一種纖維吸放濕性能的測試方法

舒桂芳 田 繪 吳 婷 聶 鑫 朱 銀

（四川省纖維檢驗局，四川成都，610000）

纖維的吸濕性好能使纖維更容易吸收人體排出的汗液，放濕性好能使纖維在吸收汗液后更快速地排出水分，從而使人體感到舒適[1?2]。紡織材料在一定條件下的吸濕和放濕是一種動態(tài)平衡過程，一般用標準溫濕度條件下的平衡回潮率來表示其吸濕特性，在研究紡織材料吸濕性時，僅考慮其平衡回潮率大小是不夠完善的[3]，但是可以通過這個平衡過程設(shè)計一種同時測試纖維吸濕性和放濕性的方法。與普通通過改進紗線結(jié)構(gòu)和織物結(jié)構(gòu)或是加入后整理助劑來提高織物吸濕放濕性的途徑不同，纖維材料本身具有良好的吸濕放濕性對紡織品的吸濕放濕性和舒適性具有重大意義。根據(jù)纖維的特性，本研究設(shè)計出一種纖維吸濕性和放濕性的測試方法，選用天然纖維、再生纖維素纖維和合成纖維進行測試，通過試驗結(jié)果對該方法進行研究分析。

1 吸濕放濕性測試方法的分析與設(shè)計

紡織品標準GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分：單項組合試驗法》分別從吸水率、滴水擴散時間、芯吸高度、蒸發(fā)速率、透濕量5個方面的指標來綜合測試分析紡織品吸濕速干性能，由于纖維本身的結(jié)構(gòu)特性，如果讓纖維直接與水接觸進行測試吸濕性和放濕性，會發(fā)現(xiàn)有的低細度短纖維放入水中后不能再完整取出，因此在參照標準GB/T 21655.1—2008的基礎(chǔ)上，結(jié)合纖維本身的特性設(shè)計一種適合不同類型纖維的方法，并通過測試纖維吸濕率、吸濕速率和放濕速率來研究纖維的吸濕放濕性。

1.1 吸濕性方法設(shè)計

使用萬分之一天平稱取約2 g在標準大氣下調(diào)濕平衡的纖維，記錄為初始重量，然后將該試樣放到給定溫濕度[溫度（20±2）℃，相對濕度（95±4%）]的恒溫恒濕箱中，每半小時稱量并記錄，每次稱重后需將纖維平鋪開，4.0 h稱重，24 h后每小時稱重直到纖維在恒溫恒濕箱中達到平衡，稱取吸濕平衡重量。繪制吸濕量?時間曲線，正常的吸濕量?時間曲線通常在到達某點后吸濕量變化趨勢會明顯減緩，在該點之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為吸濕速率，計算5組試樣吸濕率和吸濕速率的平均值。吸濕率=（吸濕平衡重量-初始重量）/初始重量×100%。

1.2 放濕性方法設(shè)計

將吸濕性試驗中在恒溫恒濕箱[溫度（20±2）℃，相對濕度（95±4）%]平衡后的試樣或者另取約2 g試樣在恒溫恒濕箱達到平衡，稱取吸濕平衡重量，然后將試樣放在標準大氣下進行放濕，每半小時稱量并記錄，每次稱重后需將纖維平鋪開，繪制放濕量?時間曲線，正常的放濕量?時間曲線通常在達到某點后放濕量變化趨勢會明顯減緩，在該點之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為放濕速率，計算5組試樣放濕速率的平均值。

值得注意的是，吸濕放濕性試驗方法設(shè)計中，如果實際曲線中有與所作切線吻合部分，可以用該部分曲線中不少于4個點間實測值計算吸濕/放濕速率（即不少于3個計算值），再求其平均值表示該試樣的結(jié)果。

2 試驗部分

2.1 試驗試樣

天然纖維：棉、羊毛、苧麻、桑蠶絲。再生纖維素纖維：粘膠、莫代爾、萊賽爾、銅氨。合成：聚酰胺、芳綸、聚酯、聚丙烯。

2.2 試驗儀器

CLC?B2V?M/CLC222?TV型恒溫恒濕箱；BSA124S型電子分析天平。

2.3 試驗數(shù)據(jù)

將12種纖維測得的第1組數(shù)據(jù)繪制吸濕量?時間曲線如圖1所示，放濕量?時間曲線如圖2所示。可以看出，12種纖維的吸濕量和放濕量在0.5 h、1.0 h、1.5 h這個時間段增加最多，在這之后吸濕量和放濕量增加趨于平緩，為了計算吸濕速率和放濕速率數(shù)據(jù)準確穩(wěn)定，統(tǒng)一用0 h、0.5 h、1.0 h、1.5 h這4個點間實測值計算吸濕速率和放濕速率。將12種纖維做5組平行試驗，得出的吸濕率、吸濕速率、放濕速率見表1。

圖1 吸濕量?時間曲線

圖2 放濕量?時間曲線

表1 吸濕率、吸濕速率、放濕速率計算結(jié)果

2.4 試驗結(jié)果分析

通過以上試驗結(jié)果分析可以看出，不同纖維之間吸濕放濕性能差異較大。其中再生纖維素纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率都要比天然纖維和合成纖維大，再生纖維素纖維中粘膠的吸濕率最大，莫代爾的吸濕速率最大，粘膠和莫代爾的放濕速率都較大；天然纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率比合成纖維大，而天然纖維中桑蠶絲的吸濕率最大，棉和桑蠶絲的吸濕速率較大，棉的放濕速率最大；合成纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率是最小的，其中聚酯、聚丙烯的吸濕率、吸濕速率和放濕速率幾乎為零。

結(jié)合標準GB/T 9994—2018《紡織材料公定回潮率》可以知道這12種纖維的公定回潮率：棉8.5%、羊毛15.0%、苧麻12.0%、桑蠶絲11.0%、粘膠13.0%、莫代爾13.0%、萊賽爾13.0%、銅氨13.0%、聚酰胺4.5%、芳綸5.0%、聚酯0.4%、聚丙烯0。從本次試驗數(shù)據(jù)結(jié)合公定回潮率可以看出，聚酯、聚丙烯的回潮率幾乎為零，其吸濕率、吸濕速率和放濕速率也幾乎為零；羊毛公定回潮率最大15.0%，再生纖維素纖維公定回潮率都是13.0%，但本次試驗結(jié)果再生纖維素纖維的吸濕率、吸濕速率和放濕速率都要比羊毛的大，這是因為纖維的吸放濕能力還與纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)[4?6]。

通過本課題設(shè)計的方法進行試驗，可以得出纖維的吸濕放濕性和纖維的公定回潮率有一定關(guān)系，但不是絕對關(guān)系，因為不同的纖維有著不同的結(jié)構(gòu)特性，其特性也會對纖維的吸濕放濕性有一定的影響。因此，使用本課題設(shè)計的試驗方法可以得出不同纖維之間吸濕性和放濕性的差異。

3 結(jié)論

本課題的研究工作是不考慮影響纖維吸濕放濕性的因素，旨在研究測試不同纖維本身具有的吸濕放濕性方法。通過試驗結(jié)果研究表明，本課題設(shè)計方法在測試不同纖維的吸濕放濕性上是可行的。纖維吸濕性測試方法是將在標準大氣下調(diào)濕平衡的纖維置于高濕環(huán)境平衡后計算吸濕率和吸濕速率，通過測試的吸濕率和吸濕速率來表述纖維的吸濕性；纖維放濕性測試方法是將在高濕環(huán)境平衡后的纖維置于標準大氣下放濕后計算放濕速率，通過測試的放濕速率來表述纖維的放濕性。該方法適用于不同種類的纖維測定吸濕性和放濕性，測試過程操作方便、測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，結(jié)果能夠反映出不同纖維的吸濕性和放濕性。在企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)功能性紡織產(chǎn)品時，使用該方法測試能夠?qū)x用何種纖維的理論基礎(chǔ)上提供重要的參考依據(jù)。

因不同纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，本課題試驗測得的數(shù)據(jù)結(jié)果僅能代表本課題中使用樣品的吸濕性和放濕性，不能作為這12種類型的所有纖維吸濕性和放濕性結(jié)果。