木棉Kapok纤维的结构、性能及其产品的保暖性测试
来源: | 作者:好锦木棉 | 发布时间: 2018-08-09 | 438 次浏览 | 分享到:
木棉Kapok纤维的结构、性能及其产品的保暖性测试


 

实验(一)----电镜扫描

1、测试方法:形态结构测试。采用JSM一5610LV扫描电镜。

2、测试结果:
  由上图可看出,木棉纤维的纵向表面光滑,呈圆柱型,和白棉、彩棉呈天然转曲的纵向形态不同,木棉纤维的细胞中充有空气,中空度高,细胞壁薄,接近透明。

3、纺织应用:

  木棉纤维的细胞中充有空气,中空度高,细胞壁薄,接近透明,因此木棉纤维的光折射率较高,使木棉纤维光泽明亮,光滑的圆截面更增加了光泽度。

实验(二)----纤维长度、细度测试

1、测试方法:纤维长度、细度测试。仪器:Y171A型纤维切断器以及刻度尺、镊子。细度测定采用中段切断称量法。

2、测试结果:木棉、白棉和彩棉纤维的长度、细度测‘试结果见表1。

表1 木棉、白棉和彩棉纤维的长度与细度

项目

长度/mm

平均细度/tex

木棉纤维

8~25

0.1

白棉纤维

23~34

0.182

彩棉纤维

l8~27.1

0.164

  由表1可见,木棉纤维的平均长度比白棉和彩棉纤维短,其中自棉纤维长度最长;且木棉纤维细度最小,白棉纤维的细度最大。这主要与纤维素含量有关,木棉的纤维素含量占64% ,彩棉的纤维素含量为85%~ 90% ,白棉占94%。低分子量的半纤维素(包括冷水抽提物、热水抽提物、1%NaOH抽提物、戊糖等)含量白棉约6% ,彩棉10% ~15% ,木棉约36%。

3、纺织应用:

  木棉纤维的长度较短,这导致木棉纤维纺纱的难度增大,因此在纺纱过程中往往需要加入较长的纤维去提高纤维之间的抱合力从而保证纱线的拉力强度。而木棉纤维细度最小,将导致超细纤维容易进入织物空隙,使纱线间的空隙变小,对流散热量减小,从而大大提高保暖率。

实验(三)----回潮率测定

1、测试方法:回潮率测定。仪器为八篮烘箱,测试条件为标准大气条件(温度20℃±3℃ ,相对湿度65%±3%)。

2、测试结果:

  经测试可知,彩棉纤维回潮率为8.50% ,白棉纤维为9.80% ,木棉纤维为lO.75% 。纤维的回潮率与结晶度和纤维素含量有关,结晶度越低,纤维吸湿能力越强,彩棉、白棉、木棉的结晶度分别为70% ~80%、52% 和35.9% 。纤维素含量高则亲水性较好,纤维素分子每一葡萄糖剩基含有3个羟基,虽然木棉纤维的纤维素含量低,但是由于木棉的结晶度较低,所以总体来说木棉纤维的吸湿性能较好。

3、纺织应用:

  众所周知,纤维回潮率越高,越能保持衣物表面的干爽。这让木棉在内衣、贴身衣、被褥方面的应用前景大大看好。

实验(四)----吸湿性能与放湿性能的测定

1、测试方法:

  吸湿性能的测定:仪器和材料为铝锅、水、电子天平以及钢丝网。实验方法:纤维放入烘箱中彻底烘干,每隔10 rain取出称量,直至吸湿平衡。

  放湿性能的测定:仪器为铝锅、电子天平、钢丝网。实验方法:在铝锅中放置一定体积的水,将钢丝网铺在铝锅上,注意不要碰到水。将纤维放在钢丝网上,盖上锅盖,使纤维能充分吸湿,放置24 h后称量。将纤维拿出,每隔10 min称量,直至放湿平衡。

2、测试结果:

  木棉、白棉和彩棉纤维吸、放湿性能结果见图2、3

  可见,木棉纤维的吸湿和放湿变化曲线的斜率变化较快,其吸放湿速度最快。这主要与木棉纤维的结构有关。

3、纺织应用:

  强大的吸湿和放湿功能,让木棉纤维具有了天然的湿度调节功能,让衣物在潮湿和干燥环境都能很好地保持舒适感。

 

实验(五)----上染率比较

1、测试方法

  上染率测试。仪器为HHS一4型电热恒温水浴锅,电热鼓风干燥箱,FA2104SH型电子天平,温度计,烧杯,uV一2450型紫外可见分光光度计,标准试样筛。实验要求:直接染料(大红)浴比1:50,染色浓度2%(质量百分比),氯化钠10% ,染色温度为90℃ ,时间50 min。

2、测试结果:

  木棉和白棉纤维的上染率分别为63% 和88%。可见,白棉的上染率比木棉好,这主要与纤维的结晶度和纤维素含量有关,木棉纤维的结晶度较低,但由于木棉纤维较低的纤维素含量和较高的半纤维素含量,其纤维素大分子互相纠缠和分子间力作用,使纤维素部分羟基被掩蔽 ,染料分子不能顺利进入,因此木棉纤维的上染率没有白棉好。

3、纺织应用:

  木棉纤维的上染率低,将导致木棉纱线的颜色较棉纱浅。同时,因为木棉纤维的光滑的圆截面,中空度高,细胞壁薄,接近透明,光折射率较高,使木棉纤维光泽明亮。因此,木棉纤维染色后更显色泽明亮。亦因纤维内的染色剂更少,所造衣物也更健康。

 

 

实验(六)----保暖性能比较

1、测试方法:

  保暖性测试。采用GB 11048-1989《纺织品保温性能试验方法》。仪器为YG606A型平板式保暖仪。测试条件为标准大气条件(温度20℃ ±3℃,相对湿度65% ±3%)。

2、测试结果:

  为了比较不同棉纤维的保暖性能,本文开发的木棉、彩棉和白棉面料采用相同的织物结构参数。经纱均为9.72 tex×2白棉纱,纬纱分别为:

(1#)18.22tex X 2的白棉纱

(2#)18.22tex×2彩棉混纺纱

(3#)18.22 tex X2木棉混纺纱

经密为280根/10cm,纬密为180根/10cm,组织为平纹,2穿入。

表3 保暖性能测试结果

项目

保温率

传热系数

克罗值

1#

3.384E+1

9.567E+2

6.744E-1

2#

3.442E+1

9.325E+2

6.919E-1

3#

4.092E+l

7.513E+2

8.551E-1

  由于天然木棉纤维细又短,纤维强力较低,在织造过程中易产生毛羽,为了能使织造工序顺利进行,如果作经纱用,最好能进行上浆。3种面料的保暖性能测试结果见表3。

  由表3可看出,3#试样的保温率最高,2#试样次之,l#试样最差,织物的保暖性能与纤维的保温率和传热系数有关,保温率越大,传热系数越小,保暖性能越好。由此可得到木棉的保暖性能最好,彩棉的保暖性能次之,白棉的保暖性能最差。这主要是因为木棉纤维的中空度高,静止空气多,传导热阻高,另外,中空纤维的纱体蓬松,超细纤维容易进入织物空隙,使纱线间的空隙变小,对流散热量减小。彩棉纤维次生胞壁比白棉纤维薄,而胞腔远远大于白棉纤维,白棉纤维次生胞壁厚,胞腔较小,所以彩棉的保暖性能要比白棉好。

3、纺织应用:

  木棉纤维保暖率高,使其成为棉衣、羽绒服、棉被的宠儿。现在更有成熟的技术织造结构稳定的木棉絮片,可以断言,木棉纤维将在保暖填充物中大放异彩。

 

总结

我们做了6场实验,得到了以下结论:

1、木棉纤维光泽明亮。

2、木棉纤维的长度较短,纺纱困难;木棉纤维细度最小。

3、木棉纤维回潮率高,吸湿和放湿功能强,有很好的穿着舒适性。

4、木棉纤维的上染率较棉低。

5、木棉纤维保暖率高。