粘胶织物液氨处理对织物性能和纤维结构的影响
北京服装学院 仲琪
提要
本文对粘胶短纤维织物液氨处理后的染色性能和物理机械性能变化进行了研究，对液氨处理后织物中纤维的结构变化也进行了分析测定。
通过研究发现，由于液氨的特殊膨化作用，织物中纤维的形态结构和超分子结构发生了变化。液氨处理大大地降低了粘胶纤堆织物的缩水率，提高织物的弹性和耐磨性，同时使织物的染色性能得到改善。基于对纤维结构变化的研究，笔者对液氨处理后织物性能改变的原因作出了初步的分析和解释。
一、前言
近十年来，我国在纺织整理中逐渐发展了棉和麻类织物的新型整理——液氨整理。棉和麻类织物经液氨整理后在性能上发生了一系列的变化[1]，这是由于液氨特殊的膨化作用。氨分子小，液氨的粘度低，因此它对纤维的膨化是快速而均匀的。
粘胶纤维作为再生的纤维素纤维，它与棉纤维有相同的化学结构，但它在物理结构上与棉纤维有较大的差异。
粘胶纤维织物具有吸湿、透气、柔软、没有静电、穿着舒适等特性，但它的另外一些性能却又不能满足需求者日益提高的要求，例如，粘胶织物缩水率高、尺寸稳定性差、弹性低、耐磨损性差等，这些性能的改善，可以采用后整理的方法来得到一定的解决，木文通过液氨整理来研究粘胶织物性能的变化和纤维结构的改变。
二、试验材料和方法
(一)试验材料
织物；
1、30×32粘胶人棉织物(漂白、酸洗后半成品)。
2、上述织物经液氨小样机以AD (浸轧液氨一烘干)工艺处理。
染料；
直接锡利桃红F3B
直接耐晒翠兰GL
活性艳橙K-R
活性红紫KN-2R
活性黄X-6G
(二)试验方法
1、织物强力、弹性、耐磨损和缩水率测定按部颁标准进行。
2、织物上直接染料上染百分率的测定，由染色残液的光密度计算之。
活性染料固色率由染色残液和皂煮液光密度计算吸色率和固色率。
3、织物切片摄影，用胶囊做织物试样，用手摇切片机切片，再用电子显微镜摄影。
4、纤维结晶度、取向度、结晶尺寸的测定委托中国纺织大学化纤研究所进行。
5、染料上染速率曲线的测定。在STD-3P自动染色测色仪上进行。
三、结果与讨论
（一）液氨处理对粘胶人棉织物物理机械性能的影响
表1 液氨处理后织物物理机械性能的变化
|
液氨处理 |
强力(公斤) |
弹性 T十W |
曲磨 (次) |
湿强力 (公斤) |
缩水率(%) |
外观、光泽、手感、白度 |
|||||
|
T |
W |
急 |
缓 |
T |
W |
T |
W |
T |
W |
||
|
处理前 |
41.0 |
29.7 |
58 |
107 |
156 |
87.4 |
28.8 |
20.3 |
11.8 |
8.2 |
有极光，柔软 |
|
处理后 |
39.3 |
29.4 |
78 |
132 |
153 |
129.4 |
26.5 |
21.3 |
2.8 |
2.4 |
无极光，有身骨，白度提高 |
由表1的数据可以看到，液氨处理后，织物的弹性和缩水率都有所改善，特别缩水率的改善更为明显，经向缩水率由11.8%降为2.8%。液氨处理前粘胶人棉织物缩水率大，这是由于粘胶纤维的模量低，当粘胶织物在印染厂进行湿加工时会有'较大的"伸长，这种伸长在随后的烘燥过程中被保留下来，称其为“乾燥定形”形变，这种形变在织物遇水润湿时会由于内应力松驰而产生较大的收缩，因此造成很大的缩水率。织物经液氨处理后，缩水率明显降低是在没有予缩的条件下获得的，这就说明液氨处理有某种定形作用，对印染厂来说，既降低了缩水率，又避免了成品长度的损失。
(二)液氦处理对粘胶人棉织物染色性能的影响
表2 液氮处理后染色性能
(直接染料上染百分率、活性染料固色率)的变化
|
染料名称 |
处理前 |
处理后 |
（上染或固色率变化） |
|
直接锡利桃红F3B |
51.0 |
59.3 |
16 |
|
直接耐晒翠兰GL |
20.3 |
17.5 |
-15 |
|
活性黄X-6G |
19.8 |
22.0 |
10 |
|
活性艳橙K-R |
62.5 |
64.2 |
3 |
|
活性红紫KN-2R |
35.5 |
40.3 |
14 |
从表2中的测定数据看；液氨处理能提高活性染料在织物上的固色率，但对不同的直接染料上染率的影响却表现不同，在液氨处理后的织物上，直接锡利桃红的F3B上染率明显提高，而直接翠兰GL的上染率反而下降。
我们还曾研究了液氨处理对直接染料上染速率和染色平衡值的影响，测定结果在图la，lb中表示。
以上结果可以得出结论，液氨处理对染色性能的影响还与染料的结构有关。
(三)织物液氨处理对纤维结构的影响
从织物切片后的电镜观察，说明液氨处理后纤维的横截面发生了变化，而且可以看出纤维在纱线中产生的膨化是较为均匀的，纤维的横截面由原来的锯齿形变为土豆形(图2a，2b)。
纤维的超分子结构研究用X射线衍射法进行[2，3]，从X射线衍射曲线分析，经液氨处理后，纤维中有明显的纤维素Ⅲ的晶体产生，同时还测定了几个主要的结构参数，结晶度、结晶尺寸和取向因子。
表3 液氨处理后纤维微结构的变化
|
纤维样品 |
结晶度 (%) |
结晶尺寸 |
取向因子f(x) |
|
|
002 |
101 |
|||
|
取自液氨处理后织物 |
51.1 |
32 |
37 |
0.638 |
|
取自处理前织物 |
53.2 |
36 |
57 |
0.671 |
从表3中的测定数据可看出，织物液氨处理后，纤维的结晶度略有降低，而其结晶尺寸的减小较为明显，这可以推测，由于纤维中结晶尺寸减小，纤维内微孔的大小也会发生变化，这也可推测不同的染料在液氨处理后织物上的上染性能变化不同，可能与染料分子的大小有关。
由子液氨特殊的膨化作用，使纤维内部消晶和解取向，膨化作用还使纤维的内应力降低以及产生氢键的重排，这将对织物性能的改善起作用。液氨处理后，织物缩水率降低，弹性和耐磨损性的提高。以及手感和外观的改善与上述结构上的变化有关。
四、结论
1、粘胶人棉织物经液氨处理后，织物中的纤维受到了深入而均匀的膨化，使纤维的形态结构和超分子结构发生了明显的变化。
2、液氨处理显著地降低了粘胶织物的缩水率，改善了织物的弹性及耐磨损性。
3、粘胶人棉织物液氨处理可以改善活性染料和某些直接染料在织物上的上染性能。
4、液氨处理还可改善粘胶织物的手感和外现，手感较为丰满，外观光泽柔和。
本院毕业班学生刘冬梅和王希华二位同学参加了本文的部份实验工作，谨表谢意。
参考文献
[1]Raheel,M.and Lien,M.D."Modifying Wear Life of All-Cotton Fabrics".《Textile Res.J.》,52(1982)
[2]Karl Brederek.A.Safan.,"Structural changes of cotton Caused by Practical Treatment of cotton cloth with Liquid Ammonia",《Meliand Textilberichte》，July，1982
[3]A.M.Hindeleh and D.J.Johnson.,"Crystallinity and CryStallite Size Measurement in Viscose Rayon"，《Polymer》,1974,vol.15，November