天丝纤维结构性能对比分析

      天丝纤维是以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂，采用干-湿法纺丝制得的再生纤维素纤维，其生产流程短，溶剂无害且能回收循环利用，无废弃无污染物，产品能生物降解，原料储量丰富且可再生。天丝较好地克服了传统粘胶纤维的弱点，应用范围和所占比例正在迅速扩大。
2 @) S( u" c8 z) T/ z: n8 d
4 @9 [3 D5 P/ O& w$ |4 g- F
1 纤维的结晶度

9 y3 _. m) I. t1 v# }3 W表1 不同纤维结晶度的测试

纤维	天丝A100	天丝G100	LF天丝	国产粘胶
结晶度（%）	39.63	34.86	43.49	30.17

2 R% i% I- v0 G( A
2 纤维的拉伸性能

6 W% E- C1 Q0 M- C9 {' y: v$ p: q! ~表2 不同纤维在干态条件下拉伸性能测试结果

纤维	天丝A100	天丝G100	LF天丝	普通粘胶
断裂强力（cN)	5.50	5.30	4.74	5.31
断裂强力CV（%）	10.12	10.36	13.95	10.00
断裂强度(cN/dtex）	3.12	3.60	3.22	5.10
断裂伸长（mm）	0.70	0.90	0.72	1.71
断裂伸长率（%）	7.00	8.96	7.17	17.15
断裂伸长率CV（%）	16.95	19.38	28.00	11.03
断裂功(mJ)	0.02	0.02	0.02	0.05
初始模量(cN/dtex)	72.97	66.5	50.23	81.83

        表3 不同纤维在湿态条件下拉伸性能测试结果
) T  [$ l) y1 b" Q$ g/ X* J

纤维	天丝A100	天丝G100	LF天丝	普通粘胶
断裂强力（cN)	4.99	5.02	3.99	4.00
断裂强力CV（%）	11.53	12.58	15.60	13.49
断裂强度(cN/dtex）	2.83	3.41	2.71	3.85
断裂伸长（mm）	0.71	0.98	0.82	1.77
断裂伸长率（%）	7.09	9.82	8.23	17.71
断裂伸长率CV（%）	19.20	22.43	23.65	22.14
断裂功(mJ)	0.02	0.02	0.01	0.04
初始模量(cN/dtex)	77.09	53.70	74.24	67.79

- b; L3 h* z& C0 u$ T" {
# j: F5 s6 j, e7 M" _

        在干态条件下：粘胶纤维的断裂强度和初始模量都比天丝纤维的大，其断裂伸长率比天丝纤维大，三种天丝纤维中，断裂强力G100最大，其断裂伸长率相近；在湿态条件下，粘胶纤维的断裂强度下降很多，三种天丝纤维的断裂强度下降较小。国产粘胶的干湿态断裂伸长率比较接近，都比天丝纤维的大。天丝A100的断裂强度和断裂伸长率的CV值在四种纤维中相对较小，说明天丝A100的均匀性，整齐度好。
$ ]7 H, u0 }1 S. @# S* }+ J        通过干湿态条件下的对比可知，湿态条件下纤维的断裂强度下降而断裂伸长率增大，在干湿态条件下各种纤维的断裂功变化很小。天丝纤维干，湿强力相接近，湿强下降比普通粘胶纤维湿强下降更小，而粘胶纤维湿强力下降大。
        天丝纤维和粘胶纤维拉伸性能存在较大差异的原因主要是纤维聚合度，结晶度等大分子结构及超分子结构均不相同。因为天丝纤维结晶度比粘胶纤维高得多，故湿态下强度损失比粘胶纤维小得多，比粘胶纤维稳定。

3 纤维的回潮率
$ t% Y5 i6 L6 L% u& a' C8 j5 B
* S/ ?' i# P, }  @1 ]        表4 四种纤维的回潮率测试结果

纤维	湿重(g)	干重（g）	回潮率（%）
天丝A100	12.56	11.25	11.64
天丝G100	34.14	30.76	10.99
LF天丝	9.41	8.38	12.29
国产粘胶	10.15	9.01	12.65

: n8 v  ], H2 V4 T6 H
* K* N( h3 U3 x0 P3 N        粘胶纤维的回潮率比天丝纤维高，主要因为天丝纤维的结晶度较粘胶纤维的大，水分子易于进入。

* g7 o9 j" i; f9 l% H9 h3 G$ f4 纤维的含油率
1 g9 z# O6 V% u5 M  e% F" U
       表5 四种纤维的含油率测试结果

纤维	天丝A100	天丝G100	LF天丝	国产粘胶
蒸发皿原重（g）	3.7350	5.4140	5.4140	3.6306
蒸发皿干燥后重（g）	3.7431	5.4250	5.4180	3.6325
油脂重量（g）	0.0081	0.0110	0.0040	0.0019
含油率（%）	0.4050	0.5500	0.2000	0.0950

/ J0 I  a0 h3 p" ?0 t% \9 d9 X
% N: p( @- n  i' l# J( v天丝纤维的含油率比粘胶纤维的大，三种天丝纤维的含油率也存在差异。这是因为天丝纤维易原纤化，所以在加工过程中需添加较多的化纤油剂，以防止产生毛羽而影响纺丝和织造加工以及织物的性能。其次，是因为天丝纤维的回潮率小则吸湿性能较粘胶纤维差，以防止静电，在天丝纤维的后加工过程中，需添加一定量的油剂改善纤维的物理机械性能和纺织加工性能。

% G6 H) b! A, c5 `9 _5 纤维的卷曲性能
' e/ G1 z* ~* a" B8 l( k
表6 四种纤维的卷曲性能测试结果

纤维	卷曲率(%)	卷曲弹性率（%）	卷曲回复率（%）	卷曲数（个/25mm)
天丝A100	6.785	80.307	5.366	12.3
天丝G100	6.497	76.694	4.938	8.1
LF天丝	4.528	82.323	3.680	7.1
国产粘胶	1.830	89.931	1.649	10.1

       卷曲可增加纤维集合体的蓬松性，有利于纤维加工中的成网，成条性。国产粘胶的卷曲弹性比天丝纤维的卷曲弹性大但卷曲回复率小，这就是天丝针织物的稳定性要比粘胶纤维针织物的稳定性好的原因之一。

6 纤维的长度和细度

# F' N8 K- o8 x0 k, a) {表7 四种纤维长度测试结果
$ y$ a7 s& x, s0 }; D

天丝	天丝A100	天丝G100	LF天丝	国产粘胶
长度（mm）	36.8	45.8	42.8	50.4

4 W6 t) A+ t& z4 o  i1 s" n        表8 四种纤维细度测试结果
! B* w1 |) C# s* \/ P4 C" J9 x

天丝	天丝A100	天丝G100	LF天丝	国产粘胶
细度（dtex）	1.76	1.47	1.21	1.04

$ a! h4 {: Z6 v& B        纤维长度与纱线质量的关系十分密切。纤维长度越长时，纤维间接触面越大，纱线强力越高。此外，天丝的线密度比普通粘胶纤维大，纤维细度影响纱线的强度和抗弯刚度，纤维的细度也影响纺织品的弯曲刚性，悬垂性，织物的光泽以及手感。