反复拉伸对棉型纱线结构和性能的影响研究

摘要通过研究棉型纱线在反复拉伸后结构和性能的变化,发现随着伸长比例和拉伸次数的增加,棉型纱线变形能力和纱线强力都在随之变小,纱线的强力均有所下降。 纱线的表层纤维的排列变得紊乱、毛糙。

关键词:棉型纱线;反复拉伸;力学性能;表层结构

Abstract:By studying the changes in structure and properties of the cotton yarn after repeated strengthen, was found, with the number of the elongation and tensile ratio increased, the deformation capacity and the strength of the cotton yarn are correspondingly smaller. And the strength of the yarn has declined. The surface fibers of the yarn become disordered and coarse.

Key words:Cotton Yarn ;Repeated stretching ;Mechanical Properties;Surface structure

近年来,棉型纱线着力发挥其独特的性能优势,面料轻薄、舒适、手感滑糯,且具良好的吸湿透气性,成为夏季面料的首选原料,得到广大消费者的普遍赞誉。棉型纱线在反复外力作用下结构和性能的变化,会直接影响面料的服用性能。本文的主要目的为通过研究棉型纱线在反复拉伸后的结构与性能变化为面料的开发研究提供参考依据。

1试验部分

1.1试验材料

两种成分6种规格的棉型纱线,其中纯棉单纱细度分别为14 tex、31 tex 、56 tex,涤棉(65/35)纱细度分别为8 tex、15 tex、25 tex。

1.2试验仪器

南通宏大HD021N型电子单纱强力仪、打印机、剪刀、数码显微镜、光源、计算机等。

1.3仪器参数设置

纱线的夹持距离为500 mm,定伸长拉伸速度为500 mm/min,定伸长率分别设置为1%(5mm)、2%(10 mm)、3%(15 mm),反复拉伸次数为40次。

1.4测试方法

对两种不同组成成分纱线进行反复拉伸后,首先用数码显微镜进行拍照,通过图像来表述纱线结构的变化,然后,再对试样进行拉伸试验,测出其力学性能参数,并与作用前做对比试验。

2测试结果

2.1图像对比

在相同的拍照参数条件下,对6种纱线反复40次拉伸前后的外观进行拍照,如图1~图12所示。

2.2力学性能

棉型纱线在不同定伸长的条件下反复拉伸40次后各次的定神长负荷折线图如图13～图18所示:

不同定伸长时反复拉伸40次后的力学指标测试结果见表1～表6。

3结果分析

综上试验可知:在结构方面:经过多次反复拉伸后的纱线其结构的变化,随着伸长比例和拉伸次数的增加外观变形越厉害,主要表现为:拉伸过程中纱线的退捻,结构的蓬松变化,纤维的转移,纱线毛羽的增加,纱体表面纤维的相互纠缠等。随着拉伸次数的增加纱线逐渐伸长,而且是伸长比例越大纱线变化越厉害。在数码显微镜下我们可以看到的纱线毛羽增加,纤维的移动、纱体结构的松散化,包括纤维的断裂、滑移、起拱等整体结构的劣化。

在力学性能方面:纯棉纱和涤棉纱表现出相似的规律,反复拉伸之后,纱线的强力均下降了,伸长有下降也有上升。定伸长拉伸40次后强力和伸长的残余率(即拉伸后占拉伸前的百分率)数据如表7～表9所示。可看出:在3%定伸长条件下拉伸40次,纯棉纱的强力残余率为70%～80%左右,伸长率的残余率小的为75%,大的为120%,这是一个非常有趣的现象,说明在反复拉伸时,既有使纤维顺直抱合均匀的因素,也有降低纤维间摩擦力的因素,此问题值得进一步深入研究。涤棉纱的强力残余率变化呈随纱线细度增加逐渐增加的现象,8tex的涤棉纱强力与伸长残余率竟然只有43%和31%,说明其抗反复拉伸的能力是很差的,而25tex的涤棉纱强力与伸长残余率高达92%和117%,说明粗一些的纱在反复拉伸中对纤维抱合滑移的改善是明显的,这和纯棉纱的问题是一样的。

表8、表9分别是2%和1%定伸长反复拉伸后强力与伸长的残余率,可看出,随着拉伸比例的增加,纱线残余强力与伸长相对减小,这是由于随着拉伸次数的增加和拉伸比例的增大,纱体中纤维的抱合纠缠减弱并产生相对滑移,致使短纤维伸出纱体表面,造成纱体表面毛羽增多,纱体结构蓬松等劣化现象。

4结论

通过对两种不同组分6种规格的棉型纱线的研究,得出以下规律:

在结构方面:经过多次反复拉伸后得出,随着伸长比例和拉伸次数的增加纱线的退捻、结构的蓬松变化、纤维的转移、纱线毛羽的增加、纱体表面纤维的相互纠缠等外观变形越严重。

在力学性能方面:纯棉纱和涤棉纱表现出相似的规律,反复拉伸之后,纱线的强力均有所下降。织物伸长越大,纱线的结构和性能的破坏越严重。

参考文献:

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(作者单位:西安工程大学)