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维纶/腈氯纶/粘胶织物力学和阻燃性能的研究
佚名
2022/1/7
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维纶/腈氯纶/粘胶织物力学和阻燃性能的研究

由于各种纺织纤维,不论是天然纤维还是化学纤维都具有各自的优点和缺点,不同纤维混纺和交织,可发挥纤维各自的优点,克服其缺点,实现性能互补,满足人们对服用纺织品日趋增长的要求。而国内研究较多的为两种原料的混纺织物,而对三种原料进行混纺研究还较少。我们选用了维纶、腈氯纶、粘胶三者进行混纺,对混纺织物的性能进行了研究。
1 实验原料
1.1 维纶腈氯纶粘胶
维纶在合纤中吸湿性最好,腈氯纶是一种改性腈纶纤维,具有类似羊毛般的手感和高阻燃性,腈氯纶纯纺及混纺织物可用于室内装饰材料、床上用品、防护服、工业用布、玩具、普通衣料、人造毛皮、防化服等方面。而由粘胶织成的织物具有穿着舒适,手感柔软,吸湿,透气和优异的可纺性。
实验采用这3种纤维按不同混纺比进行混纺织造,测试分析不同混纺比织物的力学和阻燃性能,以使 3种纤维在织物中得到优势互补,从而增加混纺纱的可纺性和织物的服用等性能,也使织物的成本获得较大程度的降低,最终获得阻燃性能更优异的混纺阻燃织物,为阻燃织物的研究提供一定的借鉴。
1、2 纤维的科学配伍
纤维配伍原则:产品功能性的保证、可纺性的保证、较低成本的保证。
纤维配伍的方案:维纶,腈氯纶,粘胶40/40/20、40/50/10、40/55/5、50/40/10、55/40/5五种混纺比例进行了试纺和测试。样品以Al、A2、A3、A4、A5表示。
1.3 阻燃纤维及织物的规格
阻燃纤维的技术指标见表1



由于各种纺织纤维,不论是天然纤维还是化学纤维都具有各自的优点和缺点,不同纤维混纺和交织,可发挥纤维各自的优点,克服其缺点,实现性能互补,满足人们对服用纺织品日趋增长的要求。而国内研究较多的为两种原料的混纺织物,而对三种原料进行混纺研究还较少。我们选用了维纶、腈氯纶、粘胶三者进行混纺,对混纺织物的性能进行了研究。
1 实验原料
1.1 维纶腈氯纶粘胶
维纶在合纤中吸湿性最好,腈氯纶是一种改性腈纶纤维,具有类似羊毛般的手感和高阻燃性,腈氯纶纯纺及混纺织物可用于室内装饰材料、床上用品、防护服、工业用布、玩具、普通衣料、人造毛皮、防化服等方面。而由粘胶织成的织物具有穿着舒适,手感柔软,吸湿,透气和优异的可纺性。
实验采用这3种纤维按不同混纺比进行混纺织造,测试分析不同混纺比织物的力学和阻燃性能,以使 3种纤维在织物中得到优势互补,从而增加混纺纱的可纺性和织物的服用等性能,也使织物的成本获得较大程度的降低,最终获得阻燃性能更优异的混纺阻燃织物,为阻燃织物的研究提供一定的借鉴。
1、2 纤维的科学配伍
纤维配伍原则:产品功能性的保证、可纺性的保证、较低成本的保证。
纤维配伍的方案:维纶,腈氯纶,粘胶40/40/20、40/50/10、40/55/5、50/40/10、55/40/5五种混纺比例进行了试纺和测试。样品以Al、A2、A3、A4、A5表示。
1.3 阻燃纤维及织物的规格
阻燃纤维的技术指标见表1




2 仪器与方法
织物的力学实验采用南通宏大HD026N电子织物强力仪。相对湿度为60%,温度为20℃。拉伸断裂强力的拉伸速度为200mm/min,预加张力为2.00cN,拉伸长度为200ram,试样尺寸为300mm×50mm,经纬向各5 块求其平均值。撕破强力的拉伸速度为200mm/min,撕剥长度为250mm.试样尺寸为200mm×50mm,经纬向各5块求其平均值。
极限氧指数实验采用ON一1型燃烧实验器,按照 GB5454—1997进行测试,测试方法:损毁长度为40mm时所需氧的百分含量,试样在温度(20±2)℃,相对湿度(65±3)%的状态下平衡8—24h,取出后置于密封容器待测,试样尺寸为50mm×65mm,经纬向各5块以上求其平均值,分别在距两端40mm处画直线,点火器为丁烷点火器。
3 测试结果与分析
3.1 阻燃织物的力学性能
表3为不同混纺比的阻燃织物的拉伸断裂强力和撕破强力的测试结果。

从表3中可以看出,对于维纶,腈氯纶,粘胶织物的断裂强力和撕破强力来说,经向强力均大于纬向强力。这主要是因为织物的经密大于纬密。这说明密度对织物的强力有很大的影响。因此,在一定范围内,增加织物的密度,经纬纱间摩擦阻力增加,也可使织物的强度增加。从表3中还可以看出,织物的断裂强力远大于撕裂强力,这是因为两种破坏机理不同。织物拉伸断裂机理是织物在拉伸外力破坏时,主要的和基本的方式是受力纱线被拉断,当纱线开始受拉伸时,首先是纱线由弯曲状态变成伸直,并且压迫非拉伸系统的纱线,继续承受外力时,受力系统的纱线开始变细,织物变薄,横向非拉伸系统的纱线由于切向滑动阻力的作用,两边的纱线向里凹进,整个织物解体。而织物在撕裂过程中,对其中的每根纱线讲,可视作一个简单的拉伸过程。对于整体而言,织物的撕裂又与拉伸断裂不同,拉伸断裂是拉伸系统所有的纱线同时受力,当拉伸到一定程度,各根纱线在较短时间内断裂,而撕裂则是织物中纱线依次逐根断裂所致。
3.2 维纶,腈氯纶,粘胶织物的阻燃性能
表4为混纺织物的极限氧指数的测试结果。

由表4可以看出,织物的经纬向的极限氧指数均大于30,符合阻燃织物的要求。并且织物经纬向的极限氧指数相差不大。这是因为织物的经纬向纱线的规格相差不大。混纺织物A4的极限氧指数最高,阻燃效果最好。
3.3 维纶,腈氯纶,粘胶织物的成本


为了降低织物的成本,现对市面上的阻燃纤维的价格进行了统计。见表5

4 结论
4.1 维纶,腈氯纶,粘胶织物的断裂强力和撕破强力来说,经向强力均大于纬向强力。密度对织物的强力有很大的影响。
4.2 维纶,腈氯纶,粘胶织物试纺的品种均达到了阻燃的要求,阻燃性能好。
4.3 如果要求维纶/腈氯纶,粘胶织物力学性能最优时,最佳混纺比为40/50/10,而且织物的成本适中;要求阻燃性能最优时,最佳混纺比为50/40/10,成本较低;为了兼顾织物的力学性能、阻燃性能和经济成本等角度来考虑,维纶,腈氯纶,粘胶织物以40/50/10为最佳混纺比。
本文探索了产品性能与原料性能之间的关系,以便快速、准确的选择原料品种、原料配比及生产工艺,并根据产品用途不同,在各种性能之间达到一种平衡,具有重要的理论和实际意义。

              

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