通材料，在一般的市场上可以买到。

环境条件：第一次，设定恒定温度20 ℃，随机选择湿度开展实验；第二次，设定恒定湿度65%，随机选择温度开展实验。

1.2 实验过程

1.2.1 测试织物的拉伸性能

本实验采取GB/T 3923.1—2013中关于织物拉伸性能的测定方法，测得普通织物在强力压迫下的韧性和抗断裂能力。选取长10.0 cm、宽5.0 cm的样品，使用实验设计规定的特殊织物检测压力机开展10组以上压力测试，取得平均值。

1.2.2 测试织物的撕破性能

本实验采取GB/T 3917.5—2009中关于织物撕破性能的规定方法进行单缝翼样压力撕破测试，样品规格为20.0 cm×5.0 cm，在距离顶端2.5 cm处标记，从织物的另一端中央距离织物一边近10.0 cm处撕扯，然后将织物置于实验设计规定的特殊织物检测撕扯机中进行10组以上压力测试，取得平均值[1]。

1.2.3 测试织物的顶破强力

本实验采取GB/T 19976—2005中关于织物顶破强力的测定方法，使用钢制球测试，样品呈现为直径6.0 cm的圆形，测试10组取平均值。

1.2.4 测试织物的透气性

本实验采取GB/T 5453—1997中关于织物透气性的测定方法，样品尺寸为30.0 cm×30.0 cm，实验结果如下。

由以上方程可以看出，各种拟合曲线的拟合系数y均大于0.500 0，相关性较为显著。织物拉伸断裂性能和恒温性能也通过公式进行数据处理，得出结果。

1.3 实验结果

1.3.1 织物拉伸断裂性能

当实验湿度固定时，不同织物对恒温断裂的响应不同，例如绵和涤纶的抗撕裂强度出现了先提高后降低的趋势，但是整体变化不大。当温度固定到20 ℃以下时，绵和涤纶的抗撕裂强度呈现先降低后提高的趋势，当相对湿度为80%时，两种织物的断裂性能会出现最小值。总体而言，涤纶的抗撕裂强度远高于绵。

1.3.2 织物撕裂性能

由织物撕裂公式进行数据处理后得到的实验结果表明：强力快速增大后又减小，在相对湿度为65%～75%时达到85 N左右的最大值。织物的撕裂强度不会因温度提升出现明显变化，最大值不超过45 N。涤纶撕裂强度受温湿度影响较大，受温湿度影响较小[2]。

1.3.3 织物透气性能

人们挑选服装时注重穿着舒适性，因此，织物的透气性十分重要。

无论在什么情况下测定织物的物理性能，温度都不宜太高，否则，无论是全棉还是涤纶，都很容易被顶破，也会影响穿着的舒适度。当温度与湿度控制在适宜范围时，棉的透气性明显好于涤纶，天然纤维较化学纤维的优点之一就是透气性好，穿着舒适度高。

1.3.4 用KCl溶液对样品pH的影响

不同萃取介质下样品的pH如表1所示。

由表1可以看出，不同的萃取介质会导致不同的实验结果，但是由于KCl和蒸馏水都可以作为普通实验的萃取介质，并且对普通实验结果没有很大影响，都符合本研究的要求，且用KCl溶液，数值稳定较快，这是因为KCl溶液导电率高，溶液中的离子强度较高，pH稳定时间短。用蒸馏水作为萃取介质明显费时，且稳定性不好，数据有偏移现象。也就是说，在实验条件一致的情况下，可以选择0.1 mol/L KCl溶液探究不同织物的pH。

表1 不同萃取介质下样品的pH

2 结论

在物理机械性能测试中，无论是拉伸性能、撕破性能测试还是顶破强力测试，涤纶的表现都比纯棉好。在透气性方面，当温度与湿度协调时，纯棉的透气性明显优于涤纶，因此，纯棉织物的口碑较好[3]。

在实际的操作过程中，不同织物经过精细加工后，都要水洗处理，否则织物上会残留各种化学染料，影响织物成品的pH、色牢度和使用手感等。

应用织物处理技术时，要根据织物的原材料，选取不同的织物染色方式，例如选取合适的中性萃取剂可以将对织物的损害降到最低，或者选取纤维素染料直接对织物进行染色。碱性染料和纤维素染料能抑制染料与织物间的化学反应，提高染色效果。

当实验温度不超过50 ℃时，撕破强力会变大；在低温或者高温条件下，织物面料对皮肤的刺激较大。恒温时，当空气湿度高达95%时，一般织物的断裂、撕破和顶破强力均不同程度地降低。当温湿度升高时，织物的透气性表现不好，天气炎热时会让穿着者感到闷热。

3 结语

在纺织物的物理性能测试中，一定要将温度、湿度、取样质量、萃取时间和pH计是否校准都作为考察的因素，不断优化实验环境，例如要准备充足的实验物品，规范实验室条件，配齐重要的检测设备，找有经验的人员完成实验。人们通常认为纯棉制品的各个性能都处于优势地位，但实验结果显示，随着温度和湿度的不断变化，纯棉制品有时不占优势，甚至排在纤维制品之后，说明实验有时会出现令人意想不到的结果。这就要求科学研究以数据为根据，以高标准开展实验。