Porel纖維與普通滌綸纖維性能的對比與分析

王 曉

（煙臺南山學院，山東 煙臺265713）

改性中空滌綸纖維（商品名Porel纖維）是采用南京東華纖維技術發展有限公司自主研發的聚酯改性技術和中石化最先進的化纖紡絲裝置生產，它是針對普通聚酯短纖織物起毛起球、手感粗糙、不吸濕、透汽性差、熱阻效果差等特點而開發的。

改性中空滌綸纖維與普通的中空滌綸纖維不同地方在于，纖維大分子中引入柔性基團，降低了纖維的剛性，手感柔軟滑爽；同時纖維大分子中引入親水基團，水分在纖維表面潤濕、擴散速度加快，加上纖維的中空結構和面料中的纖維集合體之間形成多重毛細管，構成一個優良導濕系統，顯著地提高了織物的導濕性。

1 Porel纖維導濕性測試及纖維鑒別

1.1 Porel纖維鑒別

利用Porel纖維與普通滌綸纖維的導濕性差異對二者進行鑒別，突出Porel纖維的特性。

1.1.1 顯微鏡觀察法

用顯微鏡觀察纖維截面，Porel纖維為中空結構，纖維截面如圖1所示［1］。纖維的中空管道可以使纖維集合體更加蓬松，空腔提供靜止空氣從而提高了纖維的保暖性。用顯微鏡觀察普通滌綸，纖維無中空結構。

1.1.2 比電阻法

用YG321型纖維比電阻儀測試纖維的比電阻，普通滌綸體積比電阻在108～109Ω·cm；Porel纖維因為引入了親水基團，吸附性提高，回潮率變大，纖維的導電性增強，體積比電阻在107Ω·cm以下。

圖1 porel纖維截面圖

1.1.3 回潮率法

用Y802A型八籃恒溫烘箱測試纖維的回潮率，普通滌綸回潮率0.4%，而Porel纖維的回潮率為0.58%。普通滌綸中缺少親水性基團，吸濕能力差，而中空滌綸引入了親水基團，吸濕性提高，回潮率變大。

1.2 Porel纖維導濕性測試

利用垂直芯吸法和導濕面積法對Porel纖維和普通滌綸纖維織物的導濕性進行測試分析。

1.2.1 垂直芯吸法

垂直芯吸法是測量一定時間（5min）內織物液態水的芯吸高度，表達織物的保水能力和液體傳遞能力。

實驗方法：剪取大小為20cm×2.5cm的布樣五塊，布樣上端固定在毛細效應測試儀上，下端自然垂直于水中1cm，水深6cm。因針織物易卷曲不易自然下垂，所以在下端11cm處夾上張力夾從而使布面垂直而不伸長，這樣記錄5min后液體的上升高度（cm），最終結果取五塊布樣的算術平均值。

1.2.2 導濕面積法

對試樣進行導濕面積測試，將試樣鋪展固定在一圓環上，在織物反面滴一滴水，測量1min后織物正面的導濕面積S［2］。

根據以上方法測量的織物各項導濕性能指標的結果如表1所示。

表1 織物導濕指標測試結果

由表1可以看出，2號Porel纖維織物的芯吸高度、芯吸速率和導濕面積明顯高于1號普通滌綸纖維織物。原因是該纖維的中空結構和面料中的纖維集合體之間形成多重毛細管，構成一個優良的導濕系統，顯著地提高了織物的導濕性。同時由于纖維大分子中引入了親水基團，水分在纖維表面潤濕、擴散速度加快，所以其織物芯吸高度、芯吸速率和導濕面積較大，導濕能力較好。

2 Porel纖維的物理性能測試

纖維及其制品在紡織加工和使用過程中，都要受到各種類型的外力作用。本節通過對1.56 tex Porel纖維的物理性能進行測試、分析、評價，為織物性能研究提供依據。

2.1 拉伸性能測試

2.1.1 試樣的準備

將試樣放在溫度為20℃，濕度為65%±5%的恒溫恒濕室預調濕48h后在恒溫恒濕室進行測試。

2.1.2 試驗儀器

XQ－2型纖維強度儀。

2.1.3 實驗參數 實驗方法

儀器上下夾持器的隔距為20mm；拉伸速度20mm／min；預加張力為0.75cN／tex，試樣根數為20根。將短纖兩端用張力夾固定，然后再置于拉伸儀上下夾頭之間固定，給予預加張力，對纖維進行拉伸，直至斷裂，得出了纖維的斷裂強度、斷裂強力、斷裂伸長率以及變異系數，依次按此方法拉斷20根長絲。

2.1.4 實驗結果

實驗結果如表2所示。

表2 Porel纖維的力學性能

2.2 定伸長彈性測試

纖維受拉力作用會產生伸長變形，外力去除后變形的回復分為三部分，即外力去除后立即回復的急彈性變形、需等一段時間才逐漸恢復的緩彈性變形和不能恢復的塑性變形。定伸長彈性是指在設定的伸長值條件下測得的彈性回復性能。

2.2.1 試樣的準備和儀器：同2.1.1。

2.2.2 實驗參數

儀器上下夾持器的隔距為20mm；拉伸速度20mm／min；預加張力為0.5cN／tex，定伸長值為10%，試樣根數20根。

2.2.3 實驗方法

（1）一次拉伸回復：將短纖兩端用張力夾固定，然后再置于拉伸儀上下夾頭之間固定，給予預加張力，對纖維進行一次拉伸回復，停止拉伸并松弛30s，然后回升，當應力減少到設定預加張力時，測定該回復值即為纖維的急彈性，回升后再松弛30s，纖維再一次被拉伸，當纖維的內應力為設定的預加張力時，取拉伸值為纖維的緩彈性，急彈性和緩彈性回復為纖維的總彈性回復。依次按此方法拉斷20根長絲。

（2）多次拉伸回復：實驗時先將試樣拉伸至設定的定伸長值，然后回升至初始位置，繼續拉伸多次后停止30s，再返回至夾持距離，停止30s后再次拉伸，直至纖維內應力與設定預加張力相同時，測定纖維的彈性回復性能及塑性變形率等。

2.2.4 實驗結果與分析

圖2、圖3分別為改性中空滌綸纖維的塑性變形率和彈性回復率隨拉伸次數的變化圖。

表3 定伸長彈性結果

圖2 改性中空滌綸纖維塑性變形圖

由圖2、圖3可以看出，定伸長率為10%時彈性回復率隨著拉伸次數增加而減小，塑性變形率則隨著拉伸次數的增加而變大；在拉伸初期，彈性回復率的減小量、塑性變形率的增大量都比較大，但是往后變化則變得比較緩和，這是由于纖維在拉伸的時候，要克服大分子之間的作用力，但是當這種作用力被克服后，大分子間的作用力遂減，大分子之間的鍵長、鍵角發生較大的變形，所以在拉伸的初期變化量比較大，隨著拉伸次數的增加，大分子變形后的鍵長、鍵角部分會在新的位置形成一定的相互作用，纖維大分子之間作用力增強，所以彈性回復率的減小量、塑性變形率的增大量變化趨于緩和?？傮w上說，塑性變形率都是隨著拉伸次數的增加而增大，由于塑性變形率的不斷增加，纖維大分子鏈不斷被破壞，越來越多的主價鍵或次價鍵的變形不能回復到原來的狀態，因此纖維彈性回復不斷減小。

圖3 改性中空滌綸纖維彈性回復率圖

2.3 Porel纖維的物理性能與普通滌綸纖維對比

物理指標按纖維線密度大小分為四組：優等品、一等品、二等品、三等品四個等級，其余低于合格品為等外品。根據國標GB／T14464－93滌綸短纖維的有關分等標準與本課題1.56tex Porel纖維的物理質量指標測試結果值如表4所示。

其中，M1—斷裂伸長率中心值；M2—卷曲收縮率中心值；M3—沸水收縮率中心值。

由表4可見，Porel纖維長度偏差率、倍長纖維率、超長纖維含量均達到了優等水平；斷裂強度、斷裂強度變異系數僅僅能達到二三等水平，因為Porel纖維的中空結構使得纖維應力分布不勻，斷裂強度低，變異系數大；Porel纖維的斷裂伸長率為25.5%、卷曲率為11.0%、卷曲數為13.9個／25mm、180℃干熱收縮率為10.8%。

另外，測得Porel纖維的回潮率為0.58%，而普通滌綸的回潮率為0.4%，纖維的吸濕性變好，靜電效應減小，服用性能變好，有利于紡織加工，從表4中纖維的體積比電阻變小也可以看出這一點。

表4 滌綸短纖維有關分等標準和Porel纖維物理質量指標

3 小結

Porel纖維因為親水基團的引入，導電性能提高，回潮率增加，再加上其具有的中空結構，使得其導濕性能好，Porel纖維長度偏差率、倍長纖維率、超長纖維含量均達到了優等水平，利于紡織加工順利進行。

［1］程國磊，陳秀芳，繆麗英.采用Porel纖維開發貼身穿著舒適性針織物［J］.針織工業，2013，41（4）：1.

［2］施楣梧，陳運能，姚穆.織物濕傳導理論與實際的研究［J］.西北紡織工學院學報，1990，4（2）：68—80.

［3］王曉.改性中空滌綸針織物導濕保暖性能研究［J］.山東紡織科技，2011，52（5）：54—56.