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双宫丝绵纤维检测

作者:百检网 时间:2021-07-08 来源:互联网

丝绵以天然蚕丝纤维为原料加工而成,具有轻柔、舒适、保暖性好的特点,丝绵加工的蚕丝被历来受消费者喜爱[1-2]。尤其是近年来,随着人民生活水平的提高,蚕丝被生产得到了迅猛发展,已成为支撑中国茧丝绸行业发展的重要产品[3]。随着蚕丝被的发展,获得优质丝绵,提高产品档次成为蚕丝被生产的关键。用来加工丝绵的原料有次下茧、蛹衬、削口茧等,采用这些原料加工的丝绵光泽度差,外观粗糙,有筋条,夹杂很多蛹皮茧屑,蛹油味道大,纤维长度短,强力低,压缩回弹性差,易板结,难以满足消费者的需求[4]。双宫茧是由两条或两条以上的蚕共同营茧而成,所以丝圈排列紊乱,茧层特别厚[5],双宫茧混淆在缫丝原料中会影响生丝的质量和产量,但是这些特点在丝绵加工中却是有利的。为了提高双宫茧的利用价值,拓宽应用领域,获得优质丝绵,本文在研究双宫丝绵加工技术的基础上,测定双宫丝绵纤维的主要物理力学性能及纤维形态。

1 材料与方法
1.1 材料与仪器
材料:双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵,三组样本来自同一原料品种(鑫源科技有限公司)。
仪器:Instron单丝强伸测试仪(美国INSTRON公司),EM-30 Plus扫描式电子显微镜(韩国COXEM公司)。
1.2 方 法
1.2.1 双宫丝绵的制作工艺
工艺流程:双宫茧→前处理→开片→丝绵脱胶精炼→清洗→脱水→柔软后整理→干燥→手工拉扯丝绵片→丝绵被。
1.2.2 丝绵被压缩回弹性测定
按照GB/T 24252—2009《蚕丝被》的测试方法,进行弹性压缩率和回复率的测试。取样方法、样品大小、厚度严格按照标准规定,测定结果以标准规定做对照。每组数据重复测定5次。
1.2.3 单丝纤维强伸力测定
使用Instron单丝强伸测试仪测试,工作长度10 cm,测试速度500mm/min。
1.2.4 丝纤维形态结构测试
使用EM-30 Plus扫描式电子显微镜测试,测试条件:恒温20℃,相对湿度65%。
1.2.5 数据处理和统计分析
采用SPSS 22.0进行数据分析。

2 结果与分析
2.1 蚕丝被的压缩回弹性
分别测定了双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵三种原料加工的蚕丝被压缩回弹性,结果见表1。

压缩回弹性是影响到蚕丝被蓬松性能的重要指标,体积蓬松又是影响蚕丝被保温性的主要因素,蓬松性越好则储存的静止空气越多,保暖性就越好。一般用压缩率评价蚕丝被的蓬松性,用回复率评价蓬松状态的耐久性。蚕丝被的压缩回弹性越好,蚕丝被的保暖性和舒适性就越好[6]。弹性回复性不好的丝绵用久后会黏并、缠结,柔软性和保暖性随之降低,因此消费者隔一段时间需翻扯、拉松丝绵,才能使丝纤维蓬松、分散,重新恢复轻柔、舒适和保暖性好的特点,这给使用者带来不便。
对丝绵回复率进行比较,发现三种丝绵回复率存在显著性差异(P<0.05),其中双宫丝绵回复率96.4%,普通丝绵回复率93.2%,蛹衬丝绵回复率91.3%,以双宫丝绵*优,达到国家蚕丝被优等品的标准(回复率≥95%),其他两种丝绵仅达到一等品回复率的标准。对压缩率进行比较,双宫丝绵、普通丝绵及蛹衬丝绵压缩率依次为53.2%,51.3%,50.8%,三种丝绵压缩率亦存在显著差异(P<0.05),以双宫丝绵*高。可见双宫丝绵压缩回弹性优于其他两种丝绵,使用过程中其保暖性和耐久性会更好。

2.2 单丝纤维强伸力及纤度
分别从双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵三种原料中抽取30根蚕丝纤维,测定单丝强伸力及平均纤度,结果见表2和表3。

由于单丝强伸力测定难度大,需要测定的样品重复多,丝绵的强伸力不容易测定,因此国家蚕丝被标准在评定蚕丝被质量时无强伸力这项指标,但是纤维的强伸力直接影响着蚕丝被的加工性能和使用耐久性。由于丝绵片中纤维分布不均匀,粗细差异大,为了减少误差,从各个部位随机抽取了30根纤维来进行测定。对三种丝绵伸长率和强力进行比较,其中双宫丝绵断裂强力和断裂伸长两项指标都*高,其次是普通丝绵,*后是蛹衬丝绵。双宫丝绵与蛹衬丝绵断裂强力和断裂伸力率均存在显著差异(P <0.05)。
对平均纤度(表3)进行比较,双宫丝绵单丝纤维*粗,普通丝绵次之,蛹衬丝绵*细。通常纤度粗的蚕丝其抗弯刚度和抗弯弹性模量更高[7-8],抗弯刚度和抗弯弹性模量越高越有利于提高丝绵弹性回复率,保持丝绵蓬松性和保暖性。
无论是强伸力还是纤维粗细程度,双宫丝绵都优于其他两种丝绵。

2.3 丝绵形态特征
采用扫描式电子显微镜观察三种丝绵的网状结构,见图1。

由图1可见,双宫丝绵纤维粗且长,纵横交错的网络多;普通丝绵纤维略细,网络略少些;蛹衬丝绵丝条上的颣节多、纤维细,纵横交错网络少。上述差异受原料影响较大,双宫茧由两条蚕吐丝而成,两条丝会相互纠缠在一起,因此纵横交错多。蚕丝被的蓬松性除了与蚕丝纤维的刚性有关外,还与蚕丝在被胎中的分布状态相关,蚕丝的分布呈交叉网状,则蓬松性越好[9]。丝绵中纤维呈网状交错多,制成的被胎才能经久耐用,不易出现空洞和板结现象。
丝绵中蚕丝纤维长度也是影响蚕丝被品质和使用性能的重要因素,长丝制成的被胎中丝成良好的网状分布,使用中不易移位堆积,能较好地保持被胎的均匀性和蓬松性[9]。从电镜照片中可以粗略观察到双宫丝绵单丝纤维较长,而蛹衬丝绵单丝较短。
根据上述测定结果,综合分析双宫丝绵弹性回复性高于普通丝绵和蛹衬丝绵的原因:1)双宫茧由两条蚕吐丝结茧而成,两条蚕吐的丝相互纠缠在一起,丝缕排列紊乱,因此茧丝的卷曲就多,茧丝卷曲越多,越有利于提高蓬松性[10]。2)双宫茧丝纤维直径较粗,根据文献[7-8],粗纤维蚕丝的抗弯刚度和抗弯弹性模量更高,这有利于提高丝绵弹性回复性。3)双宫丝绵纵横交错的网络多,因此丝条之间不容易相互重叠嵌套,蓬松性高。

3 结 论
双宫丝绵弹性回复性好,纤度粗、强伸力高,纤维间纵横交错的网络多。各指标显著优于普通丝绵和蛹衬丝绵,其弹性回复性达到国家蚕丝被优等品标准。可见,加工高等级丝绵,工艺技术固然重要,但原料茧本身的品质对提高丝绵质量也很重要。双宫茧不适合于缫制常规生丝,但利用其特性可加工优质丝绵。



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