聚苯硫醚和不锈钢纤维混纺织物工艺设计与性能测试

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1、聚苯硫醚和不锈钢纤维混纺织物工艺设计与性能测试　　摘要：试验综合利用聚苯硫醚纤维优异的阻燃性能和不锈钢纤维的防电磁辐射、抗静电性能，选用三种不同混纺比的纱线，通过变换不同的组织结构、经纱密度，设计织造出6种不同的织物，并对其进行性能测试，结果表明，不锈钢纤维含量对抗静电性能、防电磁波辐射性能的影响存在一个临界值，同时不锈钢纤维含量越高织物抗拉断裂性能越差；另外，方平组织的抗静电性能、防电磁波辐射性能和抗拉伸断裂性能最优，适合做防护服。关键词：聚苯硫醚纤维；不锈钢纤维；抗静电性能；阻燃性能；防电磁辐射性能6聚苯硫醚作为一种高性能的纤维，有着优良的耐热性、耐腐蚀性和阻燃性，在环境保护、化学工

2、业过滤和军事等领域中的应用尤为突出[1-2]。不锈钢纤维以其优良的导电性能，常应用于电磁波屏蔽和抗静电，采用不锈钢纤维开发防电磁辐射屏蔽服，防电磁波辐射屏蔽布，可用作制作孕妇装，制作电脑操作防护衣、衬衣、围裙、屏蔽毛衣、医院特种工作服、电子厂高精密工作服等，还可以用作制作抗静电工作服，其抗静电性能优于常规的有机导电纤维，不锈钢纤维含量很高的混纺纤维机织物广泛应用于变电站巡视、交直流带电作业服等高压屏蔽服[3]。本文对聚苯硫醚与不锈钢纤维混纺织物进行研究，基于两种混纺纤维的优异性能，使这种织物集阻燃性、防电磁波辐射性、抗静电性于一体，这种多功能的防护织物拥有广阔的应用前景，例如可以用来制作

3、炼钢厂等环境下的高温作业服装、防辐射的孕妇装、加油站阻燃与抗静电服装等。1聚苯硫醚与不锈钢纤维混纺织物的设计与上机织造1.1试验原料试验选用聚苯硫醚与不锈钢混纺纱线，纱线的特数为28tex，纱线的不锈钢纤维含量分别为8%、22%和41%，测试三种混纺纱线的各项指标，结果如表1所示。1.2织物规格的设计试验通过改变织物的组织结构、经纱密度以及织物中不锈钢的含量，测试分析最终织物的抗拉断裂性能、防电磁辐射性能、抗静电性能和阻燃性能的变化规律。试验选用两种原组织平纹、斜纹以及平纹的变化组织方平组织，三种组织图如图1所示。经纱密度设计为170根/10cm以及234根/10cm。混纺纱在织物中的排

4、列如表2所示。2织物性能测试本文主要分析最终织物的抗拉断裂性能，阻燃、抗静电、防辐射等功能性，织物试样裁取规格为25cm×35cm。62.1织物抗静电性能测试与分析试验采用LFY-403A滚筒摩擦机和LFY-403织物摩擦带电荷量测试仪，试样按经、纬向各选取三块，分别对6种不同规格的织物试样进行单位面积带电量的测试，测试结果取三次试验的平均值，结果如图2所示。对比试样1号、2号、3号的数据可以看出，织物的单位面积带电荷量一直在较低的水平明显起伏，这说明单位面积带电荷量与织物组织之间的关系不显著。对比试样2号、4号、6号的数据可以得出，织物的单位面积带电荷量随着不锈钢纤维含量的提高而减少，

5、由8%时的0.008μC降低到22%时的0.001μC，但当不锈钢纤维含量达到一定程度后，这个减少的趋势放缓，22%和41%时均为0.001μC。对比试样4号和5号的数据可以得出，单位面积带电荷量只变化了0.001μC，织物的单位面积带电荷量与织物经密之间的关系不明显。2.2织物防电磁波辐射性能测试与分析根据ASTM-D4935标准来评价织物试样的防电磁波辐射性能，本试验综合考虑测试织物材料的特性、测试过程、日常生活所处的电磁场环境以及电磁场的电磁波频率，选择纺织材料防电磁辐射性能测试仪对织物进行插损测试和回损测试，测试数据如图3所示。6对比试样1号、2号、3号的数据可以得出，方平组织的

6、防电磁波辐射性能最好，而平纹组织的防电磁辐射性能优于斜纹组织。对比试样2号、4号、6号的数据可以得出，织物的防电磁波辐射性能在不锈钢纤维由含量8%增加到22%之间变化特别明显，不锈钢纤维含量增加到22%以后，随着含量的增加，电磁屏蔽效能增加，相对变化不是太大。对比试样4号和5号的数据可以得出，随着经纱密度的增加，织物中不锈钢含量增加，织物电阻值较小，对电磁辐射反射作用增强，电磁屏蔽效能好。2.3织物阻燃性能测试与分析本文根据FZ/T01028—93《纺织织物燃烧性能测定水平法》来评价织物试样的阻燃性能，使用的仪器为YG（B）815D-Ⅱ型织物阻燃性测试仪（水平法）。由于织物采用聚苯硫醚纤

7、维具有良好的阻燃性能，再加上不锈钢纤维同样不能燃烧，所以在燃烧试验中，火焰均在蔓延至第一标记线之前熄灭，所以所有试样的蔓延速率都是0mm/min。织物在燃烧后，会留下较为鲜明的骨架结构，燃烧后织物如图4所示。2.4织物抗拉断裂强力测试与分析试验对6种织物试样进行了抗拉断裂强力测试，每种试样分别进行经向和纬向的5次试验，测试结果取平均值，如图5所示。6对比试样1号、2号、3号的数据可以得出：其一，方平织物的抗拉断裂强力和伸长率好于平纹