玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能.pdf

第 44 卷 第 7 期2023 年 7 月纺 织 学 报Journal of Textile ResearchVol.44,No.7Jul.,2023DOI:10.13475/j.fzxb.20220309801玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能周濛濛,蒋高明(江南大学 针织技术教育部工程研究中心,江苏 无锡 214122)摘 要为获得结构稳定且紧密的玻璃纤维衬经衬纬纬编管状(WKBT)织物,探讨了机上及机下因地组织捆绑线圈织缩造成衬纱弯曲起拱的衬纱露丝问题。采用添纱工艺及扩布装置制备了 4 种地组织结构及捆绑纱种类不同的 WKBT 织物,并分析了其外观形貌、横纵密及拉伸性能。结果表明:添纱组织可改善脱圈后捆绑线圈周向的织缩,但衬纱起拱现象仍存在;扩布装置的应用解决了衬纱起拱的问题,结合添纱工艺可制备结构稳定且紧密的WKBT 织物;4 种 WKBT 织物经扩幅后衬纱仍具有较高的拉伸模量和衬纱强力利用率,证明本文方法在消除织缩的同时,可制备性能优异的 WKBT 织物。关键词 纬编衬经衬纬管状织物;扩布装置;织缩;拉伸性能;衬纱强力利用率中图分类号:TS 183.4;TS 184.4 文献标志码:A 收稿日期:2022-03-29 修回日期:2022-05-12基金项目:泰山产业领军人才项目(20180224);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_2353)第一作者:周濛濛(1996),女,博士生。主要研究方向为针织复合材料。通信作者:蒋高明(1962),男,教授,博士。主要研究方向为功能针织面料与针织结构材料。E-mail:jgm 。连续纤维增强管状复合材料因其避免了材料拼接导致的结构缺陷,具有优良的整体性、结构稳定性和力学性能,可用于油气输送管道、民用输水管道、消防水带、管状滤料等领域。管状纺织增强体多采用编织、机织、非织、针织 4 种方法制备,其中管状针织增强体可用于制备净成形/近净成形的直管、L 形管、U 形管、T 形管1、Y 形管2等,受到了产业领域的高度关注。相互穿套的线圈结构赋予管状针织增强体良好的弹性和适形性,但该类管状织物难以满足产业领域对高强高模、低延伸性的纺织管状增强体的要求。与传统的管状针织物相比,纬编衬经衬纬管状(WKBT)织物以纬平针、罗纹等为地组织,将高性能纱线沿织物的轴向和周向衬入,以增强织物的结构稳定性和力学性能3。捆绑纱和衬纱作为 WKBT织物的重要组成部分,其横纵密共同影响织物的成形性4和尺寸稳定性。刘梁森等5制备了地组织为纬平针的超高分子量聚乙烯衬经衬纬管状织物,结果表明捆绑线圈的织缩易导致衬经衬纬管状织物在针筒内壁筒径收缩处起拱起皱,曲线针筒内壁和间歇式感应卷布机构的设计可消除因织缩产生的褶皱,使所制备的织物布面纹路清晰、线圈均匀、衬纱挺直。田菲6制备了以 1+1 罗纹为地组织的聚酯衬经衬纬管状织物,结果表明衬经纱、衬纬纱的张力及捆绑线圈机下的织缩易导致衬经纱、衬纬纱的外露,可通过优化衬纬纱纱嘴位置、控制衬经纱和衬纬纱张力等进行改善。王震等7通过探究高性能纱线的抗弯刚度和弯曲回复性能发现,碳纤维、玻璃纤维、高强聚乙烯纤维、芳纶的抗弯刚度依次减小,碳纤维、玻璃纤维、芳纶的弯曲回复性能依次减小,高强聚乙烯纤维的弯曲回复性能存在一定的波动性,并提出针对性地选择衬纱可改善织物的成形性,从而制备满足应用要求的织物增强体。玻璃纤维因其高强度、高模量、高性价比成为制备管状纺织增强体的重要材料8-9,但其脆性大、断裂伸长率小、耐扭折性差等特性使其可编织性差10,较少用于针织物的制备。现有研究发现将玻璃纤维作为衬纱衬入针织结构11-12,可减少编织过程中玻璃纤维的断裂损伤,然而到目前为止,将脆性纤维作为衬经纱、衬纬纱衬入纬编管状织物的研究鲜有报道。本文从编织工艺、扩布装置 2 个方面探讨了地组织为 1+1 罗纹、衬经纱和衬纬纱为玻璃纤维的 WKBT 织物在制备成形时的织缩问题,并分析了所制备的 WKBT 织物的拉伸性能,以期为玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的研发提供参考。第 7 期周濛濛 等:玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能 1 实验部分1.1 原 料本文 WKBT 织物采用的捆绑纱分别为聚酯(PET)和聚四氟乙烯纤维(PTFE),衬纱采用玻璃纤维(GF)。纱线的性能参数如表 1 所示。表 1 纱线的性能参数Tab.1 Performance parameters of yarns纱线名称线密度/tex断裂强力/N断裂伸长率/%抗弯力/mNPET150.014.2623.074.93PET216.75.5818.301.65PTFE55.58.5811.4522.69GF222.0123.622.6038.011.2 WKBT 织物结构及制备 WKBT 织物以 1+1 罗纹组织为绑缚系统,在编织过程中衬经纱和衬纬纱沿织物的轴向和周向衬入形成管状结构,如图 1(a)所示。1+1 罗纹组织由 1 个正面线圈纵行和 1 个反面线圈纵行相间配置;衬经纱竖直衬入 2 个相邻的正面线圈之间,在反面线圈正前方;衬纬纱衬入每个线圈横列,被正面线圈的圈柱包覆在内,拦在衬经纱前方(见图 1(b)。WKBT 织物从前到后分别为正面线圈、衬纬纱、衬经纱、反面线圈。其中,衬纬纱、衬经纱被正面线圈和反面线圈所夹持,捆绑纱、衬纬纱沿织物的编织方向螺旋上升,形成封闭的管状结构。WKBT 织物中衬经纱沿纵向平行顺直,衬纬纱沿周向呈螺旋形(螺旋角很小),该类织物能较好地发挥衬纱的潜能。WKBT 织物采用衬经衬纬圆纬机制备,其参数为:筒径 127 mm,机号 E9.5,针数 150 针,路数1 路。针盘与针筒呈 90配置,针盘织针与针筒织针呈相间交错对位。WKBT 织物以 1+1 罗纹为地组织,由捆绑纱、衬经纱、衬纬纱 3 个系统的纱线组成,其中衬经纱、衬纬纱不参与编织。织物的编织原理如图 1(c)所示。在织物成形过程中,针盘、针筒固定不动,针盘三角、针筒三角、捆绑纱导纱器、衬纬纱导纱器同步转动。在传动机构的作用下,针盘织针和针筒织针上的旧线圈从针钩中退至针杆上,完成退圈;捆绑纱依次垫入针筒织针和针盘织针针钩;衬经纱沿针筒 2 枚织针针槽之间的空隙垫入编织区域;衬纬纱沿针筒织针针背垫入编织区域,被新线圈的圈柱挡住,拦在衬经纱前方;在牵拉机构的作用下,形成图 1(a)所示的管状结构6,13。由于玻璃纤维耐折性较差,故本文采用重锤牵拉。在织物制备过程中,保持弯纱深度和牵拉力相同。图 1 WKBT 织物结构及编织示意图Fig.1 Structure and knitting of WKBT fabric.(a)Tubularstructure;(b)Sheet structure;(c)Schematicdiagram of knitting1.3 测试与表征1.3.1 织缩率测试 捆绑线圈赋予 WKBT 织物良好适形性的同时,影响其尺寸稳定性和外观形貌。针筒口处,由于织针的定位作用,WKBT 织物周向受张力,线圈分布均匀、外观清晰;线圈脱圈后,WKBT 织物周向张力消失,力求回复到受力前的状态从而产生了变形,即WKBT 织物的尺寸(圈距与圈高,即横密与纵密)发生变化。本文采用经干松弛处理后的织物尺寸收缩率(织缩率)作为衡量指标,分析地组织结构及捆绑纱种类对 WKBT 织物尺寸稳定性的影响。在室温为(202)、相对湿度为(652)%的标准环境中,考察 WKBT 织物静置 24 h 后织物的密度变化。将静置 24 h 后的 WKBT 织物沿轴向剪开,以 5cm内 线 圈 纵 行 数 表 示 织 物 的 横密(纵行/(5 cm),以 5 cm 内线圈横列数表示织物的纵密(横列/(5 cm)。用密度测试法计算织物横向和纵向的织缩率,N 代表织物的横纵密的线圈数,M 代表织物的总织缩率,织缩率的计算公式为M0i=(N1i-N0i)/N1i 100%,i=1,2331 纺织学报第 44 卷M=(1-(N01N02)/(N11N12)100%式中:N01、N02分别为织物的机上横密和机上纵密;N11、N12分别为静置 24 h 后织物的机下横密和机下纵密;M01、M02分别为静置 24 h 后织物的横向织缩率和纵向织缩率,%;M 为静置 24 h 后织物的总织缩率,%。1.3.2 拉伸性能测试 参考 GB/T 3923.1 2013纺织品 织物拉伸性能 第 1 部分:断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法),采用 MTS 万能材料试验机测试 WKBT 织物的 拉 伸 性 能,间 距 为 150 mm,拉 伸 速 率 为50 mm/min。将 WKBT 织物沿轴向剪开并制备 0和90的试样,其中 0为 WKBT 织物轴向衬纱方向(纵向),90为 WKBT 织物周向衬纱方向(横向)。拉伸试样尺寸及形状如图 2 所示。对 40 mm250 mm 的试样进行抽衬纱处理,确保宽度 25 mm 内无裁剪断裂的衬纱。图 2 WKBT 织物拉伸试样尺寸及形状Fig.2 Size and shape of tensile specimens of WKBT fabric采用衬纱强力利用率表征不同地组织结构及捆绑纱种类对玻璃纤维强力利用率的影响。衬纱断裂发生在 WKBT 织物拉伸断裂的第 1 个阶段,故本文取第 1 个阶段的衬纱拉伸断裂值进行计算。衬纱强力利用率14-15的计算公式为ef=PwPfNf 100%式中:ef为衬纱强力利用率,%;Pw为衬纱断裂的最大载荷,N;Pf为单根衬纱拉伸断裂的最大载荷,N;Nf为承受载荷的衬纱数量,根。同时,剪取长度为 300 mm 的 11 根玻璃纤维,两侧粘贴胶带并留有多余的纤维,采用万能材料试验机进行拉伸性能测试,间隔距离为 150 mm,拉伸速率为 50 mm/min。1.3.3 织物的基本性能测试 厚度测试。参照 GB/T 38201997纺织品和纺织制品厚度的测定,采用 YG141LA 数字式织物厚度仪测试织物厚度。压脚直径为 7.98 mm,压脚面积为 50 mm2,压力为 100 cN/cm2,加压时间为10 s。每个试样测试 10 次取平均值。面密度测试。参照 GB/T 46692008纺织品机织物 单位长度质量和单位面积质量的测定,采用高精度天平测试织物的面密度。采用切割器将每种试样切割成面积为 100 cm2的圆形试样,每个试样测试 3 次取平均值。形貌结构观察:采用 Dino-lite 工业显微镜将WKBT 织物放大 50 倍,采用 DinoCapture2.0 软件保存织物形貌图像。2 捆绑纱及地组织结构对织物织缩影响2.1 捆绑纱种类对织缩的影响 采用“捆绑纱-衬经纱-衬纬纱”的方式命名,制备了捆绑纱和衬纱不同的 3 种 WKBT 织物,分别命名为:PET1-PET1-PET1、PET1-GF-GF、PTFE-GF-GF。图 3 WKBT 织物实物图Fig.3 Physical images of WKBT fabrics2.1.1 WKBT 织物的外观形貌分析 WKBT 织物在机上及机下正反面的实物图如图 3 所示。在机上时,WKBT 织物轴向受牵拉力而伸直,此时 WKBT 织物的直径与衬纬纱沿织物周向的直径近似相等。针筒口捆绑线圈脱圈后,在牵拉力的作用下,捆绑线圈沉降弧向圈柱转移,线圈沿周向收缩而紧密排列,此时 WKBT 织物沿周向的直径变小;相邻捆绑线圈的收缩力迫使多余的衬纬纱弯曲在织物正面拱起,从而产生衬纱露丝的现象。相较于 PET1-PET1-PET1织物,纱支粗、刚度大的玻璃纤维在一定程度上阻止了周向织缩的发生,但线圈织缩的存在仍使得部分玻璃纤维衬纬纱弯曲外露。相较于 PET1-GF-GF 织物,捆绑纱采用硬挺且弹性小的 PTFE 时,织物正面衬纬纱外露的数量减少。WKBT 织物下机后轴向张力消失,织物沿轴向431第 7 期周濛濛 等:玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能 和周向收缩导致衬经纱、衬纬纱在织物正面及反面拱起。正面露丝现象比织物反面严重,这是由于织物反面衬经纱拦在衬纬纱前面,阻挡了部分衬纬纱在织物的反面拱起。2.1.2 WKBT 织物的织缩率分析 WKBT 织物织缩率与捆绑纱及衬纱的种类相关,其织缩率测试结果如表 2 所示。可看出,当捆绑纱种类相同时,衬纱线密度大,织物的总织缩率越大,织物越密实。当衬纱种类相同时,采用较为硬挺且弹性小的捆绑纱,织物的总织缩率小,织物下机后因织缩而弯曲的衬经纱、衬纬纱的数量减少。表 2 WKBT 织物的横纵密与织缩率Tab.2 Transverse and longitudinal density and shrinkage of WKBT fabris机上织物密度机下织物密度织缩率(24 h)/%织物名称地组织结构N01/(纵行(5 cm)-1)N02/(横列(5 cm)-1)N11/(纵行(5 cm)-1)N12/(横列(5 cm)-1)M01M02MPET1-PET1-PET119.729.539.830.650.503.5952.28PET1-GF-GF1+1 罗纹19.733.939.237.549.749.6054.57PTFE-GF-GF19.731.836.732.546.322.1547.48PETFB2-PET1-GF-GF1+1 罗纹添纱19.753.224.055.017.923.2720.60PTFEFB-PTFE-GF-GF19.744.328.047.829.647.3234.792.2 地组织结构对添纱织物织缩的影响2.2.1 添纱 WKBT 织物的组织结构分析 由 2.1 节分析可知,现有工艺制备的 WKBT 织物结构稀疏,织物下机后由于地组织的织缩产生了严重的露丝现象,故在其它编织条件不变的情况下,需调整地组织结构的设计以改善织物的外观质量及尺寸稳定性。添纱组织是指部分线圈或全部线圈由2 根或 2 根以上的纱线按照一定的规律配置在针织物中,相较于 1+1 罗纹组织,添纱组织将在一定程度上提高线圈形态的稳定性。将添纱组织作为 WKBT 织物的地组织,其编织原理如图 4(a)所示。在编织过程中,罗纹正面添纱、罗纹捆绑纱垫入针筒织针针钩,针筒织针略微回升,此时一部分罗纹捆绑纱被放松,同罗纹反面添纱一起垫入针盘织针针钩;衬纬纱沿针筒织针针背垫入编织区域,被新线圈的圈柱挡住,拦在衬经纱前方;在重锤牵拉下,形成图 4(b)所示的管状结构。此时添纱 WKBT 织物由正面添纱、反面添纱、捆绑纱、衬经纱、衬纬纱 5 个纱线系统组成,从前到后依次为罗纹正面添纱、罗纹正面线圈、衬纬纱、衬经纱、罗纹反面添纱、罗纹反面线圈。为避免跳纱等疵点出现在织物正面,采用较大的捆绑纱给纱张力,正面添纱的给纱张力次之,以获得均匀稳定的添纱效果。采用“添纱-捆绑纱-衬经纱-衬纬纱”的方式命名,织物正面添纱(F)、反面添纱(B)、正反面添纱(FB),制备了 2 种添纱 WKBT 织物,分别为:PETFB2-PET1-GF-GF、PTFEFB-PTFE-GF-GF。图 4 添纱 WKBT 织物结构Fig.4 Structure of plaited WKBT fabric.(a)Schematic diagram of knitting;(b)Schematic diagram of structure2.2.2 添纱 WKBT 织物的外观形貌分析 添纱组织在一定程度上改善了织物的尺寸稳定性和外观形貌,但织物表面的露纱现象依旧存在(见图 5 织物机上正面结构)。由于单丝的覆盖能 力 小 于 复 丝,织 物 孔 隙 率 大,PTFEFB-PTFE-GF-GF织物表面衬纬纱起拱产生的露丝现象严重。添纱使得 PETFB2-PET1-GF-GF、PTFEFB-PTFE-GF-GF 横向缩率减小,织物管径大于针筒筒径导致管状织物表面褶皱产生。2.2.3 添纱 WKBT 织物的织缩率分析 地组织为添纱组织的 WKBT 织物的织缩率测试结果如表 2 所示。相较于无添纱织物,添纱组织531 纺织学报第 44 卷图 5 添纱 WKBT 织物实物图Fig.5 Physical images of plaited WKBT fabrics减弱了织物沿周向收缩,所制备的织物总织缩率小,织物更加密实、硬挺。2.3 扩幅对 WKBT 织物织缩的影响 由 2.1 和 2.2 节综合分析可知,衬经纱、衬纬纱相同时,地组织结构及捆绑纱种类在一定程度上影响了织物的尺寸稳定性和外观形貌。由图 5 可知,地组织为添纱组织时,WKBT 织物的管径大于针筒的筒径,造成织物表面出现褶皱。织物在离开针筒后褶皱消失,但织缩产生的衬纱弯曲起拱依旧存在。针筒的筒径在一定程度上影响了织物在编织过程中的外观形貌,鉴于现有机型在改造针筒方面存在一定的局限性,采用扩布装置来改善 WKBT 织物的尺寸稳定性和外观形貌。本文研发了适用于 WKBT 织物的扩布装置,其结构包括圆台形芯筒、圆柱形芯筒、导布滑块架、弧形凹槽、方形凹槽等,如图 6(a)所示。在预扩幅实验中,采用直径为 90 mm 的空心铝管(见图 6(b)对织物进行扩幅,由于该铝管的圆柱形芯筒外径小,扩幅后仍存在衬纬纱起拱的现象。衬纬纱沿周向完全伸直长度约为针筒针外径(120 mm)的周长。综合考虑扩布装置的直径和质量,本文采用亚克力管制备了外径为 115 mm 的圆柱形芯筒进行扩幅。4 种 WKBT 织物经扩幅后衬纬纱伸直,织物表面露丝现象减少,如图 7 所示。由于玻璃纤维具有较好的抗弯刚度和强度,扩幅后的 WKBT 织物下机后几乎不产生织缩,织物平整,衬经纱和衬纬纱伸直。由于采用同一圆柱形芯筒扩幅,4 种 WKBT 织物经扩幅后横密相同(见表 3)。相较于以 PET 为捆绑纱的 WKBT 织物,以 PTFE 为捆绑纱的 WKBT织物更加密实,这是由于 PTFE 纤维弹性小,扩幅后织物沿纵向收缩大,织物更加密实。相较于地组织图 6 衬经衬纬圆纬机扩布装置示意图和实物图Fig.6 Schematic diagram(a)and physical image(b)of spreading device of biaxial circularweft-knitted machine图 7 扩幅后 WKBT 织物实物图Fig.7 Physical images of WKBT fabricsafter spreading 无添纱的 WKBT 织物,添纱组织使织物的纵密增加,机下织物更密实。631第 7 期周濛濛 等:玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能 表 3 扩幅后 WKBT 织物的横纵密Tab.3 Transverse and longitudinal density of WKBTfabric after spreading织物名称机上织物密度扩幅后织物密度N01/(纵行(5 cm)-1)N02/(横列(5 cm)-1)N11/(纵行(5 cm)-1)N12/(横列(5 cm)-1)PET1-GF-GF19.733.920.844.0PTFE-GF-GF19.731.820.848.0PETFB2-PET1-GF-GF19.753.220.862.0PTFEFB-PTFE-GF-GF19.744.320.886.0图 9 载荷-位移曲线Fig.9 Load-displacement curves.(a)11 glass fibers;(b)0 sample;(c)90 sample3 WKBT 织物的拉伸性能拉伸性能是织物重要的力学性能之一。在WKBT 织物及其增强复合材料中,衬纱起主导作用,当衬纱断裂失效时,WKBT 织物失效。通过拉伸性能测试,探究编织工艺及扩布装置对 WKBT 织物衬经纱及衬纬纱强力利用率的影响,测试并分析了4 种 WKBT织物(PET1-GF-GF、PTFE-GF-GF、PETFB2-PET1-GF-GF、PTFEFB-PTFE-GF-GF)的拉伸失效机制。4 种 WKBT 织物的基本性能如表 4 所示。图 8 为织物原样的显微镜照片。表 4 4 种 WKBT 织物的基本性能Tab.4 Basic properties of four WKBT fabrics织物名称厚度/mm面密度/(g cm-2)PET1-GF-GF1.000.04380.008.00PTFE-GF-GF0.840.03416.506.50PETFB2-PET1-GF-GF1.280.07683.005.00PTFEFB-PTFE-GF-GF1.600.09954.004.003.1 载荷-位移曲线 WKBT 织物的载荷-位移曲线如图 9 所示。WKBT 织物的拉伸失效过程主要分为衬纱形变、线圈形变、衬纱断裂 3 个阶段。拉伸初始阶段,载荷-图 8 WKBT 织物的显微镜照片(50)Fig.8 Microscopic images of WKBT fabrics(50)位移曲线呈非线性,此时加捻的玻璃纤维逐渐伸直;绑缚系统线圈沿横向收缩产生变形,主要表现为针编弧和沉降弧向圈柱转移(0试样),圈柱向针编弧和沉降弧转移(90试样)。随着拉伸的继续,由于衬经纱沿纵向(0)平行顺直,0试样的载荷-位移曲线呈近线性;由于衬纬纱沿周向呈螺旋形,与横向(90)存在一定的夹角,玻璃纤维沿拉伸载荷方向伸直变细直至断裂,因此,90试样的载荷-位移曲线存在小波动,衬纬纱断裂时的位移大于玻璃纤维的断裂位移。在 WKBT 织物拉伸的过程中,衬纱承担主要的拉伸载荷;绑缚系统线圈的断裂伸长率较大,在织物拉伸失效过程中主要产生形变,并承担较小的力学性能。3.2 衬纱性能3.2.1 衬纱强力利用率在 WKBT 织物沿 0方向拉伸失效过程中,衬经纱承担主要的拉伸载荷,如图 10 所示。PET1-GF-GF 的衬纱强力利用率最高为 70.48%,而 PTFEFB-PTFE-GF-GF 的衬纱强力利用率最低为 46.02%。当地组织结构均为 1+1 罗纹或 1+1 罗纹添纱时,采用较为柔软的 PET 纤维作为编织纱或添纱的WKBT 织物具有更高的衬纱强力利用率。当编织纱或添纱种类相同时,采用 1+1 罗纹为地组织的731 纺织学报第 44 卷WKBT 织物具有更高的衬纱强力利用率。这是因为地组织为 1+1 罗纹添纱组织时,虽然阻止了脱圈后捆绑线圈沿周向收缩,但从针筒口到扩布装置之间织缩仍存在;织物沿周向收缩后衬纱受到的挤压增加,导致在扩幅中衬纱因摩擦而产生的损伤增加,使衬纱强力利用率下降。在 WKBT 织物沿 90方向拉伸失效过程中,衬纬纱承担主要的拉伸载荷,其拉伸性能测试结果如图 11 所示。其中 PETFB2-PET1-GF-GF 的衬纱强力利用率最高(为 84.68%),PTFEFB-PTFE-GF-GF的衬纱强力利用率最低(为 62.09%)。当捆绑纱均为 PET 纤维时,相较于 PET1-GF-GF,PETFB2-PET1-GF-GF 具有更高的衬纱强力利用率,这是由于 PET纤维柔软,将其作为添纱在阻止织物沿周向收缩的同时,可减少衬纱的损伤。当地组织均为 1+1 罗纹组织时,PTFE-GF-GF 具有更高的衬纱强力利用率,这是因为 PTFE 纤维硬挺而弹性小,脱圈后织物沿周向收缩减少,衬纱因挤压产生的损伤较少。当地组织均为 1+1 罗纹添纱组织时,织物紧度增加,由于 PTFE 纤维作为添纱时对衬纱的挤压大,导致更多的衬纱损伤,故 PTFEFB-PTFE-GF-GF 的衬纱强力利用率较低。3.2.2 衬纱断裂强力及弹性模量WKBT 织物的衬纱断裂强力及弹性模量测试结果如图 10、11 所示。由于织物纵密相同,织物沿 0方向的衬纱断裂强力与衬纱强力利用率呈正比。织物沿 90方向的衬纱断裂强力随衬纬纱数量的增加而增加。地组织结构及紧度是影响衬纱弹性模量的重要原因。地组织为添纱组织时,WKBT 织物的纵密增大,同时增加了衬纱因挤压产生不同程度的损伤,导致衬纱弹性模量的降低及不稳定性增加,故PTFEFB-PTFE-GF-GF 的弹性模量较低。无添纱时,采用较为硬挺的 PTFE 纤维制备的 WKBT 织物在 0和 90方向都具有较高的弹性模量。注:1#PET1-GF-GF;2#PTFE-GF-GF;3#PETFB2-PET1-GF-GF;4#PTFEFB-PTFE-GF-GF。图 10 WKBT 织物纵向拉伸性能Fig.10 Longitudinal tensile properties of WKBT fabric.(a)Strength efficiency;(b)Break strength;(c)Elastic modulus注:1#PET1-GF-GF;2#PTFE-GF-GF;3#PETFB2-PET1-GF-GF;4#PTFEFB-PTFE-GF-GF。图 11 WKBT 织物横向拉伸性能Fig.11 Transverse tensile properties of WKBT fabric.(a)Strength efficiency;(b)Break strength;(c)Elastic modulus4 结 论 本文通过制备衬经纱、衬纬纱为玻璃纤维的纬编衬经衬纬管状(WKBT)织物,针对衬纱露丝现象展开分析,研究了添纱组织、扩布装置对衬纱弯曲起拱的影响,并对所制备的 4 种 WKBT 织物(PET1-GF-GF、PTFE-GF-GF、PETFB2-PET1-GF-GF、831第 7 期周濛濛 等:玻璃纤维衬经衬纬纬编管状织物的制备及其拉伸性能 PTFEFB-PTFE-GF-GF)的性能进行分析。1)相较于无添纱的 WKBT 织物,添纱组织减弱了 WKBT 织物在机上时的周向收缩。织缩的存在仍使部分衬纱弯曲起拱,但起拱衬纱数量减少。2)扩布装置的应用,使织物在周向受到扩幅张力的情况下被牵伸,所制备的织物线圈清晰、衬纱伸直。地组织为添纱的 WKBT 织物经扩幅后,织物紧密且稳定。3)所制备的 4 种 WKBT 织物具有较好的拉伸性能,通过合理选择地组织结构、捆绑纱种类,经扩幅后可获得结构稳定、性能优异的 WKBT 织物。FZXB参考文献:1 秦晓,秦曦.系列横机管状织物的设计与应用J.毛纺科技,2021,49(5):15-19.QIN Xiao,QIN Xi.Design and application of tubularfabric knitted by flat knitting machineJ.Wool TextileJournal,2021,49(5):15-19.2 陈曦,缪旭红,刘青,等.全成形 Y 形三通管织物编织工艺设计J.纺织学报,2021,42(5):73-78.CHEN Xi,MIAO Xuhong,LIU Qing,et al.Knittingprocess design of fully-fashioned Y-shaped three-waypipe fabrics J.Journal of Textile Research,2021,42(5):73-78.3 周濛濛,蒋高明,高哲,等.纬编衬经衬纬管状织物增强复 合 材 料 研 究 进 展 J.纺 织 学 报,2021,42(7):184-191.ZHOU Mengmeng,JIANG Gaoming,GAO Zhe,et al.Research progress in weft-knitted biaxial tubular fabricreinforced compositesJ.Journal of Textile Research,2021,42(7):184-191.4 张艳明,邱冠雄,姜亚明.纬编双轴向多层衬纱织物的几何结构J.针织工业,2005(4):11-14.ZHANG Yanming,QIU Guanxiong,JIANG Yaming.Geometrical structure of multi-layered biaxial weft knittedfabricsJ.Knitting 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ductility,glass fiber WKBT fabric with warp and weft lining yarns constructedusing 11 rib structure was designed and discussed,and the tensile properties of WKBT fabric were evaluated.Method Four types of WKBT fabrics,i.e.,PET1-GF-GF,PTFE-GF-GF,PETFB2-PET1-GF-GF,andPTFEFB-PTFE-GF-GF,with different stitch structures and binding yarns were prepared by plaiti