二醋酯長絲結(jié)構(gòu)性能和空氣變形短纖化研究.pdf

1、二醋酯長絲在上世紀20年代就實現(xiàn)了工業(yè)化，是纖維素纖維的主要品種之一。在過去相當長的時期內(nèi)，二醋酯長絲主要用于高檔服裝的里料。到20世紀末，二醋酯長絲的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了明顯變化，形成了服裝面料、里料和服飾等三分天下的格局。但是，二醋酯纖維的生產(chǎn)技術(shù)至今仍由為數(shù)不多的幾家跨國公司所壟斷，我國對二醋酯長絲的紡絲及產(chǎn)品開發(fā)等原創(chuàng)性工作的報道幾乎為空白。本文首先對二醋酯長絲的紡絲及其結(jié)構(gòu)性能進行研究，并嘗試開發(fā)二醋酯/合纖長絲復(fù)合空變紗，最后著重

2、考察了二醋酯長絲的空變短纖化工藝及其形態(tài)特征和評價。本文以開發(fā)紡織用二醋酯長絲為目的，借鑒煙用二醋酸絲束紡絲設(shè)備和工藝，紡制二醋酯長絲，分析了紡絲工藝參數(shù)對二醋酯纖維物理性能的影響。當其它紡絲工藝參數(shù)一致時，采用較高的紡絲液濃度，纖維強度較高；紡絲液濃度相同時，纖維強度隨殘余溶劑量的升高而增大：熱空氣溫度升高時，纖維質(zhì)量比電阻減??；紡絲液濃度降低，纖維質(zhì)量比電阻增大。采用TG、DSC、X—射線衍射和掃描電境等測試技術(shù)對二醋酯纖維的熱性能

3、、結(jié)晶、取向和形態(tài)等結(jié)構(gòu)特性進行測試。結(jié)果表明二醋酯纖維在220～260℃這個溫度范圍內(nèi)發(fā)生分解，DSC譜圖上有兩個特征熔融峰，說明這種纖維可能存在兩種晶型結(jié)構(gòu)；纖維的結(jié)晶度和取向度都很低，因此強度和耐磨性較差；纖維橫截面呈不規(guī)則方齒形，側(cè)面有溝槽。針對纖維強度偏低的特點，采用干熱和濕熱兩種條件來處理(松弛和張緊狀態(tài))二醋酯長絲，研究了處理溫度、時間和張力對纖維強伸性能的影響。經(jīng)松弛干熱處理后，纖維強伸性能變化不顯著；經(jīng)張緊干熱處理后，

4、纖維強伸性能發(fā)生較大變化；將張緊干熱處理和濕熱松弛處理結(jié)合應(yīng)用，纖維強伸性能變化更明顯。其次，本文將空氣變形加工應(yīng)用于二醋酯長絲，分析了成紗及其織物的性能特點。發(fā)現(xiàn)：二醋酯長絲的空氣變形加工不能應(yīng)用較高的噴嘴壓力，否則變形加工不能順利進行；二醋酯空變紗的強度和斷裂伸長率很低，后續(xù)加工的技術(shù)要求較高。二醋酯面料的拉伸強力和撕裂強力較低、耐磨性能較差，但抗起毛起球性能良好，且光澤柔和，手感柔軟。鑒于上述結(jié)果，根據(jù)優(yōu)勢互補、取長補短的設(shè)計原則

5、，本文將二醋酯長絲與滌綸、錦綸等合纖長絲復(fù)合，開發(fā)皮芯型二醋酯/合纖長絲復(fù)合空變紗，研究了芯絲特性對復(fù)合空變紗性能的影響，同時分析了二醋酯/滌綸復(fù)合空變紗的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。實驗結(jié)果顯示：合纖長絲的引入使得二醋酯長絲的空氣變形加工可以應(yīng)用較高的噴嘴壓力，因此變形效果理想，而且工藝過程穩(wěn)定；皮芯型二醋酯/合纖長絲復(fù)合空變紗的沸水收縮率和強伸性能主要由芯絲決定；三維視頻顯微照片顯示二醋酯/滌綸復(fù)合空變紗的表面出現(xiàn)一些二醋酯纖維斷頭，說明二醋酯長

6、絲在空變紗表面形成絲圈絲弧的同時發(fā)生了短纖化效應(yīng)；皮絲超喂率較小時，成紗絲圈絲弧和毛羽個數(shù)隨高度增加不斷減少，基本呈指數(shù)分布，主要集中在0.5 mm處；隨皮絲超喂率增加，絲圈絲弧和毛羽的高度逐漸呈二次曲線分布，主要集中在0.5～1.5mm高度范圍。 關(guān)于二醋酯長絲空變短纖化加工工藝的研究，本文分析了單一工藝參數(shù)和Texspun裝置對短纖化程度的影響，比較了不同皮絲的空變短纖化現(xiàn)象，并通過正交試驗對二醋酯長絲的短纖化效應(yīng)以及成紗性

7、能進行綜合優(yōu)化。皮絲超喂率對毛羽數(shù)的影響沒有明顯規(guī)律；芯絲超喂率提高，毛羽數(shù)略有減少；噴嘴壓力提高，毛羽數(shù)稍稍增加；變形速度加快，毛羽數(shù)趨于減少；欠喂率提高，毛羽數(shù)的變化不明顯；采用皮絲給濕時，毛羽數(shù)最多。總體看，在單一空氣變形工藝條件下，二醋酯長絲的空變短纖化效應(yīng)不夠突出，即復(fù)合空變紗表面的二醋酯纖維毛羽數(shù)量增加較小。經(jīng)Texspun裝置加工后，成紗毛羽數(shù)和圈弧數(shù)都有增加，其中毛羽數(shù)的增加幅度較圈弧數(shù)大，但成紗強度和絲圈穩(wěn)定性不受影響

8、。喂入皮紗不同，圈弧數(shù)和毛羽數(shù)增加的幅度不同。喂入皮絲為滌綸或錦綸長絲時，毛羽數(shù)和圈弧數(shù)的增加幅度較小；皮紗為二醋酯長絲時，毛羽數(shù)或圈弧數(shù)的增加幅度較大，常規(guī)空變紗和Texspun紗的毛羽數(shù)均為最大。正交試驗分析表明，對毛羽數(shù)影響最顯著的因素是變形速度，其次是噴嘴壓力；芯絲超喂率是影響成紗強度和不穩(wěn)定度的主要因素；皮絲超喂率則是紗芯膨松度的主要影響因素。關(guān)于二醋酯長絲空變短纖化特征及評價的研究，本文首先對二醋酯長絲的空變短纖化形態(tài)與已有

9、文獻報道的二醋酯纖維斷裂特征以及二醋酯纖維在不同拉伸速度下的拉伸斷裂形態(tài)進行比較研究，然后結(jié)合空氣變形加工中的作用力分析，探討了二醋酯長絲空變短纖化現(xiàn)象的發(fā)生機理，最后以具有不同短纖化程度的二醋酯/滌綸復(fù)合空變紗為對象，研究短纖化效應(yīng)對成紗表面性能的影響。認為：二醋酯長絲在空氣變形加工中，部分單絲發(fā)生斷裂而在空變紗表面形成自由毛羽端頭的現(xiàn)象，主要由常規(guī)速度下的拉伸作用造成，所以二醋酯纖維的低強度是其空變短纖化效應(yīng)產(chǎn)生的主要因素；二醋酯長