服装纺织用吸湿发热粘胶纤维制备方法与性能研究

钱建忠

摘要：随着社会民众物质生活水平的不断提高和气候变化的多样，人们对服装的材料要求越来越高，新型保暖材料的诞生满足了人们对服装材料的需求，使其越来越受到社会民众的关注，吸湿发热粘胶纤维不仅具有良好的保暖性能，同时还兼具着节能效果。文章将对服装纺织用吸湿发热粘胶纤维制备的方法与性能进行分析探讨。

关键词：服装纺织;吸湿发热粘胶纤维;制备方法：性能研究

中图分类号：TQ432

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2019）08-0005-03

在服装逐渐时尚化的浪潮下，人们在不断追求舒适性的同时，也在考虑服装的时尚化，新型纺织保暖材料能够最大限度的满足人们对服装的需求。研究的核心内容是寻找合适的吸湿发热添加剂的使用量，能够保证共混液能够充分满足纺丝生产需求，根据纺织企业的生产工艺来获得适合的纺丝参数值，期望达到良好的吸湿发热效果，因此生产出具有吸湿发热效果更优的面料。

1 吸湿发热粘胶纤维的制备工艺

在确定实验目的前提下，使用同等用量的的碱纤维素，按照实验设定的条件，进行物料的混合制备出符合实验要求的混纺丝液，经过仿真生产流程最后制备出吸湿发热粘胶纤维。制备工艺流程如图l所示。

2 制取共混纺丝液

2.1 配制符合要求的吸湿发热剂

根据现场抽取的共混纺丝，测出共吸湿发热剂的质量百分比，制备出吸湿发热剂溶液。

2.2 制取粘胶原液

2.2.1 配制定量的碱纤维

将浆粕置于一定PH值的碱液中，通过反应制得碱纤维素。通过加压的方式将残留的的碱液挤出碱纤维素，同时对碱纤维进行粉碎，使其成为絮状。

2.2.2 制备纤维素磺酸酯

将二硫化碳与絮状碱纤维进行反应，制得纤维素磺酸酯。

2.2.3 溶解纤维素磺酸酯

将纤维素磺酸酯投入到弱碱溶液中，通过反应制得粘胶，这一生产工艺被称为溶解。其化学原理是在磺酸酯内部实现水分子与氢氧化钠的扩散。首先使磺酸酯膨胀，扩大分子间距离，然后溶胀到一定程度后即可形成具有溶解性能的粘胶，得到粘性液体称之为粘胶原液。

2.2.4 制成老成的纤维素

将制备成功的的碱纤维素放置在空气中进行暴露，通过氧化反应使纤维内部的分子链发生断裂，这样可以对粘胶的黏度进行调整，这样可以使生产过程更加简易。而本文所述的将吸湿加热剂加入到碱纤维中，并未出现粘胶粘度的变化，并且还出现了异常波动，因此必须控制好碱纤维的氧化程度。

2.2.5 纺前制备黏胶

为了保证纺丝的正常进行，需要对粘胶溶液进行如下处理。

①过滤，将粘胶中的杂质除去，由于粘胶中的杂质的存在会造成纺丝的喷丝孔堵塞，进而影响纺丝的困难和成品的质量，粘胶需要经过多次过濾;②脱泡，这一步的主要作用是降低粘胶中气泡对纺丝的影响，避免断头的发生;③熟成，根据吸湿发热粘胶的特性，需要在生产过程中注意控制温度，在特定的时间内使粘胶处于稳定状态，以此来制得性能优良的粘胶纺丝液。

2.3 配制共混纺丝液

通过对5种实验方案的对比发现，共混膜放人到玻璃杯中进行洒水后，温度有明显的变化，方案4温度变化更大，吸湿发热剂的添加量最为合适，因此选择方案4。接下来将纤维原液和吸湿发热剂同时放入到溶解机中，按照方案4进行配比，进行搅拌，确保两者能够充分混合，在常温下，完成过滤、脱泡等操作，制得质量较好的共混纺丝液，实验方案对比的具体参数如表l所示。

2.4 成型

在纺丝过程中，通常情况下需要进行凝固浴，实现固化成型。纤维素主要是由水、氢氧化钠和纤维构成。将喷丝头与黏胶进行分离然后经过凝固浴，纤维素磺酸酯将会发生分解反应。由于硫酸盐和硫酸的存在，会发生酸碱中和反应，进而出现纤维素磺酸钠的析出。粘胶纤维成型的过程中主要需要硫酸锌、硫酸钠和硫酸三种物质。在纤维成型过程中，凝固浴物料配比直接影响配比效果，根据实验发现：硫酸含量为70-85ml/L;硫酸钠含量为270-320g/L;硫酸锌含量为15-20g/L。在纺丝过程中，需要将共混纺丝液经过凝固浴，使得纤维素磺酸醋呈现出丝条状态，然后进行水解反应形成水化纤维素。需要注意的是分解和凝固是同时进行的，但是反应程度有所差异。共混纺丝液经过喷丝孔时，由于收到力的作用，会出现细流状态。在这一过程中凝固浴组成成分与细流成分都呈现出分散状态，这样一来会出现一定量的再生纤维。

3 纺丝的后续加工工作

3.1纺丝工艺的指标

对吸湿发热粘胶纤维的试纺是采用普通粘胶生产工艺来进行加工生产的，同时还要对生产工艺进行适当地调整，具体参数如表2所示。

3.2 后续加工

吸湿发热剂是一种微黄色透明状液体，而制成后的的共混膜呈现出无色透明，因此共混纤维只需进行简单的水洗，其他生产过程只需按照传统工艺进行即可，具体为打包、拉伸、烘干、水洗、上油、脱硫和酸洗。经过一系列处理后，必须进行水洗，这样能够彻底清除残留化学药剂和杂质。由于硫能够吸附在纤维表面使其发黄，质感也较差，同时在后续处理工作中，容易对工作人员的健康产生影响。所以，脱硫是必要的成产工序，主要目的是彻底清除难容于水的硫。而酸洗的主要目的是将难溶于碱性溶液的物质进行清除，避免出现纤维质量问题。上油的主要目的是提高纤维的抗静电属性。

4 产品的性能测试

4.1 表面状态

经过离子喷金镀膜，对吸湿发热粘胶纤维的表面形态进行观察发现：其纵向沟槽分布十分规则，深度较为明显，表面积也较大。所以，吸湿发热粘胶纤维能够充分吸收水汽，具有良好的吸湿发热的性能。

4.2 横截特性

将纤维切片置于载玻片上，盖上玻片后，使用特殊工具压紧盖玻片，除去气泡，同时利用显微镜进行观察拍照。经过显微镜观察后发现：吸湿发热粘胶纤维的横截面呈现锯齿状，而且轮廓较为清晰。

4.3 力学特性

经过多次测试，将试样的长度确定为15mm，预加张力为200eN。经过测试后发现：吸湿发热粘胶纤维的抗断裂能力明显下降，但是延展性却有所提高，初始模量也未發生明显变化。造成这种情况的主要原因是在粘胶纺丝液中加入了聚丙烯酸钠，造成了吸湿发热粘胶纤维分子结构的变化，同时也出现结晶能力下降，经过反应之后，对于纤维分子内部的氢键形成也产生了一定影响，施加外力后，纤维分子结构发生了较大变化，进而造成了伸长率增加和抗断裂能力减弱。

4.4 取向度和结晶度

在滞留时间为0.13s、电流为300mA、电压为45kV以及步宽为0.03度的工艺条件下，将纤维粉碎至粉末状，以此来检测纤维的结晶度。粘胶剂与吸湿发热剂都属于高分子结构，两者混合后，纤维的各项指数均发生了变化，以结晶度为依据绘制XRD曲线，从中发现吸湿发热粘胶纤维的结晶度有所下降，但是未对纤维整体质量造成影响，取向度也未发生明显变化，造成这种现象的主要原因是采用湿法纺丝工艺进行生产的。

4.5 吸湿能力

在测试吸湿发热粘胶纤维的回潮率时运用箱外冷称法来获得相应数据。相当一部分纤维在吸湿后将会发生明显变化，而且吸湿能力决定着纤维的吸湿发热性能。纺织材料的含湿量即是回潮率，基于此对各种纤维进行回潮率检测。经过检测后，吸湿发热粘胶纤维的回潮率较高，因此可以断定吸湿发热剂可以提高纤维的吸湿性能。

4.6 纤维的吸湿发热特性

在检测纤维吸湿发热特性时需要利用烧杯、微型喷雾器和温度计等实验器具。在实验中选择39纤维，利用密封装置将纤维密封在烧杯中。然后进行加热，经过一段时间后发现吸湿发热粘胶纤维和实验对比对象在吸收水分后，温度皆发生了相应的变化。同时，经过相同时间的加热后，吸湿发热粘胶纤维吸收的热量较高。在2-3min之内，其温度可上升3.5℃，因此可以断定吸湿发热粘胶纤维的具有较好的吸湿发热能力。

5 结语

综上所述，在进行纤维对比实验的过程中发现，吸湿发热粘胶纤维的的各种属性与传统的纤维属性有较大的差别。经过试验显示纤维素与吸湿发热剂并未分离，在常温条件下，吸湿发热粘胶纤维地抗断裂强度较小，同时回潮率较其他纤维较高。总而言之，吸湿发热粘胶纤维的各项性能基本良好。

参考文献

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