“PTT形狀記憶織物”的特性機理與測試方法研究.pdf

1、“PTT形狀記憶織物”是2006年以來開發(fā)的以聚對苯二甲酸丙二醇酯（簡稱PTT）長絲織造的一大類新型輕薄高密面料，其宏觀效果類似于金屬纖維的混纖面料，具有突出的易塑形性和折痕回復(fù)性?！癙TT形狀記憶織物”一經(jīng)上市就受到廣泛關(guān)注和消費者的青睞，國內(nèi)外企業(yè)紛紛投入巨資研發(fā)該產(chǎn)品，但是作為一種新型面料，缺乏相關(guān)理論和技術(shù)支撐，產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定，企業(yè)開發(fā)難度很大。
　　 本文針對“PTT形狀記憶織物”在研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和使用過程中遇到的難題

2、，深入探索“PTT形狀記憶織物”回復(fù)原始形狀的誘因，以揭示該面料的最佳護理條件;根據(jù)“PTT形狀記憶織物”的特性自行設(shè)計其塑形性和折痕回復(fù)性的測試評價方法，掃清行業(yè)間交流障礙;本文還深入研究了“PTT形狀記憶織物”的特性機理并提出該類織物的制造技術(shù)關(guān)鍵，為面料研發(fā)者及服裝設(shè)計師提供理論和實踐參考。本文的主要研究方法、成果和結(jié)論如下:
　　 為了研究“PTT形狀記憶織物”回復(fù)原始形狀的誘因，分析該織物回復(fù)原始形狀的可能影響因素及參

3、考消費者使用中的信息反饋，設(shè)計試驗分別研究外力、溫度、外力與溫度聯(lián)合的3種外界條件對該織物折皺回復(fù)性的影響。
　　 對于溫度的作用，首先使“PTT形狀記憶織物”在一定條件下產(chǎn)生折痕，然后分別在不同溫度下自然回復(fù)一定時間，最后測試其折皺回復(fù)角，分析織物在不同溫度條件下的折皺回復(fù)情況;試驗結(jié)果表明，溫度對“PTT形狀記憶織物”經(jīng)緯向的回復(fù)性能均無明顯影響，當(dāng)溫度升至PTT聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時，織物的折皺回復(fù)角沒有顯著提高。

4、r>　　 對于外力的作用，采用兩種不同的施力方式，第一種施力方式，使具有一定折痕的織物一端固定在自制懸臂梁上，另一端被施以不同的張力，再使勻速轉(zhuǎn)動的懸臂梁拖動織物在一光滑的固定圓柱表面上做勻速的左右往復(fù)運動，一定時間后輕輕卸下織物，使其在自然狀態(tài)下回復(fù)一定時間，待變形充分穩(wěn)定后，測試織物的折皺回復(fù)角，分析在該施力方式下的織物折皺回復(fù)情況;試驗結(jié)果顯示，很小的力就能使“PTT形狀記憶織物”的經(jīng)緯向折皺回復(fù)率達到80％～90％，說明這種施

5、力方式能使“PTT形狀記憶織物”很好的回復(fù)原始狀態(tài)。第二種施力方式是熨燙式施力方式（壓力為主、張力為輔），亦即采用一個低溫模擬熨斗對織物進行作用，模擬熨斗的溫度為20℃，首先使織物在一定條件下產(chǎn)生折痕，然后分別使重量不同的低溫熨斗作用于該織物，待織物回復(fù)一定時間后，測試其折皺回復(fù)角，分析在該作用力下的織物回復(fù)情況;試驗結(jié)果顯示，該種施力方式也能使“PTT形狀記憶織物”很好的回復(fù)原始平展?fàn)顟B(tài)，很小的力，5.0N/cm2，折皺回復(fù)率就超出8

6、0％。另外，通過對比以上兩種施力方式，發(fā)現(xiàn)模擬熨斗的作用力在實際操作中方便易行、織物復(fù)平效果突出。
　　 對于外力與溫度聯(lián)合作用的影響，首先使織物在一定條件下產(chǎn)生折痕，然后采用上述模擬熨斗對織物進行作用，作用力大小為5.0N/cm2，讓模擬熨斗的溫度變化，待織物回復(fù)一定時間后，測試其折皺回復(fù)角，分析力值大小一定的情況下，溫度變化對織物回復(fù)性的影響;試驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度低于和高出聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，施加同樣的力，該織物的折皺

7、回復(fù)率卻沒有顯著變化，故認為力是影響“PTT形狀記憶織物”回復(fù)原始形狀的主要因素（誘因）。
　　 為了探尋“PTT形狀記憶織物”特性的評價方法，分別設(shè)計試驗研究其弧度塑形性、非熨燙式褶裥塑形性和力刺激折痕回復(fù)性的測試評價方法。對于織物弧度塑形性的直接評價，采用自制的塑形模型使織物產(chǎn)生弧度造型，并用弧度塑形高度H表征織物弧度塑形性的強弱;試驗結(jié)果顯示，不同廓形服裝所用面料的弧度塑形高度具有明顯差異，評價指標(biāo)H的大小能較好地反映面料

8、的大致用途，突出弧度造型的“傘式”、“郁金香式”服裝面料的弧度塑形高度大大高于制服類和懸垂類面料，而突出平面造型的襯衣、夾克類面料的弧度塑形高度居中。對于織物弧度塑形性的間接評價，在深入分析織物弧度造型變形特點的基礎(chǔ)上，認為該造型主要由彎曲和剪切兩種變形組成，且弧度造型應(yīng)該是織物變形后的滯后或殘余變形，因此在KES系統(tǒng)的原有力學(xué)指標(biāo)基礎(chǔ)上定義了兩個新指標(biāo):殘余彎曲曲率和殘余剪切變形，同原有KES力學(xué)指標(biāo)合并作為自變量與織物弧度塑形高度H

9、作多元相關(guān)分析，最后得到用織物力學(xué)指標(biāo)表示其弧度塑形性的回歸方程;分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，織物弧度塑形性實際上是其剪切滯后性和殘余彎曲變形的綜合體現(xiàn)，可以用經(jīng)向剪切滯后量評價織物經(jīng)向及45°方向的弧度塑形性，而緯向弧度塑形性則可以用緯向殘余彎曲曲率評價。對于織物非熨燙式褶裥塑形性的評價，采用褶裥保持率表征各織物的褶裥塑形性;試驗結(jié)果顯示，各類織物的褶裥保持率差異明顯，該指標(biāo)能夠反映各類織物的非熨燙式褶裥塑形性。對于織物力刺激折痕回復(fù)性的評價，采用

10、本文探索出來的模擬熨斗式的作用力刺激織物回復(fù)的試驗方法，測試評價各類織物的折痕回復(fù)性;試驗結(jié)果表明，力刺激后，各類織物的折痕回復(fù)率差異明顯，該試驗方法可用于測試評價織物的力刺激折痕回復(fù)性，而且試驗結(jié)果還顯示，PTT面料對該作用力最為敏感。
　　 為了探究“PTT形狀記憶織物”的特性機理，基于前文研究，設(shè)計試驗深入研究了該織物折痕回復(fù)性和弧度塑形性的機理，進而在分析總結(jié)以上特性影響因素的基礎(chǔ)上，提出了該類織物的制造技術(shù)要領(lǐng)。

11、>　　 對于“PTT形狀記憶織物”折痕回復(fù)性機理的研究，自行設(shè)計了從折皺織物中拆出紗線并測試紗線折痕回復(fù)角的試驗，通過對比織物與其中拆出紗線的折痕回復(fù)率發(fā)現(xiàn)，“PTT形狀記憶織物”的折痕回復(fù)率為36％左右，而其紗線脫離織物后的折痕回復(fù)率卻接近80％，基本回復(fù)平展?fàn)顟B(tài)，由此可見PTT紗線具有良好的彈性回復(fù)性，是“PTT形狀記憶織物”特殊的制造技術(shù)所形成的纖維間及紗線間的強大摩擦力阻礙了其彈性回復(fù)。因此“PTT形狀記憶織物”的折痕回復(fù)機理

12、應(yīng)該是，該織物在變形后，其內(nèi)部強大的內(nèi)摩擦力阻礙了織物回復(fù)，但是當(dāng)外力作用消除該摩擦力后，PTT紗線優(yōu)異的彈性回復(fù)性就得以發(fā)揮，使織物基本回復(fù)原始狀態(tài)。
　　 對于“PTT形狀記憶織物”弧度塑形性機理的研究，自行設(shè)計了從織物中抽拔紗線的試驗，并提取織物中經(jīng)緯紗交錯單元單位面積的摩擦力F作為特征指標(biāo)表征各織物中紗線間摩擦力的大小。試驗結(jié)果顯示，“PTT形狀記憶織物”和PET仿記憶織物的F值均較大，遠高于普通PET織物、毛織物及絲織

13、物。為了檢驗本文所提出的特征指標(biāo)F的應(yīng)用價值，以及研究F的大小與織物弧度塑形性間的關(guān)系，進而研究“PTT形狀記憶織物”弧度塑形性的機理，對F和能代表織物弧度塑形性的織物力學(xué)指標(biāo)進行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，織物F值與其弧度塑形性間具有極高的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達0.92。該結(jié)果有力地證明了“PTT形狀記憶織物”的弧度塑形性機理，即織物弧度塑形性的優(yōu)劣是其內(nèi)部紗線間摩擦力大小的反映，是織物中強大的紗線間摩擦力所提供的織物粘性使“PTT形狀記憶織

14、物”具有較好的弧度塑形性。另外，分析結(jié)果也證明本文所提出的用于表征各織物內(nèi)紗線間摩擦力大小的特征指標(biāo)F能夠有效地反映各織物內(nèi)摩擦力的大小。
　　 最后，從纖維原料、紗線結(jié)構(gòu)、織物結(jié)構(gòu)和后整理技術(shù)4個方面入手，分析總結(jié)出“PTT形狀記憶織物”及具有類似特性的易塑形、保形和易護理織物的制造技術(shù)關(guān)鍵:選擇單絲和復(fù)絲線密度較低、彈性回復(fù)率較高、結(jié)構(gòu)緊密的長絲作為原料，以PTT的FDY長絲為首選;經(jīng)緯絲弱捻或無捻;采用緊密組織且要高密織造