麗賽纖維結(jié)構(gòu)和性能初步研究

摘 要:本文初步研究了麗賽纖維的結(jié)構(gòu)特征，力學(xué)性能，吸濕性能以及電學(xué)性質(zhì)等，充分說明了麗賽纖維的優(yōu)異性能，對其的生產(chǎn)和利用有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞:麗賽纖維結(jié)構(gòu)性能

中圖分類號:TS102文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0002-02

前言

麗賽纖維(Richel)即Polynosic(波里諾西克)纖維，又稱虎木棉，富強纖維，是一種新型的高濕模量纖維。最早問世于1959年，到六十年代，發(fā)展達到鼎盛時期，當(dāng)時僅日本就有東洋紡織、富士紡織、帝人、鐘紡等九家知名企業(yè)競相生產(chǎn)這種纖維。但隨后而來的尼龍、腈綸、滌綸的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，使合成纖維主導(dǎo)了紡織業(yè)。到了九十年代，世界上制造Polynosic纖維的企業(yè)只剩下了日本東洋紡和富士紡兩家。但當(dāng)世界上發(fā)達國家紛紛退出纖維素纖維生產(chǎn)領(lǐng)域的同時，合成纖維的迅猛發(fā)展也遭到了能源緊張及資源過度開發(fā)的壓力，加之人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強，人們對服裝面料的要求也越來越高，趨向于舒適性，美觀性和綠色環(huán)保性。因此，纖維素纖維、新型再生纖維素纖維重新受到人們的關(guān)注，棉毛絲麻開始重新走入人們的生活，天絲，莫代爾，竹纖維，大豆蛋白纖維、麗賽纖維等新型纖維也重新進入人們的視線。其中麗賽纖維因其各方面優(yōu)異的性能在生產(chǎn)中開始有大量的應(yīng)用。

麗賽纖維是黏膠纖維的一種。但它既有傳統(tǒng)黏膠纖維較好的服用性能，又具有優(yōu)異的濕態(tài)強力，濕態(tài)初始模量約為38.5cn/dtex，高于天絲和莫代爾，故稱其為高濕模量纖維。它具有良好的耐堿性，可以進行絲光處理。此外它的結(jié)構(gòu)、性能與Tencel(Lyocell)纖維比較接近，但在價格、加工工藝等方面卻有明顯的優(yōu)勢。用Richcel制成的織物尺寸穩(wěn)定性較好，收縮率較小，較耐洗、耐穿;色澤鮮艷，懸垂性好;并且由于Richcel纖維的耐堿性好，與棉混紡織物可進行絲光處理，所以織物手感與光澤得到了改善。鑒于上述麗賽纖維、織物的優(yōu)點，有必要對纖維的結(jié)構(gòu)性能有進一步的認識，以便更好的指導(dǎo)生產(chǎn)，開發(fā)新產(chǎn)品。

本文實驗所用Richce纖維是由丹東東洋特種纖維有限公司出品，上海中綸紡織科技發(fā)展有限公司運營的。它的生產(chǎn)采用了日本東洋紡專有技術(shù)及原料體系，原料源于日本進口的天然針葉樹精制木漿，資源可再生，廢棄物可自然降解，安全環(huán)保。

1 麗賽纖維的結(jié)構(gòu)特征

纖維結(jié)構(gòu)是纖維固有的特征，是纖維的本質(zhì)屬性。不同的纖維有其不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，其又決定著纖維各自的使用特性，而產(chǎn)生和保持這種特性的根本原因在于纖維自身的結(jié)構(gòu)。所以對一種新纖維進行研究，首先就應(yīng)從了解纖維結(jié)構(gòu)開始。通過對纖維結(jié)構(gòu)的測試，從本質(zhì)上認識這種纖維材料，進而將其結(jié)構(gòu)特征與其物化性能聯(lián)系起來，開發(fā)出最適合此類材料的產(chǎn)品。

1.1 纖維的微觀結(jié)構(gòu)

1.1.1 原纖化

麗賽纖維的原纖化等級為3，僅次于天絲的4級，高于棉的2級，莫代爾的1級，使其原纖化成為該纖維的一個突出特點。由于原纖化的存在，使某些紡織品風(fēng)格更加獨特，手感細膩柔軟，親膚性強，穿著舒適，受到人們的青睞。但也有些織物的風(fēng)格要求表面光潔明亮，仿絲感強，因此也需要在染整過程中進行整理，防止原纖化。

1.1.2 取向度

麗賽纖維的取向度為80%～90%，高于普通黏膠(70%～80%)，使得它的斷裂強度高，斷裂伸長小。

1.1.3 結(jié)晶度

麗賽纖維的結(jié)晶度為45%～50%，較天絲(40%)，普通黏膠(25%)高，但低于棉。結(jié)晶度越小，吸濕性越好，再加上晶粒較大，因此麗賽纖維的吸水率較高，上染率高于棉，與棉混紡的織物要注意混紡的紗線的均勻性，染色的一致性。

1.1.4 聚合度

麗賽纖維的聚合度為450～550，高于普通黏膠(250～300)，與天絲相當(dāng)(500～550)。在一般情況下，隨著聚合度的提高，纖維具有如下性能:①纖維取向度、結(jié)晶度提高。②纖維具有高強低伸性質(zhì)。③纖維耐堿性提高。④紡織品加工的適應(yīng)性，織物尺寸穩(wěn)定性，耐洗性也相應(yīng)提高，作為服裝面料也擴大了適應(yīng)性。

麗賽纖維恰恰具有了上述特性。

1.1.5 膨潤度

麗賽纖維的水膨潤度為60%，低于天絲(67%)，莫代爾(78%)，普通黏膠(90%)，高于棉(45%)，因此濕態(tài)時尺寸保持性好，縮水率低。

1.2 纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)

黏膠纖維由于紡絲凝固條件的影響，一般表皮層(簡稱表層)和內(nèi)芯層(簡稱芯層)的結(jié)構(gòu)有相當(dāng)區(qū)別。表層大分子的取向度較高，結(jié)晶區(qū)顆粒小，結(jié)晶度較低;芯層大分子取向度較低，結(jié)晶顆粒較大，結(jié)晶度較高。黏膠纖維中有一些品種，利用特殊的紡絲工藝條件，可以使纖維截面中皮層很厚，芯層很薄，甚至幾乎沒有芯層，全是皮層。這些品種的黏膠纖維彈性好、強度高，耐疲勞性好。也可制的幾乎沒有皮層結(jié)構(gòu)，只有芯層結(jié)構(gòu)的黏膠纖維，高濕模量纖維接近這一類，麗賽纖維即是全芯結(jié)構(gòu)[1]。

1.2.1 纖維橫截面形態(tài)

實驗方法:紡織材料切片實驗。

實驗儀器:Ｙ172型纖維切斷器及生物顯微鏡。

實驗結(jié)果:麗賽纖維截面圖與其他幾種纖維素纖維比較如圖1。

實驗表明麗賽纖維的橫截面為光滑的圓形全芯結(jié)構(gòu)，和天絲相似，不同于普通粘膠的鋸齒型皮芯結(jié)構(gòu)。獨特的結(jié)構(gòu)使麗賽纖維表面光澤好，織成的面料極富彈性，懸垂性好，手感柔軟滑爽。

1.2.2 纖維的長度與細度

纖維的長度與細度是評定纖維可紡性能的首要條件，若纖維的細度和長度無法達到所要求的標準，其他的物理化學(xué)性質(zhì)再好也無法滿足紡織加工的需要。它們不僅影響著織物和紗線的品質(zhì)，而且也是決定采用何種紡紗加工工藝和如何選擇工藝參數(shù)的重要因素。

就細度而言，在其他條件不變時，纖維越細，紡出的成紗強度越高。當(dāng)成紗強度要求一定時，選用較細的纖維紡出的紗線也越細。這是因為，細纖維在成紗截面內(nèi)所含的纖維根數(shù)多，纖維之間的接觸面積大，摩擦力大，纖維之間滑脫幾率小，因而使得成紗的強度提高。纖維細度對成紗條干不勻率也有顯著影響，纖維越細，成紗的條干越好，條干不勻率越低[1]。

單對長度來說，在紗線結(jié)構(gòu)中纖維長度越大，纖維與纖維之間接觸長度越大，纖維之間的摩擦力越大，纖維之間滑移小。在這種情況下造成紗線斷裂的原因以纖維斷裂為主，纖維之間的滑脫次之。根據(jù)這一原理，我們可以判斷不同條件下紗線不同的斷裂機理。當(dāng)纖維長度較短時，纖維的長度將成為影響纖維成紗質(zhì)量的主要因素。當(dāng)纖維長度達到一定數(shù)值時，長度對成紗強度的影響相對變小。通常情況下，在保證紗線具有一定強度的前提下，纖維愈長，紡出的紗線的極限細度愈細，長度愈短紡出紗的細度愈粗。在應(yīng)用中我們對纖維長度的要求不能簡單地一概而論，應(yīng)根據(jù)實際需要去選擇。

1.2.2.1 纖維長度測試

用中段切斷稱重法測定等長切斷化纖的長度[2].實驗儀器為Y171型纖維切斷器(10mm)和扭力天平(25mg)，利用纖維切斷器切取一端排列整齊纖維束的中段稱取中段和兩段重量，利用公式Lm=W0/(2Ws/(Ls+Lss)+Wc/Lc)求出平均長度Lm為38mm。

W0--纖維總重量;Wc—中斷纖維重量;Ws—短纖維重量;

LC--中段纖維長度;LSS--最短纖維長度;Ls--短纖維界限。

實驗結(jié)果表明此纖維屬于棉型短纖維.化纖短纖維的長度和細度一般可分為棉型、毛型和中長型。棉型化纖較細(線密度1.3～1.7dtex)，類似棉花，主要用于棉混紡，或純紡，長度較與之混紡的棉纖維略長。化纖較長時，可以改善成紗條干，并提高紗布強度。

1.2.2.2 纖維細度測試

利用中段稱重法測量纖維細度[2]，實驗儀器為Y171型纖維切斷器(10mm)和扭力天平(25mg)，利用纖維切斷器切取10mm長的纖維，經(jīng)稱重，計數(shù)根數(shù)。根據(jù)定重制細度定義求出公制支數(shù)Ｎm=10n/Gf(ｎ－纖維根數(shù)，Ｇf－棉束中段重量)，再轉(zhuǎn)換單位，求得細度為1.56dtex。此纖維屬棉型化纖，較細。

1.2.3 卷曲性測定

纖維卷曲是紡織纖維不可缺少的性質(zhì)之一。纖維的卷曲可以使短纖維在紡紗時增加纖維之間的摩擦力和抱合力，提高纖維的可紡性能。同時增加纖維的卷曲還可改善纖維彈性和纖維集合體的蓬松性，使織物柔軟豐滿，具有良好的抗皺性與保暖性，對改善纖維和織物光澤都有一定的作用。所以要評價一種纖維的綜合性能，纖維的卷曲性能是必不可少的。

本文采用YG361卷曲彈性儀對麗賽纖維的卷曲性能進行了測定，測試結(jié)果表示:一般對化學(xué)纖維的卷曲數(shù)要求在12～14個/25cm，卷曲率在10%～15%左右，卷曲彈性回復(fù)率在70%～80%左右為宜[2]。從麗賽纖維卷曲性能測試的結(jié)果中我們可以了解到:麗賽纖維的卷曲率、卷曲恢復(fù)率、殘留卷曲率及卷曲數(shù)均較好，可以作為優(yōu)秀的針織和機織面料。當(dāng)麗賽用于生產(chǎn)針織產(chǎn)品時，由于短纖卷曲度較好，纖維中存留靜態(tài)空氣較多，所以具有較好的保暖性;與彈力絲混紡制成的彈力布，不但具有良好的彈性，而且還兼有麗賽纖維本身所具有的系列優(yōu)良性能。

2 纖維機械性能

2.1 實驗方法及數(shù)據(jù)

實驗儀器為YG001型電子式單纖維強力儀，此儀器可做纖維一次拉伸實驗和定伸長下負荷拉伸實驗。本次應(yīng)用的是一次拉伸實驗，試樣長度為10.00mm，采用定速拉伸，拉伸速度為5.00mm/min，測量次數(shù)為30次。

2.2 結(jié)果分析

由圖2可看出，麗賽的干強度高于棉、普通粘膠、莫代爾，僅次于天絲，濕強較高，濕干強比高于莫代爾，僅次于天絲、棉，克服了粘膠濕強小的缺點，擴大了其應(yīng)用范圍。麗賽的干態(tài)初始模量為39.1cn/dtex，濕態(tài)初始模量為38.5cn/dtex，高于天絲和莫代爾，故又稱其為高濕模量纖維。纖維初始模量大，其織物的尺寸穩(wěn)定性好，挺括，不易起皺。另外其纖維斷裂伸長小。

3 吸濕性能

3.1 回潮率測定

紡織材料的吸濕或放濕是一種普通的自然現(xiàn)象，同時又是一個動態(tài)平衡過程。紡織材料的吸濕或放濕不僅會引起材料本身的重量變化，而且會引起一系列的性質(zhì)變化，這對商品貿(mào)易、重量控制、性能測定以及生產(chǎn)加工等都會有影響。大多數(shù)紡織纖維吸濕后有明顯的橫向膨脹、剛性降低，斷裂伸長增加，強度、摩擦、導(dǎo)電性等都會有變化，這些性質(zhì)變化對紡織加工工藝及成品質(zhì)量會造成不同程度的影響。因此測定纖維的吸濕非常重要。紡織材料的吸濕量指標通常用回潮率和含水率表示。

本實驗用烘箱法(Ｙ802型烘箱)測得的纖維回潮率為13%，與普通粘膠相等，高于天絲(11.9%)和天然纖維。由于纖維的吸濕性好，在紡紗過程中有效的遏制了靜電現(xiàn)象的發(fā)生，保證了纖維紡紗過程的順利進行，因此可紡性較好。另外織物吸濕性好，穿著舒適，不易起靜電，美觀干凈。

4 纖維的電學(xué)性能

4.1 纖維比電阻測定

天然纖維一般易于吸濕，回潮率較高，比電阻較低。天然纖維在加工過程中因摩擦而產(chǎn)生靜電，由于纖維比電阻低，所以靜電可以及時消除。合成纖維一般吸濕性差，回潮率低，比電阻較高。未上油的化學(xué)纖維在加工過程中靜電容易積聚，必須給以一定油劑。測量化學(xué)纖維的比電阻是預(yù)測纖維可紡性的重要方法。為了使化學(xué)纖維順利紡紗，其質(zhì)量比電阻一般控制在109Ω·g/cm2以內(nèi)。本實驗采用YG321型纖維比電阻實驗儀測得的纖維平均電阻Ｒ＝1.3×107Ω，根據(jù)公式ρm＝Ｒ×ｍ／l2求得的質(zhì)量比電阻為5.0×107Ω。結(jié)果表明麗賽纖維屬于纖維素纖維，吸濕性較好，因此其質(zhì)量比電阻較小，與黏膠纖維相當(dāng)，在紡紗中不易產(chǎn)生大量靜電，可紡性較好。

Richcel纖維具有高強度、高濕模量、高聚合度和適當(dāng)?shù)纳於龋瑵窀蓮姸缺燃眩鼭裥院茫谛阅苌吓cTencel纖維接近，而明顯優(yōu)于Modal纖維;它的耐堿性好，與棉混紡織物還可進行絲光處理，改善織物手感與光澤。在實際應(yīng)用中，可用于生產(chǎn)針織產(chǎn)品，具有良好的保暖性，同時作為一種綠色環(huán)保纖維，麗賽纖維與人體皮膚具有良好的親和性，而且十分柔軟，許多舒適性指標都接近于羊絨，被業(yè)界稱之為“植物羊絨”。它的初始模量較大，回彈性好，利用這一性能，可制成蓬松度較好，手感豐滿的仿毛類毛衫織物。由于其吸濕性較好，織成的織物具有良好的導(dǎo)濕透氣性，同時因為纖維對人體皮膚無刺激性，且柔軟滑糯，是生產(chǎn)T恤面料的理想選擇。當(dāng)用于機織面料時，制成的襯衫面料形態(tài)尺寸穩(wěn)定性好，挺括有骨感，且手感滑糯。作為一種纖維素纖維，麗賽纖維染色鮮艷，富有光澤，且織物成形性好，因而可被廣泛用于制作女裝面料。此外還可直接將該纖維用來生產(chǎn)毛巾產(chǎn)品，而不需像棉那樣先要對棉纖維進行絲光處理以除掉纖維上的蠟質(zhì)，然后再用來生產(chǎn)成品。

綜上所述，無論從原料來源，還是纖維的各項性能來看，由麗賽纖維制成的產(chǎn)品代表著未來紡織品的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

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