孔繁荣, 陈莉娜，杨明霞

(河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)



原液着色黏胶纤维的弹性分析

孔繁荣, 陈莉娜，杨明霞

(河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)

摘要：原液着色黏胶纤维是采用原液着色技术经过湿法纺丝加工制成的有颜色的黏胶纤维.对原液着色黏胶纤维和普通黏胶纤维的卷曲弹性和拉伸弹性进行了测试分析可知,原液着色黏胶纤维的卷曲性能比普通黏胶纤维好；一次拉伸定伸长弹性与普通黏胶纤维相差不大，但随着定伸长值的增加,弹性下降的速度较慢；循环定伸长弹性略低于普通黏胶纤维.

关键词：原液着色；卷曲；拉伸弹性

原液着色技术是指在纺丝之前将染料与纺丝液混合形成有颜色的纺丝原液，再通过纺丝制成有色纤维的一种技术.尽管原液着色法有很多优点，但到目前为止黏胶纤维的染色还是以后染居多，原液着色黏胶纤维的产量也不大.但随着原液着色技术优越性的体现，人们对有色纤维越来越重视，对于有色纤维的研究也越来越多.与常规染色的黏胶纤维相比，原液着色黏胶纤维在生产成本、生产效率及纤维性能等方面都有很大的优势，故发展原液着色黏胶纤维对环境保护和经济效益都有重要意义.但是,目前对黏胶纤维原液着色的研究多集中在染色方法、纺丝工艺与染色优越性等方面，对纤维结构及性能的研究较少.

陈莉娜等[1]曾对原液着色黏胶纤维的拉伸性能进行了较为详细的分析，得出经过着色的纤维的强伸性能和普通黏胶纤维相比虽有所下降但相差不大的结论.纤维的弹性是构成纺织制品弹性的基本要素，与纺织制品的耐磨性、抗折皱性、手感和尺寸稳定性都有很密切的关系，弹性性能指标也是确定纺织加工工艺参数极为有用的指标[2]，所以研究原液着色黏胶纤维的弹性有着很重要的意义.

1原液着色黏胶纤维的弹性

实验用原液着色黏胶纤维和普通黏胶纤维的规格为1.67 dtex×38 mm，由新乡白鹭化纤集团有限公司提供.

纤维的卷曲弹性测试采用的实验仪器是YG362B型卷曲弹性仪，纤维在测试过程中所加的轻负荷为0.003 34 cN，重负荷为0.083 5 cN.

纤维的一次拉伸弹性测试采用的实验仪器是XQ-2型纤维强伸度仪，拉伸速度为10 mm/min，选用的3个定伸长率分别设置为5%，10%和15%，拉伸停置时间为30 s，回复停置时间为30 s，反复拉伸2次即循环1次，试样的预加张力为0.25 cN.

纤维的循环拉伸弹性测试采用的实验仪器是XQ-2型纤维强伸度仪，拉伸速度为10 mm/min，定伸长率设置为10%，拉伸停置时间为30 s，回复停置时间为30 s，试样的预加张力为0.25 cN，分别循环5次和10次.

1.1　卷曲弹性

卷曲性能是纺织纤维一个重要的指标，它能够反映短纤维在形态上的尺寸特性.纤维的卷曲性能不仅与其可纺性和成纱质量密切相关，还可以增加短纤维在纺纱时的抱合力与摩擦力，有利于成纱，故测试纤维的卷曲性能有利于生产工艺的控制.原液着色黏胶纤维的卷曲性能指标见表1.

表1　原液着色黏胶纤维的卷曲性能指标Tab.1　The crimp property of dope dyed viscose fiber

由表1可知，红、黄、蓝3种有色黏胶纤维的卷曲数、卷曲率、卷曲回复率及卷曲弹性回复率，均比普通黏胶纤维大.

卷曲数太少会在清花时由于纤维卷绕成型困难、黏卷严重造成纤维成条差等弊病，一般化学纤维的卷曲数为2～6个/cm时有利于纺纱，原液着色黏胶纤维的卷曲数在此范围内且卷曲程度较大，在相同条件下的卷曲也更容易回复，纤维卷曲的耐久性和稳定性都比普通黏胶纤维好，纤维之间的抱合力优良，更有利于纤维的梳理卷绕成型，能够适应纺纱的要求.

1.2　拉伸弹性

纤维在受到外力拉伸时会产生弹性变形和塑性变形，其中弹性变形所占比例越高则纤维的弹性越好.弹性好的纤维制成的织物耐磨性较好，耐疲劳性能优良.

1.2.1一次拉伸弹性

对纤维进行一次拉伸实验，结果见表2.

表2　原液着色黏胶纤维的5%,10%和15%定伸长率拉伸弹性Tab.2　Tensile elasticity at 5%,10% and 15% elongation of dope dyed viscose fiber　%

由表2可以看出,随着定伸长值的增加，4种纤维的急弹性变形变化不大，这说明定伸长值的变化对原液着色黏胶纤维的急弹性变形影响很小，即纤维在外力作用下,由纤维大分子的键角与键长发生变化而形成的变形没有发生太大的改变；4种纤维的缓弹性变形随着定伸长值的增加都有明显减少，这是由于定伸长值的增加使纤维内部的分子结构受到破坏的程度增加，一部分变形无法回复，从而使不可逆的塑性变形量增加，弹性回复率随之降低.

在5%定伸长弹性测试时,普通黏胶纤维的弹性回复率要略高于3种原液着色黏胶，而随着定伸长率的增加,即定伸长率为10%和15%时，普通黏胶的弹性要低于或等于原液着色黏胶.在原液着色技术中，加入染料后纤维本身的晶体结构没有显著的变化，但结晶度略有下降[3]，而影响纤维弹性的主要因素是纤维的结构，结晶度高有可能导致纤维的弹性变差[4].在定伸长率较小即受力较小的情况下，结晶度稍高会有利于分子在拉伸后的回复，而随着受力程度的增加，结晶度高反而使纤维的延伸性下降，受力后纤维的塑性变形量增加，从而在较大定伸长率的情况下，原液着色黏胶的弹性比普通黏胶略微好些.另外,3种原液着色黏胶纤维中混入的染料也会在一定程度上增加纤维的内应力,从而利于纤维的弹性回复性能的保持，使得原液着色黏胶纤维在外力不断加大的情况下能够保持相对较好的弹性.

1.2.2循环拉伸弹性

对纤维在10%定伸长率条件下分别进行5次和10次循环拉伸实验，结果见表3.

表3　原液着色黏胶纤维在10%定伸长率下循环5次和10次的拉伸弹性Tab.3　Tensile elasticity at 10% elongation and 5 cycles and 10 cycles of dope dyed viscose fiber　%

由表3可以看出，在5次循环和10次循环定伸长拉伸弹性测试时,4种纤维的急弹性变形相差不大，即随着循环次数的增加，纤维的急弹性变形几乎无变化；4种纤维的缓弹性变形都是随着循环次数的增加而减少，这是因为随着循环次数的增加，纤维积累了更多的塑性变形，总的弹性变形量减少，但最终原液着色黏胶的循环拉伸弹性和普通黏胶相差不大.也就是说，原液着色黏胶中加入的染料虽然使纤维的结晶度产生了微弱的降低，但在较大定伸长率并多次拉伸的情况下，着色黏胶的结构变化趋同于普通黏胶.与10%定伸长率一次拉伸弹性相比，3种原液着色黏胶的弹性回复率下降幅度要大一些，所以在加工使用过程中要注意原液着色黏胶的耐疲劳性能.

2结论

(1)原液着色黏胶纤维的卷曲弹性比普通黏胶纤维好，卷曲更容易回复，可以有效地防止原液着色黏胶纤维在纺纱梳理时卷绕成型困难的问题.

(2)原液着色黏胶纤维与普通黏胶纤维的定伸长拉伸弹性相差不大，但原液着色黏胶纤维的弹性性能随着定伸长值的增加,下降速度比普通黏胶慢，故可以借鉴普通黏胶的纺纱工艺生产纱线.在循环定伸长拉伸弹性测试中，随着循环次数的增加,原液着色黏胶纤维的弹性回复性有所下降，所以在原液着色黏胶纱线的生产过程中要注意改进各道工序以降低对纤维弹性的影响，保证原液着色黏胶织物的抗皱性和耐磨性.

参考文献：

[1]陈莉娜，孔繁荣，许瑞超.原液着色黏胶纤维的拉伸性能研究[J].河南工程学院学报：自然科学版，2014，26(1):19-21.

[2]宗亚宁，张海霞.纺织材料学[M].上海：东华大学出版社，2013：141-142.

[3]焉瑞安，朱新军，张玉梅，等.原液着色对聚丙烯腈纤维结构和性能的影响[J].纺织学报，2010,31(6):7-10.

[4]任志华，于永玲.影响亚麻纤维弹性的因素及其提高方法[J].大连轻工业学院学报，2002,21(3)：228-231.

The elasticity of dope dyed viscose fiber

KONG Fanrong, CHEN Lina，YANG Mingxia

(CollegeofTextiles,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Abstract:Dope dyed viscose fiber is the colored viscose fiber made by wet spinning processing using dope dyeing technology. The crimp and tensile elasticity of dope dyed viscose fiber and viscose fiber are tested and analyzed, and the conclusion is that crimp properties of dope dyed viscose is better than that of ordinary viscose, the tensile elasticity of constant elongation of is similar to that of the ordinary viscose fibers, but the elastic velocity decreased slower than that of ordinary viscose with elongation increasing, and its cyclic elongation elasticity is slightly lower than that of ordinary viscose.

Key words:dope dyeing technology; crimp property; tensile elasticity

作者简介：孔繁荣(1980-)，女，河南新乡人，讲师，主要从事纺织品检验方面的研究.

基金项目：郑州市2013年度科技发展计划(131PPTGG414-3);2014年河南省科技发展计划(142102210404)

收稿日期：2015-08-13

中图分类号：TS102.2

文献标志码：A

文章编号：1674-330X(2015)04-0005-03