二醋酯長絲結構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，二醋酯長絲主要用于高檔服裝的里料。到20世紀末，二醋酯長絲的應用領域發(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，二醋酯纖維的生產技術至今仍由為數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構性能進行研究，并嘗試開發(fā)二醋酯/合纖長絲復合空變紗，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備和工藝，紡制二醋酯長絲，分析了紡絲工藝參數對二醋酯纖維物理性能的影響。當其它紡絲工藝參數一致時，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，纖維質量比電阻減小；紡絲液濃度降低，纖維質量比電阻增大。采用TG、DSC、X—射線衍射和掃描電境等測試技術對二醋酯纖維的熱性能

3、、結晶、取向和形態(tài)等結構特性進行測試。結果表明二醋酯纖維在220～260℃這個溫度范圍內發(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構；纖維的結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。經松弛干熱處理后，纖維強伸性能變化不顯著；經張緊干熱處理后，

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合應用，纖維強伸性能變化更明顯。其次，本文將空氣變形加工應用于二醋酯長絲，分析了成紗及其織物的性能特點。發(fā)現：二醋酯長絲的空氣變形加工不能應用較高的噴嘴壓力，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。鑒于上述結果，根據優(yōu)勢互補、取長補短的設計原則

5、，本文將二醋酯長絲與滌綸、錦綸等合纖長絲復合，開發(fā)皮芯型二醋酯/合纖長絲復合空變紗，研究了芯絲特性對復合空變紗性能的影響，同時分析了二醋酯/滌綸復合空變紗的形態(tài)結構特征。實驗結果顯示：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/滌綸復合空變紗的表面出現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；皮絲超喂率較小時，成紗絲圈絲弧和毛羽個數隨高度增加不斷減少，基本呈指數分布，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象，并通過正交試驗對二醋酯長絲的短纖化效應以及成紗性

7、能進行綜合優(yōu)化。皮絲超喂率對毛羽數的影響沒有明顯規(guī)律；芯絲超喂率提高，毛羽數略有減少；噴嘴壓力提高，毛羽數稍稍增加；變形速度加快，毛羽數趨于減少；欠喂率提高，毛羽數的變化不明顯；采用皮絲給濕時，毛羽數最多?？傮w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不夠突出，即復合空變紗表面的二醋酯纖維毛羽數量增加較小。經Texspun裝置加工后，成紗毛羽數和圈弧數都有增加，其中毛羽數的增加幅度較圈弧數大，但成紗強度和絲圈穩(wěn)定性不受影響

8、。喂入皮紗不同，圈弧數和毛羽數增加的幅度不同。喂入皮絲為滌綸或錦綸長絲時，毛羽數和圈弧數的增加幅度較??；皮紗為二醋酯長絲時，毛羽數或圈弧數的增加幅度較大，常規(guī)空變紗和Texspun紗的毛羽數均為最大。正交試驗分析表明，對毛羽數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/滌綸復合空變紗為對象，研究短纖化效應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產生的主要因素；二醋酯長