親水滌綸復絲熱濕低模量化及其機理研究.pdf

1、為了促進滌綸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就需要克服滌綸吸濕性較低，易靜電，手感較硬等缺點，使滌綸產品往高技術含量、高附加值、功能化、環(huán)?；姆较虬l(fā)展，這往往需要超細化、異線密度異收縮長絲復合、親水改性、復合加工等方法的綜合運用。但改性加工的絲束，特別是倍捻加工后，仍存在模量較高、內應力較大、捻度不穩(wěn)定的缺陷，若對其直接加工，會引起絲束間受力不勻及后續(xù)加工的纏結和歪斜。絲束模量與紡織品的多種使用性能密切相關。服用及精密功能用材料要求其具有較低的模量

2、，利于變形加工；而目前應用前景非常好的多軸向經編織物及其復合材料產業(yè)用紡織品需要構建復雜的直面和曲面，對纖維的低模量化也提出了更高的要求，因此在整經之前有效降低絲束模量，增加伸長率，降低定伸長負荷，對提高最終產品質量非常重要。熱濕處理簡單方便、工藝可控、一次處理量大、能夠減少污染，利于高速生產，工業(yè)上常用該方法來改變纖維的模量。
　　本文采用了自制的霧化加熱裝置，克服了現(xiàn)有熱濕裝置能耗高、溫度波動大、預加熱與冷卻時間長、霧粒尺寸較

3、大、過多液體破壞纖維結構、降低纖維性能的問題。選用FDY20D/24F+POY26D/48F滌綸復絲在不同時間（30、45、60 min）、不同溫度（70、80、90、100℃)條件下，對其進行熱空氣、水煮、蒸汽、霧化加熱處理，并對原絲束進行了全面的表征及對不同熱濕處理紗線的力學性能進行了測試分析，結合理論分析與實驗驗證探究了熱濕處理對親水滌綸復絲低模量化的機理，同時分析了熱濕處理經絲對其織物性能的影響。
　　首先，本文設計的熱濕

4、裝置改變了傳統(tǒng)的熱濕裝置的加濕原理，利用超聲霧化器的超聲空化和毛細波的共同作用進行加濕，可以使液體在較低的溫度、常壓下霧化，改變了常規(guī)蒸紗過程中蒸氣的產生方式，利于加濕的滲透作用。霧化加濕裝置、轉輪風機裝置、加熱裝置的有機組合，達到了對低溫加濕、均勻加熱、循環(huán)利用蒸氣、抑制冷凝水滴、節(jié)約能量等方面的改進要求。三種裝置通過電子技術實現(xiàn)了程控智能化的要求，利于產生精細、均勻、穩(wěn)定的蒸氣流，可以實現(xiàn)對蒸紗技術參數的精準調節(jié)。
　　其次，

5、使用快速水分測定儀、掃描電子顯微鏡(SEM)、核磁共振波譜儀(NMR)、紗線強度儀等對原絲進行了較全面的表征，同時對熱空氣、水煮、水蒸汽、霧化加熱處理條件下絲束的基本力學性能進行了測試分析。實驗結果表明，原絲具有較高的回潮率，這是由于原絲中含有少量二甘醇和聚對苯二甲酸丁二醇酯，增加了其親水性能；過高的溫度處理會對絲束造成損傷，須嚴格控制加熱溫度的上限；在不同熱濕處理條件下，溫度較高時，滌綸絲束的初始模量較大、斷裂強度較大，斷裂伸長率較低

6、；在低溫時，處理時間的改變引起絲束模量變化明顯。與熱空氣處理相比，水煮處理絲束的伸長率有一定程度的降低，其強力、定伸長負荷、初始模量增大；對比三種濕熱處理條件，霧化加熱處理具有最優(yōu)的熱濕氣流，此時滌綸絲束的綜合使用性能最優(yōu)。
　　再次，為了探究熱濕處理對親水滌綸復絲低模量化的機理，本文分別研究了滌綸纖維拉伸的力學模型、模量-應變曲線模型、初始模量-動態(tài)彈性模量的關系、參數變化對動態(tài)彈性模量的影響、玻璃化溫度區(qū)單元分子松弛運動的變化

7、，并選取原樣和經過4種熱濕工藝處理后模量降低最明顯的絲束進行了紗線強伸度儀、X射線多晶衍射儀（XRD）、熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱法分析儀（DSC）測試，從基本物理性能、內部結構、熱學性質方面對絲束進行了全面表征，進而使得理論解釋更為合理。實驗結果表明，初始模量是絲束模量曲線上的最大值部分，如何降低初始模量是低模量化研究的重點；當時間t趨于0時，靜態(tài)彈性模量數值上也等于頻率w趨于無窮大時的動態(tài)彈性模量，實驗所得的初始模量是纖維粘

8、彈性本質和纖維截面轉曲或卷曲影響的綜合結果；動態(tài)彈性模量的改變與損耗峰的寬度和對稱性有關；玻璃化溫度區(qū)主要表現(xiàn)為α松弛現(xiàn)象；熱濕作用改變了纖維分子的運動，微觀上表現(xiàn)為結晶度降低，取向下降，宏觀上則表現(xiàn)為初始模量變小，內應力減小。
　　最后，為了初步探究熱濕處理經絲對織物性能的影響，本文利用熱空氣、水煮、霧化蒸氣處理經絲并測試了相應織物的基本物理性能和小變形條件下面料的基本力學性能。實驗結果表明，經絲經過熱濕處理，織物的透氣性有一定