芳砜纶织物抗撕破强度实验测试

芳砜纶是我国自行研发的高性能纤维，其阻燃、耐高温、热收缩等性能等已超过了其他同类产品，如芳纶1313。由于目前国产芳砜纶纤维强度较低，且卷曲小，使芳砜纶织物力学性能低于其他同类产品，特别是较低的撕破性能限制了其在高性能防护服领域的应用。本课题根据?肖防防护服的要求，通过混合高强度纤维、选择合适的织物组织，以及采用后整理工艺等，探索提高芳砜纶织物撕破强力的措施。

1试样的初始设计
芳砜纶纤维由上海特安纶有限公司提供，纤维细度1．67 dtex、长度51姗，强度2．5—2．8 cN／dtex。为了改善阻燃防护织物的抗静电性能，在芳砜纶纤维纺纱时添加了2％的预氧丝纤维，其纤维强度为2．2—2．6 cN／dtex。根据消防防护服的要求，由织物的定量(150 g／m2)设计了纱线和织物试样的规格。所用的经纬纱均为股线，采用色织工艺织制平纹织物试样，纱线和织物的基本参数见表l。
试样1～4为色纱织制的织物，色纱采用分散染料染色；试样5为未经染色(本色)的纱线织制的织物，染色后纱线的强力有所提高。采用梯形法测试了织物试样的撕破强力。
可以看出，试样(特别是本色织物)的撕破强力较低，与消防防护服的撕破性能要求(不低于100 N)相差甚远。

2改善撕破强力的试样设计
改善芳砜纶织物撕破强力的措施有：(1)与高性能纤维混纺，增加纱线强力；(2)提高织物的经纬密度，增加织物在受力三角区的纱线根数；(3)改变织物组织，提高纱线在织物中的移动能力，增加撕破过程中受力的纱线根数。为此，织制了3种织物试样，见表3。其中，试样6所使用的纱线与表1中的色纱试样类似，织物组织改为2／1斜纹；试样7采用93／5／2芳砜纶／Kevlar／抗静电纤维的混纺纱线，纱线强力提高28．6％，织物组织为方平；试样8采用90／10芳砜_刍e／PBO混纺纱线，纱线强力提高68．6％，织物组织为2／1斜纹。所有试样的经纬密度均在表1的基础上有所增加。
改变设计后芳砜纶织物试样的撕破强力见表4。
与表2相比，虽然6号试样的经向撕破强力得到了提高，而纬向性能却下降，可见在表1的基础上调整织物经纬密度并不能有效地改善芳砜纶织物的撕破强力。结果表明，有效提高织物撕破性能的措施是提高纱线的拉伸强力，如7号试样。与其相比，虽然8号试样的纱线强力有明显提高，相应试样的经向撕破强力已超过100 N，但是纬向的撕破性能并没有明显的改善。可见，纱线断裂伸长率对织物撕破强力的影响也很明显。

3后整理工艺对织物撕破强力的影响
通过提高纱线性能和改变织物组织，织物的撕破强力明显提高。在不改变纱线性能的条件下，通过后整理工艺来增加纱线在织物中的移动能力，以期进一步改善织物的撕破性能。试样选择表3的参数。即在6、7、8号试样的基础上对织物进行柔软整理。整理液：柔软剂30—40 g／L，渗透剂JFC 1．0 g／L。后整理工艺：浸渍(室温2 min)一轧去残液(带液率90％)叶烘干(100℃，5～10 rain)叶焙烘(150℃，3 min)。整理后织物试样的撕破强力如表5所示。为了区别整理前后的试样，表中对整理后的试样用下标“z”表示。
可见，织物与整理前相比，经向撕破强力分别提高了10．39％、28．62％和10．89％，纬向撕破强力分别提高了21．69％、30．60％、22．70％。其中，7。、8。号试样的经向和7；试样的纬向撕破强力均已达到较高水平，超过了100 N。另外，7。试样因采用方平组织，织物中纱线的移动能力强于2／1斜纹，整理后织物试样(特别是纬向)的撕破性能得到显著的提高。
图1为整理前后7：试样撕破测试过程。从图中可以看出，整理后的试样在受力三角区中的纱线根数增加，使试样撕破强力明显增加。可见，在不改变纱线强力的基础上，通过改善纱线在织物中的移动能力，使撕破过程中受力三角区的纱线根数增加，有效地改善了织物的撕破强力。
图2为柔软整理后7号和8号试样的撕破过程。虽然8号试样所用的纱线的强力高于7号试样，但由于前者的断裂伸长较低，经向的撕破强力与后者没有显著差别，纬向撕破强力反而低于后者。可见，由于纱线断裂伸长方面的劣势，PBO纤维混纺的纱线对提高织物试样撕破性能的贡献并不明显。
 

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