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1、2 0 0 0 年6 月 L y o c e l l 纤维的热学性能研究 张建春施楣梧 ( 总后军需装备研究所) 刘巍姚穆 ( 西北纺织工学院) 【摘要】本文测试分析了L y o c e l l 纤维的热收缩率、极限氧指数“及高温对纤维强伸度的影响，同 时采用热重分析和动态力学性能温度谱简要分析了L y o c e l l 纤维的热学特征。 关键词：L y o c e l l 纤维再生纤维索纤维热学性能研究 中圉分类号：T S1 0 2 5 1 1 L y o c e l l 纤维的热学性能直接影响它的加 工性能和使用性能，所以必须分析L y o c e l l 在 其加工和使用温度范围内的力
2、学性能及其耐热 性、热收缩性和燃烧性，以确定加工的可行性和 使用的温度范围，以L y o c e l l 和粘胶相比，虽然 两者都是再生纤维素纤维，由于L y o c e l l 纤维 的结晶度高，保持了类似于棉、麻等天然纤维素 纤维的优点，热失重较少，在加工和使用温度情 况下，动态模量变化不大，纤维降强较少，伸度 也可满足加工和使用要求“，所以具有良好的 耐热性，并且热收缩率低，燃烧起来与粘胶相 同，使L y o c e l l 必然有着广泛的应用。 一、试样和测试仪器 1 实验样品 1 6 7 d t e x 3 8 m mL y o e e l l 纤维( 英国 C o u r t a
3、u l d s 公司) ；1 6 7 d t e x 3 8 r a m 粘胶短纤 维( 中国吉林化纤股份有限公司) ；1 3 3 3 d t e x 3 0 f 粘胶长丝( 中国吉林化纤股份有限公司) 。 2 测试仪器 T G ：P e n k i n - - E l m e r 热分析仪，2 0 0 5 0 0 ，1 0 m i n ，N2 。 D M T A ：R h e o m e r t i cs c i e n t i f i cD M T AM K 1 1 1 A 动态力学谱测定仪，1 H z ，2 N ，一15 0 3 0 0 ，5 r a i n N 纤维热收缩率测试：Y G
4、 3 6 5 型单纤维热收 缩测试仪。F Z 5 0 0 0 4 - - 9 1 。 纤维强伸度测试：I n s t r o n1 1 2 2 型电子强 力机。2 5 1 1 一1 0 1 型传感器；气动夹头。试样吸湿 平衡条件2 0 3 、6 5 3 R H 、2 4 h ；子样数 3 0 ；夹头距离1 0 r a m ；拉伸速度1 0 m m m i n ；走 纸速度5 0 0 m m m i n 。 织物阻燃性能测试：氧指数法，G B 5 4 5 4 。 H C2 型氧指数仪。 二、L y o c e l l 纤维的热学性能 1 热重分析 由表1 可知，L y o c e l l 纤维的
5、分解起始温度 高于粘胶纤维、热失重现象相对较轻微，耐热性 能优于粘胶纤维。 表1T G 曲线中的特征数据 样品 起始温度终止温度 失重 分解起始温度 ( )( )( ) ( ) L y o c e l l 短胡 2 0 0 0 52 8 8 7 63 1 8 82 8 8 7 6 2 8 8 7 53 3 0 4 84 2 8 4 3 3 0 4 83 8 6 3 85 1 0 8 3 8 6 3 84 9 9 9 92 4 2 3 粘胶短纤 2 0 0 0 32 7 5 6 72 0 8 92 7 5 6 7 2 7 5 6 73 3 6 2 52 3 13 3 3 6 2 53 7 4 7
6、 54 2 7 5 3 7 4 7 54 5 1 3 41 5 0 4 2 动态力学性能温度谱分析 图1 、图2 为L y o c e l l 纤维束的D M T A 谱 图。由图l 中动态模量一温度的关系曲线可知， L y o c e l l 纤维在室温附近有一个变形能力较强 的区域，但在加工和使用可涉及的一般温度范 围内，纤维的动态模量无明显变化。这是纤维素 纤维的特性所决定的。由图2 中损耗角正切 ( t a n8 ) 一温度关系曲线可知，L y o c e l l 纤维的a 转变在室温附近，但这一损耗峰的形成也有纤 维中自由水分子的因素。在一2 0 附近，存在结 万方数据 PDF Wa
7、termark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第_ 十一卷第三期 合水引起的损耗峰。在6 5 。C 附近的损耗峰可 解释为纤维素大分子链旋转所引起。在2 0 0 以上L y o c e l l 纤维出现向高弹态的转变，在 2 5 0 ( 、以上出现分解。 一1 07 j 1 06 二I C 5 孟l o4 l0 3 1 00 1 c1 图1L y o c e l l 纤维束的D M T A 谱图 图2L y o c e l l 纤维束的D M T A 谱图 3 L y o c
8、 e l l 纤维的耐热性能 表2 4 所列为L y o c e l l 纤维在1 0 5 、 1 4 5 、19 0 条件下随时间的延续，纤维的强伸 度变化状况。L y o c e l l 纤维在1 9 0 ，3 0 r a i n 下的 纤维其断裂强度和断裂伸长率分别为原值的 8 8 4 和8 8 6 ，有良好的耐热性能。在常规 纺织加工和正常使用中，服装面料可能遇到的 最高温度约在1 8 0 、3 0 s 左右。因此，L y o c e l l 纤维可适应加工和使用要求。图3 、4 列出了 L y o c e l l 纤维在不同处理温度下强度和伸长率 的变化情况。 表2L y o c e
9、 l l 纤维在1 0 5c 下热处理后的强伸度变化 受热 L y o c e l l 短纤粘胶短纤 时间 强力断裂伸长率强力断裂伸长率 ( r a i n ) ( c N d t e x )( ) “N d t e x ) ( ) 04 2 41 4 02 6 2 1 7 7 0 ，54 1 81 4 62 1 71 8 4 13 9 61 4 72 1 21 9 5 54 131 5 12 3 51 7 8 1 04 2 31 4 82 6 l1 8 O 2 04 3 81 3 32 3 5l7 7 3 04 6 71 4 62 6 51 8 0 表3L y o c e l l 纤维在1
10、4 5 C 下热处理后的强伸度变化 受热 L y o c e l l 短纤粘胶短纤 时l W 强力断裂伸长率 强力断裂伸 乇率 ( r a i n ) ( c N d t e x )( )( c N d t e x )( ) 042 41 4 0 | ；l i f 。 7 7 9 8 8 8 8 0 0 5 41 41 28 | ! | | J 8 4 14 1 5 1 3 6 5 4 3 71 4 7 1 04 4 5 1 4 8 2 03 9 5 1 3 4 6 6 3 03 9 3 1 25 8 6 表4L y o c e l l 纤维在1 9 0c 下热处理后的强伸度变化 受热 L y
11、 o c e l l 短纤粘胶短纤 时间 强力断裂伸长率强力断裂伸长率 ( m i n )( c N d e x ) ( ) f c N d t e x ) ( ) 04 2 41 4 02 6 21 7 7 0 53 9 61 3 j2 6 81 6 5 13 8 614 52 6 717 1 54 1 01 4 22 2 81 8 6 1 04 2 01 3 72 2 81 8 5 2 04 1 31 3 52 8 117 8 3 03 7 51 2 42 2 61 8 8 4 L y o c e l l 纤维的热收缩性能 纤维素纤维不存在合成纤维那样的大量热 收缩0 3 。特别由于L y
12、 o c e l l 纤维结晶度高、结构 致密稳定，故热收缩率很低，保持了类似于棉、 麻等天然纤维素纤维的特性( 见表5 ) 。 表5L y o c e l l 纤维和粘胶纤维的干热收缩率比较 项目fL y o c e l l 纤维f粘胶短纤 干热收缩率( ) l 0 5 41 2 6 暑4 3 。 4 2 5 i 42 0 嚣“1 5 赶41 0 譬一s 4O O 3 + 9 5 圈3L y o c e l l 纤维强度随热处理温度的变化 5 燃烧性能 L y o c e l l 短纤维、粘胶短纤维、粘胶长丝的 极限氧指数如表6 所示，两种短纤维的燃烧性 能相同，而粘胶长丝L O I 偏高的
13、现象疑与形态 有美。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 0 年6 月 X 出 垂 崭 苗 圉4L y o e e l I 野维断裂律长率随热娃理温蘑韵变化 表6 兰种纤维的极限氧指数 L y o c e l l 短纤维l 粘腔短纤维l粘胶长丝 1 81 82 0 兰、缝衷语 L y o c e l l 纾绦青琵好的溢度适应性，在较广 泛的温度范酾内缳持良好的力学性熊。可满足 一般加工和使用中的温度要求。比粘胶纤维有 更高的耐热能力和温度稳定性。L y o c e l l 纤维燃 烧性能与粘胶纤维相同。 参考资籽 纺织辑辑编写纽编：翁餐稽辩学，纺织韭毫 版社，1 9 9 0 。 纺织纤维弹价研究委员会编( 日) + 张亮恭，钱樨 成，剂紫戚摊译校：纺织测试手册纺织工业出 版社1 9 9 1 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark