不同细度超细羊毛纤维的性能测试与结构分析

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1、不同细度超细羊毛纤维的性能测试与结构分析董春燕misaw江西服装学院中国纺织科学研宄院中纺标检验认证有限公司取6组不同细度的超细羊毛纤维作为实验材料，对其进行拉伸和弯曲压缩性能测试，结合扫描电子显微镜照片和X-射线衍射图进行分析，探究纤维细度对拉伸性能、弯曲压缩性能和大分子结构的影响。结果显示:随着超细羊毛纤维细度的不断增大，纤维的断裂强度呈现逐渐减小的趋势，但断裂伸长率、抗弯刚度和结晶度整体呈现增大的趋势。等效弯曲模量由于不受纤维直径的影响，其数值没有发生明显的变化。电镜照片显示随着纤维细度的增大，纤维表面的鳞片度变大,鱗片翘角变小、纤维直径和鱗

2、片间距的比值变小。关键词：超细羊毛;拉伸性能;弯曲压缩性能;细度;为了满足超细羊毛产品的市场需求，提高产品质量，超细羊毛性能及结构的研宄逐渐成为热点1^1。服用纤维作为面料织造过程中最重要的组成部分，其细度在一定程度上决定了面料质量和使用价值，尤其是羊毛纤维的细度，直接影响羊毛的品质和用途［6-7］。此外，超细羊毛纤维的细度直接影响可纺纱线的细度，在服装面料加工成型和使用过程屮起着至关重要的作用［8-9］o本文选取细度不同的6组天然超细羊毛纤维，对其进行部分性能测试与结构分析，研宄不同细度条件下其性能及结构的变化，为超细羊毛纤维的应用与研究提供理论

3、参考。1实验1.1原料采用平均细度分别为14.5、15.5、16.5、17.5、18.5、19.5um的6组天然超细羊毛纤维，每组取出30根。1.2实验方法1.2.1拉伸性能测试目的:测试不同细度条件下纤维的断裂强力、断裂强度和断裂仲长等指标。仪器:YG（B）001A型电子单纤维强力机（温州际高检测仪器有限公司）。条件:参照GB/T14337-2008《化学纤维短纤维拉伸性能实验方法》测试。1.2.2弯曲压缩性能测试A的:测试不同细度条件下纤维的峰值力、等效弯曲模量和抗弯刚度等指标。仪器JWQ03C单纤维压缩弯曲仪（上海中晨数字技术设备有限公司）。

4、条件:温度20°C，相对湿度65%。1.2.3SEM测试目的:测试不同细度条件下纤维的电镜照片。仪器:KYKY-2800B型扫描电子显微镜（北京中科科仪技术发展有限公司）。条件:温度20°C，相对湿度65%，扫描电压20kV，放大1000倍。1.2.4X-射线衍射测试0的:绘制不同细度条件下纤维的X-射线衍射曲线。仪器:SHIMADZM-7000型X衍射仪（日本岛津公司）。条件:采用Cu-Ka射线，扫描速度8deg/min,预定时间设置为0.15s,管电压和管电流分别为40kV和40mA,20范围2°〜70°。2结果与分析2.1拉伸性能通过对每组纤

5、维试样的断裂强力、断裂伸长、断裂强度和断裂伸长率等测试结果求平均值，得到超细羊毛纤维拉伸性能测试结果，见表1。由表1可知:在14.5~19.5um细度范围内，随着超细羊毛细度的不断增加，纤维的断裂强度整体呈现逐渐减小的趋势，其中细度为14.5ym超细羊毛纤维的强度最大，平均强度为1.32cN/dtex;随着超细羊毛细度的增加，纤维的断裂伸长率整体呈现逐渐増大的趋势，其屮细度为19.5um超细羊毛纤维的强度伸长最大为49.28%。这是因为超细羊毛的拉仲性能与纤维本身的皮质层分布有直接的联系，羊毛纤维中的皮质细胞包含正皮质细胞和偏皮质细胞，且这2种细胞

6、所表现出的性状不同。羊毛纤维越细，其皮质细胞中的正皮质细胞含量越多，纤维大分子的结晶度和取向度较高，硫元素含量较少，羊毛纤维的性质较为稳定，呈现大强度小伸长。反之，羊毛纤维越粗，其皮质细胞主要为偏皮质细胞，导致纤维间质成分较多，含硫量较高，且构成它的微原纤排列相对混乱松散，这种结构赋予了偏皮质细胞较大的可变性，所以，在拉伸性能测试过程中表现为小强度大伸长的现象。表1超细羊毛纤维拉伸性能测试结果2.2弯曲压缩性能在温度20°C，湿度65%的条件下，对6组不同细度的超细羊毛纤维进行弯曲压缩性能测试，获得纤维峰值力、等效弯曲模量和抗弯刚度等指标，超细羊毛

7、纤维压缩弯曲性能测试结果见表2。表2超细羊毛纤维压缩弯曲性能测试结果由表2可得:随着超细羊毛细度的增加，单纤维峰值力和抗弯刚度整体上随着纤维直径的增加而逐渐增加，细度为19.5Um超细羊毛纤维的峰值力和抗弯刚度分别为0.41mN和1.22X10cN•cm,但是等效弯曲模量随着纤维细度增加并没有呈现明显的变化趋势，且基本稳定在2.20GPa左右。这是因为等效弯曲模量的大小很大程度上是由纤维自身的分子结构决定的，基本不受纤维细度的影响，在数值上等效于纤维的拉伸模量和纯压缩模量沿纤维截面积分的平均值IM。抗弯刚度在一定程度上反映的是纤维刚硬或者柔软程度，

8、由纤维等效弯曲模量（纤维本质弯曲因素）和惯性矩（横截面因素，受纤维截面形态和直径的影响）的乘积来表征，是反映纤维抵抗弯曲变