【氢氧化钠尿素低温溶剂体系对苎麻织物力学性能的影响研究】苧麻珍蝶

　 氢氧化钠/尿素低温溶剂体系对苎麻织物力学性能的影响研究

　1前言

　随着社会的发展，纺织生产技术和产品的质量不断进步和提高。纺织品成为重要的生活必需品，是体现国家经济发展和人民生活水平的重要指标之一。人们对织物的服用性能提出了更高的要求，而织物的顶破性能及拉伸性能等各项力学性能直接影响到织物的服用性能，因此也是评定织物品质质量的主要内容。

　苎麻织物具有纤维长、拉力强、吸湿性好、散热快、绝缘、防菌保健等特性[1]，是天然纺织纤维之珍品。它可以与棉、毛、丝、化纤等混纺交织，弥补以上纤维性能的不足。以其为原料制成的服装，具有“粗犷而不失典雅、挺括而不失轻盈”的风格[2][3]。但是，手感粗糙，易起皱，特别是穿着过程中易造成较强的刺痒感的缺点在一定程度上阻碍了其的发展。有研究表明氢氧化钠/尿素低温溶剂体系对苎麻织物刺痒感[4]有一定的改善作用，但是处理后的苎麻织物力学性能有无发生变化，是否会影响苎麻织物原有的优良特性还有待进一步的研究。本文通过对经过氢氧化钠/尿素低温溶剂体系处理后的苎麻织物、纯棉织物、涤棉织物的顶破性、拉伸性能及撕裂性能检测，对比分析研究处理前和处理后的苎麻织物的力学性能有无变化。

　2 实验

　2.1试样准备

　本次研究选取不同规格的两组纯苎麻织物见表1，分别编号为A、B，并选取常见的相似规格的纯棉织物、涤棉织物作为对照样，编号分别为C、D。

　表1 试样规格

　试样编号

　经纱特数

　纬纱特数

　经密（根/10cm）

　纬密（根/10cm）

　织物类型

　A

　25

　25

　250

　210

　纯苎麻织物

　B

　28

　28

　240

　210

　纯苎麻织物

　C

　20

　20

　270

　240

　纯棉织物

　D

　26

　28

　240

　210

　涤棉织物

　2.2试样预处理

　2.2.1预处理方案设计

　选取氢氧化钠浓度、尿素浓度、时间、温度等因素作为实验因素，根据相关文献设计科学合理的溶液配比[4][5]对苎麻织物A进行预处理，试验方案见表2。

　表2预处理试验方案

　试验方案

　氢氧化钠（wt%）

　尿素（wt%）

　时间（min）

　温度（℃）

　1

　1

　2

　20

　-5

　2

　3

　3

　30

　-3

　3

　5

　4

　40

　-1

　2.2.2仪器

　LLY-06C型人体刺痒感测试仪（**元茂仪器有限公司）；PL203型电子天平（**市奥美顺仪器仪表有限公司）；双开门立式冰柜（海尔）。

　2.2.3方法与过程

　将苎麻织物A裁剪成所需的尺寸大小，其规格为32cm×8cm。根据正交表中的各个处理方案配置所需溶液。然后将溶液和苎麻织物同时分别放进冰箱冷冻室，达到设定温度后，再把冰箱内的苎麻织物置于设定温度的溶液中，处理达到相应的指定时间后取出，充分水洗，用pH试纸测试至中性为止，悬挂晾干，最后利用人体刺痒感测试仪对处理后的试样进行刺痒感的测试。

　2.2.4 结果与讨论

　2.2.4.1苎麻织物A刺痒感指标检测结果见表3。

　表3苎麻织物A刺痒感指标检测结果

　处理

　方案

　塑性变形(mm)

　塑性变形率(%)

　弹性回复率（%）

　停止强力（cN）

　松弛强力（cN）

　应力松弛率（%）

　实际伸长（mm）

　未处理

　11.90

　118.99

　25.58

　36.30

　35.57

　2.06

　15.99

　方案1

　11.45

　114.54

　28.32

　45.01

　43.95

　2.35

　15.98

　方案2

　11.34

　113.43

　29.05

　43.16

　42.05

　2.63

　15.99

　方案3

　11.44

　114.38

　28.43

　50.45

　49.33

　2.23

　15.98

　2.2.4.2分析与讨论

　因塑性变形率越小，弹性回复率越大，苎麻织物纤维端头刚性越小，则其刺痒感程度越弱。由表3很明显可以看出，氢氧化钠/尿素低温溶剂体系对苎麻织物刺痒感的改善起到了积极地作用，且方案2的效果最明显，因此，对于苎麻织物B我们也采用方案2进行处理并对处理后的两种苎麻织物的力学性能是否受损做了进一步研究[6][7]。

　2.3  织物顶破性能测试结果对比分析

　2.3.1试样准备

　将表1中的苎麻织物A按三种试验方案分别进行处理，处理后的样分别编号为A1、A2、A3，未处理样编号为A0；将苎麻织物B只按照最优方案2进行处理，处理过的织物B编号为B1，未处理样编号为B0。

　2.3.2 仪器

　    HD026N 多功能电子织物强力仪（**宏大实验仪器有限公司）。

　2.3.3方法与过程

　按GB/T 19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》 [8]标准对未处理、处理后以及对照样进行顶破性能检测。

　2.3.4结果与讨论

　2.3.4.1试样处理前后的顶破性能检测结果见表4。

　表4 试样处理前后顶破性能检测结果

　试样编号

　平均负荷值(N)

　标准差(N)

　变异系数(%)

　A0

　405.50

　25.53

　6.30

　A1

　403.06

　49.40

　12.26

　A2

　424.20

　17.46

　4.12

　A3

　415.23

　20.88

　5.03

　B0

　358.83

　24.18

　6.74

　B1

　411.96

　53.14

　12.90

　C

　325.06

　60.91

　18.74

　D

　498.20

　247.30

　49.64

　2.3.4.2分析与讨论

　由表4可知，整体上苎麻织物处理前与处理后的顶破性能均高于棉织物低于涤棉织物；苎麻织物A经氢氧化钠/尿素低温体系处理后，其顶破负荷值平均数均较未处理的苎麻织物A略有上升，苎麻织物B在方案2条件下的处理也表明，其顶破负荷值有所增加。因此，苎麻织物经氢氧化钠/尿素低温溶剂体系处理后顶破性能有所提高。

　2.4织物拉伸性能测试结果对比分析

　2.4.1试样准备

　同2.3.1。

　2.4.2仪器

　HD026N 多功能织物强力仪（**宏大实验仪器有限公司）。

　2.4.3方法与过程

　按GB/T 3923.1-2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分 断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》[9]标准对未处理、处理后以及对照样进行拉伸性能检测。

　2.4.4结果与讨论

　2.4.4.1试样处理前后拉伸性能的检测结果见表5。（因处试验材料有限，苎麻织物B的相关拉伸性能只做了经向的测试）。

　表5 试样处理前后拉伸性能检测结果

　试样编号

　断裂强力

　断裂伸长

　平均值(N)

　标准差

　(N)

　变异系数（%）

　平均值(mm)

　标准差(mm)

　变异系数（%）

　A0

　经向

　607.60

　30.21

　4.97

　11.89

　0.45

　3.79

　A1

　598.57

　9.27

　1.55

　12.34

　0.19

　1.57

　A2

　610.83

　48.55

　7.95

　12.02

　0.24

　1.98

　A3

　579.37

　29.21

　5.04

　12.09

　0.35

　2.86

　B0

　682.93

　74.04

　10.84

　12.75

　0.71

　5.59

　B1

　599.27

　25.21

　4.21

　12.55

　0.14

　1.09

　C

　501.17

　13.35

　2.66

　12.44

　0.26

　2.05

　D

　956.20

　26.09

　2.73

　22.60

　0.51

　2.25

　A0

　纬向

　755.63

　63.39

　8.39

　9.14

　0.65

　7.06

　A1

　737.07

　30.81

　4.18

　9.16

　0.17

　1.80

　A2

　712.50

　59.34

　8.33

　9.73

　0.41

　4.18

　A3

　774.23

　25.83

　3.34

　9.33

　0.33

　3.54

　C

　379.33

　45.70

　12.05

　13.90

　0.49

　3.56

　D

　854.67

　13.27

　1.55

　22.16

　0.54

　2.41

　2.4.4.2 分析与讨论

　由表5可知，苎麻织物A经氢氧化钠/尿素低温体系处理后，A2经向断裂强力略有上升，纬向断裂强力略有下降，A1经向与纬向断裂强力均略有下降，A3经向断裂强力下降幅度较大，纬向断裂强度稍有上升，对苎麻织物A而言，整体上处理后其断裂强力变化幅度不大且均比近似规格的纯棉织物高；苎麻织物B在方案2条件的处理下，其经向断裂强力有较大幅度的降低，但整体上处理后的织物经向断裂强力仍比近似规格的纯棉织物高很多。

　苎麻织物A经氢氧化钠/尿素低温体系处理后，其经向断裂伸长均有小幅度的增加趋势，其纬向断裂伸长变化与经向类似，均有小幅度的增加趋势；处理后苎麻织物B的经向断裂伸长较未处理的稍有下降，与近似规格的棉织物相比差异不大。

　2.5织物撕裂性能测试结果对比分析

　2.5.1试样准备

　同2.3.1。

　2.5.2仪器

　HD026N 多功能织物强力仪（**宏大实验仪器有限公司）。

　2.5.3方法与过程

　按GB/T 3917.4-2009《纺织品 织物撕破性能 第4部分：舌形试样(双缝)撕破强力的测定》[10]标准对未处理、处理后以及对照样进行撕裂性能检测。

　2.5.4结果与讨论

　2.5.4.1试样撕裂性能检测结果见表6。（因试验材料有限，苎麻织物B的相关撕裂性能只做了纬向的测试）。

　表6 试样撕裂性能检测结果

　试样编号

　撕裂峰平均值

　撕裂最大峰值

　平均值（N）

　标准差

　(N)

　变异系数（%）

　平均值(N)

　标准差

　(N)

　变异系数

　（%）

　A0

　经向

　47.10

　8.68

　18.42

　64.33

　7.78

　12.09

　A1

　42.69

　7.46

　17.47

　61.40

　9.06

　14.75

　A2

　27.98

　4.31

　15.41

　42.03

　6.82

　16.24

　A3

　33.85

　4.21

　12.45

　50.37

　3.95

　7.84

　C

　13.50

　1.36

　10.11

　21.27

　2.34

　11.02

　D

　41.43

　2.59

　6.24

　60.10

　7.28

　12.11

　A0

　纬向

　38.83

　5.75

　14.81

　60.33

　3.09

　5.12

　A1

　27.57

　5.44

　19.73

　36.45

　0.65

　1.79

　A2

　19.98

　1.98

　9.92

　30.40

　3.76

　12.37

　A3

　26.97

　4.22

　15.64

　43.93

　7.25

　16.49

　B0

　56.37

　5.49

　9.73

　78.27

　7.01

　8.96

　B1

　44.31

　5.86

　13.23

　72.67

　3.43

　4.72

　C

　12.32

　2.37

　19.25

　19.03

　3.85

　20.24

　D

　39.11

　5.96

　15.24

　55.70

　6.59

　11.83

　2.5.4.2 分析与讨论

　 由表6可知，苎麻织物A经氢氧化钠/尿素低温体系处理后，其经向撕裂峰平均值均有较大降低，A2经向撕裂峰平均值下降最大，其纬向撕裂峰平均值变化与径向相似，整体上，苎麻织物A的撕裂峰平均值处理后仍比棉织物要高。苎麻织物B在方案2条件的处理下，其纬向撕裂峰平均值也有较大幅度的降低，但整体上处理后的织物纬向撕裂峰平均值仍比近似规格的纯棉织物高很多。

　苎麻织物A经氢氧化钠/尿素低温体系处理后，其经向撕裂最大峰值均有下降趋势，A2经向撕裂最大峰值下降幅度最大，其纬向撕裂最大峰值变化与径向相似，整体上，处理后苎麻织物A的撕裂最大峰值仍比纯棉织物要高。苎麻织物B在方案2条件的处理下，其纬向撕裂最大峰值也略有降低，但整体上处理后的苎麻织物纬向撕裂最大峰值仍比近似规格的纯棉织物高很多。

　3 结论

　3.1氢氧化钠/尿素低温溶剂体系对苎麻织物刺痒感的改善起到了积极地作用。

　3.2苎麻织物经氢氧化钠/尿素低温溶剂体系处理后顶破性能有所提高。

　3.3苎麻织物经氢氧化钠/尿素低温溶剂体系处理后，拉伸性能整体上较未处理的变化不大，但比近似规格的棉织物好。

　3.4苎麻织物经氢氧化钠/尿素低温溶剂体系处理后，撕裂性能整体上较未处理的有所下降，但比近似规格的棉织物好。

　4 存在问题及建议

　4.1由于试验材有限，试验设计处理方面还有待完善。

　4.2氢氧化钠/尿素低温溶剂体系对苎麻织物刺痒感的改善起到了积极地作用，具有潜在的应用前景。还可通过进一步研究苎麻织物在不同组分溶剂体系处理后，其顶破性能、拉伸性能等力学之间的线性关系，以设计出能提升苎麻织物力学与改善其刺痒感的最佳方案。

　本文来自香当网http://www.xiangdang.net/