欢迎您访问起点作文网,请分享给你的朋友!

当前位置 : 首页 > 范文大全 > 办公范文

化学纤维纺丝方法(收集5篇)

来源: 时间:2026-01-31 手机浏览

化学纤维纺丝方法篇1

关键词:干法腈纶纤维结构性能

一、干法腈纶纤维的成型过程及其特点

在干法纺丝的过程中,纺丝溶液经过计量泵之后,会以特定的速度与压力进入到喷丝板的小孔当中,并从孔口流出进而形成液体细流。通常情况下,形成初生纤维需要经历如下几个阶段:其一,入口段,即纺丝溶液进入喷丝板的孔道;其二,溶液在孔内以恒定的速度进行流动;其三,液体细流出口段;其四,细流受到外力的作用后出现形变,并在冷却介质的作用下固化成形。相关研究结果表明,聚合物纺丝溶液的粘度越高,纺丝过程中流体经过喷丝孔直径就越小,这样一来便会导致流动时雷诺准确性系数较小。此外,由于纺丝溶液主要是在外部压力的作用下强迫流出喷丝孔的,这使得流动过程中会有一部分应力得到松弛,因此,在纤维成形的过程中,要求纺丝溶液的弹性应当尽可能的小,这样有利于成形。干纺成型具有纺丝速度快、原液固体含量较高等特点,同时,由于纤维中的溶剂对纤维的拉伸还具有一定的增塑作用,故此,生成的纤维拉伸倍数较高。正因干纺过程的这些特点,使得加工出来的纤维表面非常光滑,纤维本身的结构也十分均匀且紧密,其表面与内部的微小孔隙也比较少,这使得干纺腈纶纤维具有了优异的性能。

纺丝细流在纺丝过程形成细流的可能性与溶液从喷丝孔流出的稳定性有着非常密切的关系。大体上可将影响液体细流稳定性的因素归纳为以下几个方面:其一,喷丝头的表面与液体之间的界面层上的表面引力以及液体细流同冷却介质之间的界面上的表面引力都会纺丝细流的实际流动行为造成一定程度的影响;其二,液体实际流动的动能大小也会对纺丝细流的稳定产生影响;其三,纺丝液体从纺丝板流出之后到丝线成形区内张力的影响。在流速相对较低的前提下,形成的细流横断面大概是孔径的3-5倍左右,如果速度提升至一个特定的范围时,会在距离喷丝板表面一定距离的位置处出现膨胀现象,若是提高纺丝速度,则细流直径会与喷丝孔的直径越来越接近,从而便会形成较为稳定的流动过程,此时细流的速度相对比较均匀。通常情况下,纺丝溶液从喷丝板流出的速度达到使散流消失的速度被称之为临界速度,只有超过这个速度才可能形成细流,相关试验结果显示,临界速度主要与液体的粘度以及孔径的大小有关,即粘度越高、孔径越小,所需的临界速度就越大。

二、干法腈纶纤维与湿法纺丝的对比分析

湿法纺丝主要是在双扩散的作用下,使原液当中的溶剂浓度达到凝固临界点,此时聚合物便会出现沉淀,从而产生相分离。在湿纺纤维的成型过程中,原液细流表面也会先发生凝固,进而形成皮层,但是因为水会向皮层扩展,所以形成的皮层致密性并不高。为此,采用湿法纺丝工艺时,必须使成型条件缓和,并确保皮层不过厚过硬,防止成型后的纤维拉伸困难。通常情况下,湿法纺丝的纤维截面形状与喷孔的形状大体一致,当溶液为无机溶剂时,纤维截面呈圆形,溶液为有机溶剂时,纤维截面比较接近于圆形或心脏形。如果湿纺成型的凝固过程较为剧烈,会导致纤维表面出现裂缝,这也是造成湿纺纤维表面比较粗糙的主要原因之一。

由上文中的分析可知,干纺与湿纺的成型过程有所差别,这使得纤维的截面形状也不相同,干纺纤维的截面为犬骨形(也被称为哑铃形),湿纺纤维的截面则多以圆形为主。相关试验结果表明,纤维的截面形状与刚性有着直接关系,即圆形截面的纤维刚性相对较大,不容易出现倒伏现象,而犬骨形截面的纤维则比较蓬松、柔软,输水性能也比较良好。此外,纤维的截面形状还与摩擦系数有关,干纺腈纶纤维的静摩擦和动摩擦以及纤维与金属间的摩擦系数都要比湿纺纤维高。由此可得出如下结论:由于两种成型工艺所获得纤维截面形状有所不同,所以两者的物理性能差别较大。

三、干法腈纶纤维的特性及纺织后加工应注意的问题

1.干法腈纶纤维的特性

由于干法腈纶纤维的截面为犬骨形,这种截面形式使其具备了如下特性:

1.1柔软性。相关试验结果显示,在细度与取向度完全相同的前提下,犬骨形截面的弯曲模量与圆形截面的弯曲模量之比为0.52-0.54。干法纤维沿轴的弯曲模量约为湿法纤维的50%左右,这使得干法腈纶具有了良好的柔软性。

1.2蓬松性。干法纺丝工艺的凝固条件决定了单丝聚集较为松散,这使得干法腈纶纤维间存在着非常多的空隙,这些空隙的存在使纤维织物中包覆了大量的空气,故此蓬松性较好。

1.3保暖性。由于干法腈纶纤维的覆盖面积相对较大,这使得纤维本身具有了足够的保暖性,并且织物的手感也较为丰满,在覆盖能力相同的前提下,干法腈纶纤维的用量较少,能够节约加工成本。

1.4输水性。因为干法腈纶纤维中的截面形式使其纤维内部具有了足够多的空隙,加之空隙本身的毛细管小样,从而使干法腈纶在疏导水和湿气的性能上要高出棉2.5倍左右。

1.5容易上色。干法腈纶纤维可以采用阳离子染料与分散染料进行染色,并且在常压的条件下不需要任何载体便可以上染,阳离子上染属于定位吸附,色牢度相对较好,而且光泽优雅。

1.6抗日晒。干法腈纶纤维暴露在太阳光的紫外线下时,其表现出了非常优良的强度牢固性。

2纺织后加工应注意的问题

大量的研究表明,干法腈纶纤维适合应用在英式、法式以及改进的精纺毛梳系统上加工。但在实际加工过程中应当对以下事项加以注意:

2.1上油时应注意的事项。必须在加工时添加补充油剂。需要注意的是,上油量尽可能不要超过纤维重量的5%,以免引起梳理机过载等情况发生。

2.2混合过程中应注意的事项。干法腈纶纤维一般能够与其它类型的腈纶以及合成纤维进行混合加工。但在实际生产中,必须控制好与针梳牵伸和并丝次数之间的平衡,这样有利于降低生产成本。

2.3梳毛时的注意事项。在进行具体的梳毛操作时,可以从同一个批次当中随机抽取至少6包的短纤维进行混合,这样有利于提高染色的均匀性。

结论:

总而言之,干法腈纶纤维因其工艺合理性较高,从而使纤维本身具有良好的纺织性能。在实际加工中,只需要对加工过程进行合理、有效的控制,并对可能影响加工质量的问题进行注意,便能够加工出性能优良的产品。

参考文献:

[1]李志强.干法腈纶聚合物相对分子质量对纤维用板量的影响[J].齐鲁石油化工.2009(9).

[2]蒋浩波.卢惠春.全面提高干法腈纶产品质量消化引进技术开展综合攻关[J].纤维标准与检验.2009(6)

化学纤维纺丝方法篇2

在科学技术发展进程中,纺织面料新材料新技术也有显著发展,并广泛应用在各行各业。目前,在国际环境中中国纺织行业具有一定的市场地位,但是市场竞争则越来越激烈,在这种环境下则需要进一步加大纺织面料发展路径及新材料新技术的应用研究。

关键词:

纺织;新材料;技术应用

1纺织面料的发展

在纺织面料发展中,主要出现以下几方面改善。

1.1纺织面料分工交叉变化

在传统的纺织面料中,比如说毛型、棉型等均属于是独立品种,并且各自也具有相对比较独立的面貌及风格,在这种情况下也就导致原始面料在应用中具有一定局限性。目前纺织面料分工则出现一定的交叉。

1.2纺织面料的季节变化

在传统理念中,毛纺织品的主要功能是保暖,因此也就广泛应用在秋冬季节,但是当前毛纺织品则夏天面料市场中也具有一定的应用;相对绢纺织品则主要是应用在夏季的轻薄型产品,当前则在冬季市场中也具有一定的应用,改善了之前只在夏季市场中销售的局面。

1.3化学纤维新产品的应用

随着新技术的出现,化学纤维则对市场发展具有重要应用,同时也出现了一系列新品种,不管是性能还是风格均有显著改善。纤维品种的扩展,必定会对国际纺织品市场的发展格局及面貌产生一定影响。

2纺织面料中新材料的应用

2.1天然纤维

天然纤维在纺织面料中的应用,主要包括有:绒棉,手扯长度可以达到38mm及以上,细度则为0.8dtex,通常情况下能够纺出3.9tex之上;中长绒棉,则可以将其分成陆地棉、海岛棉以及陆地棉混合类型。两种类型之间的染色体差异较大,在我国的种植比较普遍,手扯长度则为33mm,属于是在长绒棉范围,细度则为1.6dtex,纺织纱则为7.4tex-9.8tex,通常是种植在天津、甘肃以及陕西等北方地区;绵羊毛,相对来讲绵羊毛的出现时间比较晚,常见的则为丝光棉羊毛纱,其在全球范围内的概念具有一定差异,我国通常是将去掉鳞片的羊毛成为丝光羊毛,但是在其他国家则是将蒸透后的绵羊毛,拉伸到20%-50%冷却之后的绵羊毛其成为丝光羊毛,这种羊毛的手感柔滑,并且具有良好的光泽度。但是相对来讲绵羊毛的更适合应用棉纺设备;绢丝,基于绢丝特性通常加工的为短绢丝,采用中长设备及纤维设备实施加压,将不同的棉、绢丝以及纤维等共同加压组成的则为混纺纱;苎麻和其他麻纤维,前者则主要将精干麻实施脱胶,之后即可以和其他棉、羊毛以及纤维等进行加压成为混纺。在改革开放之后这种混纺并没有得到欢迎,因为大部分均是在半脱胶之后进行混纺,主要是如果对其实施全脱胶,那么则会导致纤维变得更短,也就无法进行纺纱。后者则在全球的发展比较好,具有的良好保健功能得到了全世界的欢迎,但是因为罗布麻种植时间较长,因此产量较小。

2.2化学纤维

化纤长丝中包括:氨纶,分为莱卡纤维以及氨纶纤维,两者纤维分子结构具有一定相似,但是纺织工艺却具有显著差异。氨纶纤维在生产过程中会应用异氰酸酯,这种物质在分解中能够形成氰酸,虽然量比较小,但是依旧能够对环境造成严重污染,因此生产不广泛。莱卡纤维在生产中不用这种物质,因此不会出现有毒物质。另外还有新型纱线包缠丝,纤维在应用中容易起毛球,特别是棉纤维等等。但是这种纤维则是将骨架丝作为芯丝,外面包裹性能优良的纤维,反向捻动,从而有效防范棉球的出现。化学短纤维中包括:海岛型复合纤维,将涤纶及可溶性涤纶混合在一起形成复合纺纱,细度非常细,当前能够达到0.04dtex,可以和棉纤维进行混纺,最终形成非常细的桃皮绒,实现良好的过滤颗粒作用;不锈钢丝,我国不锈钢丝生产的历史可以达到20年,在牵切纺中的应用比较广泛,这种纺品韧性非常强,不会被随意伸直,和短纤维的混纺制作可以生产油田人员的工作服;水溶性维纶,在超细纺纱应用过程中,与超长绒棉实现1∶1混纺,则可以显著降低断头发生率,取得良好的浆纱作用。

3纺织面料中的新技术应用

在新时期主要出现的新技术包括:短纤维及长丝并捻纺纱,牵伸加捻的技术在不断发展,需要将长丝逐条喂入,之后将其捻合,并且基于纺纱张力差异,可以实现长短丝的对应捻成,在当前这项技术的应用已经比较成熟;空心锭纺纱,这一技术在应用中捻合方向有正方两方向,并且能够有效实现一次包裹捻纱,一根纱可以被捻成3层,多可至6层。另外在平行纱技术中也得到显著改善,虽然相对来讲纱线比较松,但是能够有效防范毛球的发生;功能产品开发新技术,在当前产品开发进程中,功能产品开发则需要进一步创新。不但能够已经取得永久性抗静电技术,同时也能够强化抗紫外线产品技术研究,另外在纺品轻薄、舒适以及抗菌等方面也需要加大研究。

4结语

化学纤维纺丝方法篇3

[关键词]竹纤维;竹浆粕;N-甲基吗啉-N-氧化物

[中图分类号]TS102[文献标识码]A

竹子应用广泛是大家熟知的,但应用于服装领域还是近几年的事。用竹子加工成的纤维称为竹纤维,竹纤维分成两大类:天然竹纤维和化学竹纤维。

1竹纤维的分类

1.1天然竹纤维――竹原纤维

竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。

1.2化学竹纤维

化学竹纤维包括竹浆纤维和竹炭纤维。

竹浆纤维:竹浆纤维是一种将竹片做成浆,然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维,其制作加工过程基本与黏胶相似。但在加工过程中竹子的天然特性遭到破坏,纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。

竹炭纤维:是选用纳米级竹香炭微粉,经过特殊工艺加入黏胶纺丝液中,再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。

竹炭纤维制取过程:竹材炭化(将老竹材加热到450~550℃加以炭化,然后进行高温炭化,即在上述低温炭化工程后,再度将该炭化物加热到800~900℃,持续处理)竹炭活性化(将经过上述两种加热处理之后的竹炭进行喷雾处理,竹炭急剧冷却消火,此时因水的物理与化学作用,竹炭产生复杂多孔质之结构,表面积增加数倍,大幅地提高吸着能力。经过活性化处理的竹炭,其组织结合密度提高,变得极为坚硬。碳素率可达85%以上)竹炭的粉碎(将前述活性化的竹炭加以粉碎,制成亚纳米级的竹炭粉)均匀分散(将竹炭粉掺入涤纶或黏胶等原浆中并加以搅拌,使其均匀分散在原浆中)纺丝(从原浆中,透过抽丝设备,抽出含竹炭粉的长丝,也可根据需要切成棉型或毛型的短纤、中长纤维等,从而制得竹炭纤维。

2生产竹纤维的技术

目前关于竹纤维的生产工艺主要有黏胶法制竹纤维和新溶剂法制竹纤维两种。

2.1黏胶法制竹纤维

工艺流程为:投料浸渍压榨粉碎碱纤维素老成称量黄化纤维素黄酸酯溶解搅拌过滤抽真空黏胶液

浸渍过程中,纤维素结合NaOH,甚至生成醇钠,还发生溶胀,聚合度有所降低。浸渍的碱液浓度为18%~20%,浸渍时间45―60分钟,温度20℃左右为益压榨和粉碎是在联合机中进行的,压榨是除去多余的碱液,以利于黄化反应的顺利进行,因为过多的碱液会消耗CS2,还会发生多种副反应.粉碎是为了将压榨后的非常致密的碱纤维素粉碎成细小的松屑状,增大表面积,利于后续中的各步反应能更加均匀的进行。

老成是在老成箱中进行的,这是一个密闭的车间,里面有加热装置,传送带等。老成就是借空气的氧化作用,使碱纤维素分子断链,聚合度降低,黏度下降.老成关键是控制老成的温度和时间,一般采用低温长时间而不用高温,因为温度太高,裂解剧烈,容易使聚合度过低,分子量分布不均匀。

黄化是使碱纤维素与CS2反应,生成纤维素黄酸钠,它能溶于NaOH溶液中,从而形成纺丝液.黄化反应主要是气固相反应,反应过程包括CS2蒸气按扩散机理从碱纤维素表面向内部渗透的过程,以及CS2渗透部分与碱纤维素上的羟基进行反应的过程.黄化反应是可逆反应,主要取决于烧碱和二硫化碳的浓度。

纤维素黄酸酯的溶解过程在带搅拌的溶解釜内进行。块状分散的纤维素黄酸酯在此经连续搅拌和循环研磨,逐步被粉碎成细小颗粒,逐渐溶解。溶解结束后,为了尽量减小各批黏胶间的质量差异,需将溶解终了的数批黏胶进行混合,使黏胶均匀,易于纺丝。

黏胶在放置过程中发生的一系列化学和物理化学变化,称为黏胶的熟成。黏胶的熟成度是指黏胶对凝固作用的稳定程度。一般用黏胶在NH4Cl溶液中的稳定程度表示。熟成度是黏胶的重要指标之一,它直接影响纺丝成形过程的快慢机成品纤维的性能。熟成刚开始,黏度急剧下降,随着熟成的继续进行,黏度又开始上升,甚至形成黏胶胶粒子。

过滤就是除去黏胶溶液中的微粒,防止在纺丝过程中阻塞喷丝孔,造成单丝断头,或在成品纤维结构中形成薄弱环节,是纤维强度下降。通常要经过三道过滤,过滤介质为绒布和细布,采用的是板框式过滤机。

黏胶在溶解搅拌,输送和过滤而带入大量尺寸不一的气泡,加速黏胶的氧化,破坏滤材的毛细结构,纺丝时则易造成断头和毛丝,降低纤维的强度。因此,采用抽真空的方法除去黏胶中的气泡,一般气泡的体积分数控制在0.001%以下。

采用黏胶法生产竹浆纤维是目前主要的生产方式,存在着生产时间较长,生产过程的环保费用较高。

2.2新溶剂法制竹纤维

新溶剂法纤维素纤维生产工艺属国内首创,自主设计的整套工艺路线和溶解、脱泡、过滤等关键设备具有创新性,拥有完整的自主知识产权。该项目已被列入2009年新增中央投资工业项目、福建省重大科技专项,现已申请8项专利。

该项新技术与国内外同类技术相比具有三大优点。

一是生产工艺流程短且环保。

二是新溶剂为国内首创。

三是生产流程关键设备均自主设计。

生产所用的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液广泛用于有机合成过程中作溶剂等,用于聚酯塑料的发泡催化剂,具有特别优良的性能。

分子式:C5H11NO2

分子量:117.15

含量:60%(wf)(N-甲基吗啉-N-氧化物)

外观:无色透明液体

酸值:(以HCOOH计):≤0.01%

新溶剂法制竹纤维首先按一定比例的新溶剂和竹纤维素浆粕在捏合机内由一对互相配合和旋转的叶片所产生强烈剪切作用迅速反应从而获得均匀的混合搅拌。其次,再出料投入反应釜,根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件进行设计,从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤,对反应过程中的温度、压力、力学控制(搅拌、鼓风等)、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。

再者物料经由双螺杆空压机将气体压缩至高压,有利原料的合成及聚合。最后经过凝固浴成丝经由一牵伸二牵伸获得样品。

3市场发展前景

竹纤维织物的天然抗菌、抑菌、抗紫外线作用在经多次反复洗涤、日晒后,仍能保证其原有的特点,对人体皮肤无任何过敏性不良反应,并对人体皮肤具有保健作用。现已大量应用于口罩、绷带、手术服、护士服等医用防护品和毛巾、袜子、内衣、床上用品等亲肤日用品。

竹纤维的到来,对整个纺织业而言,具有深远的意义。竹纤维的产品价值塑造了消费者的品位与档次,它是一个空白市场,具有巨大的商机。虽然人们忽略了细节,但是对于品质却提高了一个新的台阶。绿色这个概念逐渐映入到消费者的心理,再高档的产品在绿色面前也只能降低档次。因为绿色将是一个长久不衰的流行趋势!竹纤维家纺也将必定成为家纺行业的领军者!随着人类对“生态、健康、环保”理念的不断追求,竹原纤维产业更具有广阔的发展前景。

参考文献:

[1]乐逸蝉,王国和.竹纤维的结构性能及其产品开发[J].四川丝绸,2004(4):10-12.

化学纤维纺丝方法篇4

关键词:多纤组合;环锭纺纱;色纺纱;半精纺;新型纺纱

中图分类号:TS101.91文献标志码:A

DevelopingMulti-fiberBlendedYarn:AnImportantWayforUpgradingYarnQuality

Abstract:Thearticleintroducesmulti-fiberblendedyarnintheproductionofring-spungreyyarnandcolor-spunyarnandinyarnproductionwithinnovativespinningtechnologies.Itanalyzestheadvantagesofmulti-fiberblendedyarn.Theauthorthinksthekeysforproducingsuchyarnistoguaranteetheselectionofrawmaterials,doabetterjobinpretreatmentofdifferentmaterialsbeforeproduction,blendeddifferentfibersstepbystep,playemphasisonblowing-cardingprocesstoreducefiberdamageandstrengthenon-sitemanagementtopreventqualityaccident.

Keywords:multi-fiberblending;ring-spunyarn;color-spunyarn;semi-worsted;innovativespinningtechnology

以创新为驱动,加快产品结构调整,开发多种纤维混纺的新型纱线与织物,是当前纺织企业普遍关注的热点。这是因近几年来,国内外棉价差距进一步拉大,进口纯棉纱低价竞销,严重冲击国内纱布市场,迫使国内纺纱企业必须加快产品结构调整开发多种纤维混纺纱线,来规避高棉价风险与进口低价纯棉纱的竞争,提高企业的盈利空间。尤其是浙江省纺纱企业,既缺乏棉花资源又缺乏劳动力资源,生产常规纯棉纱时其加工成本远高于国内中西部地区,使企业处于无利可图与亏损局面。因此减少棉花用量,扩大非棉纤维的使用量,已成为浙江省纺纱企业求生存与发展的必然选择。据初步调查分析,目前在浙江省年产200多万吨纱线中,用棉量已少于50%,而各种非棉纤维用量已超过50%。尤其是用各种新型纤维采用多纤维组合纺纱,已成为浙江省纺纱业提升纱线品质与档次的重要途径之一。

1浙江省纺纱企业采用多纤组合纺纱的情况

所谓多纤组合纺纱是指采用两种及以上不同性质的纤维进行混合纺纱。近几年来浙江省纺纱企业采用多纤组合纺纱,已从环锭纺本色纱生产逐步向环锭纺色纺纱线、半精纺纱线及新型纺纱的转杯纺与喷气涡流纺等领域拓展,不仅提升了产品的品质与档次,且使企业取得了良好的经济效益。

1.1在环锭纺本色纱线生产中采用多纤组合混纺纱

此类纱线品种较多,并在纱线中占有较大份额。

浙江宏扬集团是研发多纤组合混纺纱的重点企业之一,在2012―2013年两年中先后开发投产有10多种性能各异的新型纱线,组合原料最少是3种,多的可达5~6种。2013年开发投产的“碧丝纱”是由50%137优质长绒棉、40%A100天丝?及10%高支(80S)丝光羊毛等3种原料组合来生产6.56tex×2(90S/2)特细号纱。该纱线不仅具有天丝?纤维柔软光滑的触感,同时又具有长绒棉亲肤舒适及高支羊毛弹性回复性佳的优良特性,是一款天然动植物纤维与再生纤维素纤维完美结合的高品质纱线。用该纱线制成的面料轻薄柔糯、吸湿透气、弹性佳、保形性好、易打理,且色泽靓丽,是制作高档衬衣及薄型西服的理想纱线,具有良好的发展前景。

浙江春江轻纺集团与浙江云山纺织公司等也是浙江省重视新型纱线研发与生产的企业。春江轻纺集团近两年来生产的多纤混纺新型纱线的销售额已占纱线总销售额的38%,并正在朝着差别化、功能化方向发展。2013年开发的“高吸湿性抗菌保健纱线”是由改性蜂窝涤纶、竹炭涤纶与木代尔等3种纤维组合,生产11.8tex(50S)高支纱。由于蜂窝涤纶与竹炭涤纶均具有蜂窝状的微孔结构,具有较强的吸湿排汗快干功能,同时两种纤维混用比达到55%以上,使产品具有一定抗菌保健功能。纱线中加入一定比例木代尔,使纱线和织物手感既柔软又滑爽,布面光洁亮丽,可用作中高档运动服、休闲服、衬衣、西服等面料,深受服装加工企业的好评。

1.2在色纺纱生产中采用多纤组合纺纱

色纺纱是采用先原料染色后纺纱的方法,是纺纱领域的一种特色纱线,它色彩艳丽,并有较强的立体感。但较长时期里色纺纱以使用棉花为主体,不但原棉消耗量大,且经过染色棉花质量损伤较大,强力下降与短绒增加的幅度均较大。为了提高色纺纱的产品质量,增加色纺纱的品种,减少对棉花的依存度,浙江百隆与华孚两家色纺纱龙头企业,凭借其技术与装备优势与强大的研发团队,近几年来积极开发了多纤组合的色纺纱线,使色纺纱品种从色彩变化向纤维原料组合变化发展。已开发的色纺纱品种有3类:(1)色棉与新型纤维素纤维的天丝?、木代尔(纽代尔)、竹浆纤维及有色粘纤混纺;(2)色棉与天然动植物纤维的羊毛(羊绒)绢丝、麻类纤维混纺;(3)色棉与功能性纤维混纺如与甲壳素纤维混纺具有抗菌效果;与珍珠蛋白复合纤维混纺具有亲肤养颜保健功能;与空调纤维混纺使纱线具有保暖效果。但这几种功能性纤维目前价格均较高,故混用比例一般控制在10%~30%之间。

1.3在半精纺纱线生产中采用多纤组合纺纱

半精纺是介于毛精纺与粗纺之间,由我国自主开发的一种采用毛纺与棉纺设备相结合的纺纱工艺,具有原料适应范围广、纺纱支数高等特点。但使用原料较长时间以毛类(羊绒)纤维为主,毛类纤维虽具有回弹性好、保暖性佳优点,但其纤维价格较高,强度较低,且不易打理。针对毛类纤维的优缺点,浙江省许多半精纺生产企业采用毛类纤维与其他纤维原料组合生产半精纺纱也已取得一定进展。浙江桐乡威泰纺织公司开发生产的“四合一”多纤混纺半精纺纱线,采用丝光羊毛25%、凉爽玉粘胶纤维30%、蚕丝20%、长绒棉25%等4种原料,纺纱支数Nm60~80,使各种纤维的优良性能在纱线中得到充分体现。用该“四合一”半精纺纱线制成的T恤针织面料,具有手感柔软、滑爽、透气、干爽透湿、质地轻盈等特点,穿着高雅、华贵、舒适,尤其是它具有良好的亲肤性,很适宜在夏秋季贴身穿着。同时“四合一”半精纺纱线不用昂贵的羊绒作原料,但具有羊绒产品风格,物美价廉,受到毛衫加工企业与消费者欢迎,为用低含毛量开发高档半精纺纱线开拓了一条新的途径。

1.4在新型纺纱技术中采用多纤组合纺纱

新型纺纱目前已在推广应用的有转杯纺与喷气涡流纺两种。前者以使用棉花为主生产中粗支转杯纱,后者以使用粘纤为主体。由于国内生产这两种纱线的企业不断增加,竞争激烈已处于无利可图局面。浙江省纺纱企业为了摆脱同质化竞争与规避高棉价风险,也在使用多种原料组合来开发新型纺纱线。

在转杯纱生产中采用各种非棉原料(涤纶、腈纶、天丝?、木代尔、粘纤)进行组合纺纱,由于非棉纤维一般长度较棉纤维长,且细度较细,既增加了转杯纱品种,又提高了转杯纱纺纱支数,已可生产14.8tex(40S)特细号纱,使转杯纱生产范围扩大。

喷气涡流纺是最近几年从国外引进的纺纱新技术,其成纱机理决定它对柔性纤维适纺性较好,故国内多数企业开始阶段均以生产粘纤纱为主导产品,但随着产能扩大同品种产品竞争激烈,价格一直走低,目前已与环锭纺纱线持平。为了充分发挥喷气涡流纺的技术装备优势,浙江省许多企业也在开发喷气涡流纺的多纤组合新型纱线上迈出了步伐。浙江宏扬集团在2012―2013年两年中已先后开发出多纤组合涡流纺新型纱线有10多种以上,使用原料既有细旦涤纶、中空涤纶、咖啡竹炭涤纶等,也有新型纤维素纤维如天丝?、木代尔、有色粘纤等。该公司2013年研发投产的“玉丝纱”采用PLA纤维60%、A100天丝?20%、超细旦木代尔20%等3种原料组合,生产号数为19.7tex。PLA纤维光泽好、回弹性佳,天丝?纤维具有柔软光滑凉爽、悬垂性好等特点,而细旦木代尔手感滑爽细腻,具有天然丝的效果。用3种纤维组合纺成的“玉丝纱”并织成面料,具有丝绸的质感,而细旦木代尔的使用不但进一步提高纱线的强度,弥补了涡流纱强度较低的缺陷,同时使用其制成的面料柔软飘逸,具有吸湿透气与优异的亲肤服用性能,使产品的附加值比常规粘纤涡流纱显著提高,企业也从开发多纤组合涡流纱中增加了盈利空间。

2采用多纤组合纺纱的优势

2.1可以扬各种纤维之长补其之短

使各种纤维的优良性能充分发挥,达到改善纱线结构与性能的目的。目前在混纺纱中使用粘纤采取代棉花是趋势,因两者均属纤维素纤维。但粘纤虽有吸湿、染色性好的优点,但也有致命的缺点,纤维的强度低,尤其是湿态时强力更低,故用单一粘纤纺纱制成的针棉织品牢度差,且不耐磨,而用多纤组合纺纱就可规避粘纤的缺点。浙江云山纺织公司生产的“天柔纱”,用粘纤、阳离子改性涤纶及阳离子高收缩涤纶等3种原料组合纺纱,由于成纱中涤纶比例占60%以上,使纱线强力显著提高,同时高收缩涤纶在染色后纤维收缩,使制成织物具有良好的蓬松手感与非毛的绒布感。同时纱线中有30%左右粘胶短纤,对提高纱线与织物的吸湿性有积极作用。由于3种纤维的各自优良性能得到发挥,用“天柔纱”制成的织物集吸湿透气、手感柔软、色泽靓丽于一体,可作针织内衣、T恤衫等面料用纱。

2.2有利于提升产品档次,增加盈利空间

目前中高档的衬衣多数是用纯棉高支纱制成的,最受消费者欢迎。但用纯棉纱制成的衬衣缺点是洗后易折皱,如用树酯抗皱整理又会使人体的肌肤受到一定损伤。而用棉与天丝?混纺纱制成的衬衣面料,就可使产品档次提升。因天丝?光滑的触感可以提高面料的湿气管理功能和亲肤功能,并可以改善衬衣的洗后折痕的回复性能,使面料易于打理。因此采用棉/天丝?两种纤维混纺面料的创新潜力不可低估。通过不同的混纺比例,可以改变面料的外观和特性,从而满足不同用户的要求,即可使纱线中棉花用量减少,又能提升面料的档次,从而可使企业增加盈利空间。

2.3可使纱线向差异化、功能化方向拓展

目前在纺纱领域开发功能性纱线、拓宽其纱线应用范围是一个热门的话题,但用一种常规的纤维纺纱是难以达到纱线功能性的要求,而采用多纤组合纺纱,把功能性纤维融入纱线中,就较容易使纱线具有功能性。浙江云山纺织公司近年开发生产的“柔绒纱“,是把30%的柔丝蛋白复合纤维与60%细绒棉、10%羊绒等3种原料混合纺纱。试验研究证实:只要纱线中混用柔丝蛋白复合纤维在30%及以上,就能使混纺纱具有良好的负离子释放、防紫外线辐射及发射远红外线等功能,符合当今消费者追求健康舒适的要求。该“三合一”功能性纱线投放市场后深受后加工企业与消费者欢迎。

浙江春江轻纺集团公司开发的抗静电纱线是在常规两组分的T/C纱中加入少量的导电短纤(系用碳黑、石墨、金属氢化物等导电物质与普通高聚物,共聚纺丝而成)混纺生产,据对制成的织物导电性的测试分析,由于导电纤维的比电阻值小于107Ω・cm,在含量不到2%时就具有良好的导电性能,且因纤维比电阻值小,静电能快速散逸,使制成的服饰具有不吸尘、贴身穿不会刺激皮肤且长期使用和洗涤仍可保持良好的抗电静功能,充分显示了用多纤组合生产的纱线具有多功能的特点。

2.4有利于可纺性能的改善

目前纺纱企业要应对市场变化,故使用原料种类多,既有天然纤维,如棉、毛、丝、麻,也有化学纤维,如合成纤维与再生纤维素纤维。从纤维的物理性能分析,天然纤维长度参差不齐,羊毛长度长,棉花长度短,并均有一定数量的短纤维,影响可纺性能。化学纤维虽纤维整齐度较好,但组成纤维的大分子结构差异较大,如涤纶大分子结构紧密、吸湿性差,故用单一涤纶纺纱会产生严重的静电。且化学纤维尚有粗旦、细旦、截面形状各异,其可纺性差别较大。而采用多纤组合纺纱,可在一定程度上克服单种纤维纺纱可纺性较差的缺点。如将涤纶与棉花或粘纤2~3种纤维组合纺纱,由于棉花与粘纤的吸湿性与导电性好,可使涤纶产生的静电散逸,并依托涤纶单纤强力高的优点,来弥补粘纤或棉花强力低的缺陷,减小纺纱断头率,提高可纺性能。

3多纤组合纺纱的生产技术要点

多纤组合纺纱既可避开常规纱线同质化竞争,减少对棉花的依存度,又可为企业增加盈利空间,是纺纱企业提升纱线品质的重要途径。但要纺好多纤组合的纱线也要认真分析其纺纱难度,有针对性采取措施。根据浙江省相关企业多年来生产多纤组合纺纱的实践可知,必须要做好以下几方面的生产技术与管理工作。

3.1要把好原料选配关

由于多纤组合纺纱采用多种原料,性能差异较大,而生产的混纺纱线用途也各不相同,因此合理选配好各组分原料是纺纱能否成功的关键。原料选配要考虑4点:

(1)产品用途不同原料组合也不同,作夏季面料要选用吸湿放湿快的凉爽型纤维,作冬季保暖服饰要选用保暖性好的纤维,如中空纤维、羊毛(羊绒)等;

(2)产品风格不同选用原料也有区别,如要使面料具有粗犷硬挺的风格,就要多用麻类纤维或旦数高的化纤;如要使面料手感柔软飘逸,则应选用天丝?、木代尔、粘纤等;

(3)产品的功能性,如要使产品具有一定功能性,要有针对性地选用功能性纤维,如抗静电纤维、防紫外线纤维及抗菌纤维等;

(4)要兼顾可纺性,对可纺性差的纤维,使用前需进行预处理,改善其可纺性。

3.2要对不同原料在投产前做好预处理

这是改善多纤组合纺纱可纺性能的重要措施。在多纤混纺纱中混用羊毛、绢丝等天然动物纤维,是纱线向高端化发展的趋势,但在环锭纺生产时除了在工艺设备上需作相应改造与调整外,在使用前还需进行给湿、加油养生等预处理,以减少纺纱中静电的产生。同时毛、丝纤维长度均比棉纤维长,用传统的切断纺纱对纤维损伤较大,应采用牵切工艺较好。又如在混用大麻与亚麻等纤维时因纤维刚硬可纺性较差,故在使用前需进行加湿与加油等软化处理,并需密封保持24h,使麻纤维回潮率达到16%~17%,以改善可纺性能。此外对使用回潮率低的化学纤维,在使用时也应进行必要的给湿与加防静电剂,以减少纺纱时静电干扰。

3.3要采用多种分层次的混纤方法,达到各组分纤维混

合均匀、混比正确

第一层次应把各组分纤维在混棉机(或和毛机)上先进行松预混;第二层次要根据各组分纤维的性能差异,在开清棉与梳棉工序分别制成棉卷或梳棉条(又称生条);第三层次将不同组分的条子在并条机上进行混并,为使混合充分、混比正确,一般应采用3道并条工艺;此外有的品种也可在细纱机上采用赛络纺工艺,用双根粗纱混合。

3.4要重视清梳工艺,减少纤维损伤

这是提高成纱质量的重要关键。多组分纤维纺纱的成纱质量取决于不同组分纤维的梳理度是否合理,这与梳棉工序的工艺配置和梳理元件的选用关系密切。纤维梳理不充分会产生束丝、棉结等疵点,而梳理过度又会使纤维损伤、短绒增加,尤其是在加工染色棉与粘纤、竹浆纤维及羊毛、羊绒等强力较低的纤维,以及细旦或超细旦等纤维时,均应采取柔性梳理工艺,采取适当减轻梳棉条定量、降低各分梳件速度、加大锡林与刺辊速比加快纤维转移等措施,以减少对纤维的损伤与短绒增加。对梳棉元件的选用也应根据所用纤维不同“量身定制”。纺棉、毛类的天然纤维与纺化纤的梳理元件的规格、型号要严格区分,切忌采用“万能针布”。此外,多数新型纤维单纤强力较低,但含疵点较少,故开清棉工序要以“开松为主,多松,少打,速度不宜过快,隔距要适中,少伤纤维”为原则,棉卷(层)定量可适当加重,以提高纤维间的抱合力。

多纤组合纺纱时,其前纺工艺与常规的单一纤维纺纱相比,要增加预处理和多种混合设备,且各工序的定量、速度均有一定程度降低。品种翻改多,故前纺的设备及人员配置均要适当增加,在产品设计时应考虑这方面的增加因素。

3.5要强化生产现场管理,预防质量事故发生

多纤组合纺纱特点是批量较小、品种较多、翻改较频繁,与常规大批量生产有很大区别,故做好生产现场各项管理工作是预防质量事故发生的重要保证。根据企业的生产实践要重点抓好4项管理工作。

(1)要强化对员工的质量意识教育。使每个员工树立强烈的质量责任意识,履行岗位职责,严格执行质量管理的各项规定。

(2)要运用全面质量管理方法做好定置管理。按品种定机台、定供应、定器材标识、定责任人,并定时做好半制品与成品的质量检测工作,把事后质量把关转化为对工序的质量控制。

(3)要做好按品种分区域管理工作。不同性能纤维与不同色泽纤维混淆是多纤组合纺纱中经常发生的弊端,故做好分品种区域管理、采取严格的隔离措施是十分必要的,一个品种生产单子结束后,要及时做好机台及区域清整工作,不留隐患与死角。

(4)要做好生产车间的温湿度调控工作。不同性能原料对温湿度要求是不一样的,尤其是对温湿度变化敏感的品种,更要严格做好调节与控制工作,这对稳定生产、减小质量波动具有十分重要的作用。

4结语

(1)面对当前的严峻形势,纺纱企业积极采用多纤组合开发新型纱线来取代常规纱线生产,是纺纱企业调整产品结构和产品升级的必然趋势,尤其是缺乏棉花资源与劳动力的沿海地区更显迫切。

(2)从近几年来许多纺纱企业的生产实践看,采用多纤组合纺纱具有许多优势,多种纤维组合可以取长补短,使纱线的性能更完备、纱线的品种更丰富、纱线的使用范围更广,避免了产品同质化竞争,能使企业增加盈利空间。

(3)纺纱企业要从大批量常规生产转移到多纤组合生产新型纱线,对企业的各项管理提出了更高要求,要及时了解产品变化信息,要加强产品开发队伍建设,及时开发市场需求的新产品,尤其是要做好生产现场的各项基础管理工作,使生产的每一种纱线质量稳定。

参考文献

[1]任建忠,贾云辉,蔡海娟.纺纱产品创新实践与建议[J].棉纺织技术,2013,41(1):63-65.

[2]刘俊芳,郭娜,钟历云.多组分混纺纱线特点及生产控制要点[J].棉纺织技术,2013,41(5):62-64.

化学纤维纺丝方法篇5

1实验方法

1.2.1再生丝瓜络纤维偏光显微镜分析在90℃条件下,将一定量的经碱-过氧化氢预处理[6]的丝瓜络纤维粉末加入[BMIM]Cl和DMSO混合液中,快速搅拌溶解;每隔一段时间取少量样品在HPL-85偏光热台显微镜下观察,直至完全溶解后真空脱泡,制得淡黄色透明的纺丝原液。

1.2.2静电纺再生纤维的制备采用实验室自制的静电纺丝机对纺丝原液进行纺丝,纺丝液经喷丝头喷出后引入室温酒精中,制得静电纺纤维。

1.2.3再生丝瓜络纤维性能测试与表征SME分析:采用JSM-5600LV型扫描电子显微镜对纤维的表面形态进行观察。XRD分析:将样品剪成粉末,压入样品架内,采用SpectrumOneB型X射线衍射仪对纤维进行XRD测试,2θ=10°~50°。FTIR分析:将纤维素原样与KBr混合研磨、压片,采用DZF-6020型傅里叶变换红外光谱对纤维进行FTIR测试。

2结果与讨论

2.1偏光显微镜分析纤维素在离子液体中的溶解过程如图1所示。离子液体首先进攻纤维素聚集物的外表面的氢键,尤其是纤维素分子链间的氢键,溶解过程是一个由外及里逐层溶解的过程。由于丝瓜络纤维结晶度大,分子链排列较为规整,溶剂进入纤维素内部较为缓慢,与溶剂发生作用小,故而仅少量结构疏松丝瓜络纤维发生溶胀。经过2h后,溶剂大量进入纤维素内部,将纤维素颗粒分解成更小的单位,随着溶解时间的延长,溶胀纤维素与溶剂接触的表面积不断增加,促进纤维素的溶解;6h左右,大颗粒的丝瓜络纤维的晶态结构被破坏;到8h后,可以观察到纤维素完全溶解。

2.2静电纺丝SEM分析在离子液体中加不同固含量的纤维素溶解后进行纺丝。实验发现,当固含量较低时纺丝速度较快,形成少量纤维难以收集;随着纤维固含量的增加,纤维形成量增大。图2为不同固含量静电纺纤维的SEM图片。从图2(a)可以看出,在固含量为3%时,纤维形貌不均匀,存在褶皱状结构。分析发现,较低固含量体系所得纤维表面由于在凝固浴中洗涤去除离子液体时,离子液体的不均匀分布和扩散,导致纤维表面形成褶皱结构。由图2(b)、(c)分析可知,随着固含量增加,纤维表面更加连续、光滑,且直径逐渐减小。当固含量超过5%时,由于黏度较大,很难进行静电纺丝。由图2(d)知,加入少量共溶剂DMSO,大大降低了溶液表面张力、黏度,增加了溶液电导率,其可纺性大大改善,成功制备了再生丝瓜络纤维。综上可知,静电纺丝最佳条件为:固含量5%+2.5%DMSO,极板间距15cm,极板电压20kV,最佳凝固浴为酒精。

2.3静电纺丝XRD分析纤维素有5种主要的结晶变体,即纤维素Ⅰ、纤维素Ⅱ、纤维素Ⅲ、纤维素Ⅳ和纤维素X,纤维素的这些结晶变体在一定条件下可以相互转化。从图3可知,天然丝瓜络纤维在2θ=14.7°、16.4°、22.4°附近显示3个特征吸收峰,这3个峰为Ⅰ型纤维素特征峰。静电纺丝瓜络纤维素在2θ=19.9°、21.9°附近显示特征吸收峰,这2个峰为Ⅱ型纤维素特征峰。这说明天然丝瓜络纤维素在溶解与再生过程中,晶型发生了改变,由Ⅰ型纤维素转变为Ⅱ型纤维素,与纤维素溶解理论相符合。

2.4静电纺丝FTIR分析图4(a)为丝瓜络纤维红外谱图,图4(b)为静电纺丝的FTIR谱图。静电纺丝瓜络纤维在1730cm-1处的峰消失,说明碱处理除去了丝瓜络纤维中部分木质素。3433cm-1处出现了一个峰,对应—OH的伸缩振动;2894cm-1可归属于—CH2的伸缩振动峰;1643cm-1附近出现吸收峰是因为半缩醛基的存在;1373cm-1附近的峰归属于C—H和C—OH键的剪切振动;1161cm-1归属于—OH的面内弯曲振动。从红外谱图可以看出,静电纺丝瓜络纤维的化学结构没有发生明显的改变,这表明纤维素在离子液体的溶解过程是一个直接溶解的过程,溶解及再生过程无任何衍生物生成。

3结论