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科技创新

涤纶纤维性能与可纺性、染色性和服用性的研究

涤纶纤维性能与可纺性、染色性和服用性的研究
涤纶纤维性能对可纺织性、染色性和服用性能影响巨大。生产企业通常采用生产试验辅助仪器分析找出改善方法,探讨适合国产设备优化生产的可行之路,使涤纶加工能不断推陈出新。
不同类型和牌号的涤纶纤维机械性能和吸色性各不相同,并影响可纺性、匀染性和服用性能。为了摸清涤纶纤维性能与匀染度、可纺性和服用性能间的关系,久爱成疾在线视频做了多次试验和分析,结果分述如下。
涤纶性能探索
内部结构
涤纶纤维是大分子直链接构,纤维与染料的亲和力低,染色分子难以渗入,大部分吸附在纤维表面,因此,上染能力、匀染度和染色牢度都差。
试验结果表明,高强低伸纤维吸色浅,上染率低,匀染性差;低强高伸纤维吸色深,上染率好,与理论分析是一致的。
对两种涤纶纤维进行对比试纺。方案1:半无光低弹高伸涤纶纤维单唛纺,混配比是杜邦涤纶(半无光)65%:棉35%;方案2:高强低伸型涤纶纤维混唛纺混配比是半无光涤纶65%(南朝鲜20%,龙尼吉可12.5%,帝人18.8%,T4026.2%,金山7.5%):棉35%。
表面状态
显微镜观察
实验在放大300倍的显微镜下进行。可纺性良好、成纱质量优良的美国、西德和日本涤纶,外形圆整、光滑、粗细均匀;成纱质量差、可纺性差的泰国泰美纶(ThaimeTon)、泰国帝人和台湾涤纶外形问题较多。有无荧光增白剂,对可纺性和吸色性也有较大影响。
泰美纶纤维表面有许多深浅不同、长短不一的沟槽裂纹,而且还有许多粘着物附在表面,在生产中纺涤棉纱时经与棉纤维混合后,会产生显著的吸湿作用,纺纱过程中会产生严重的绕罗拉、绕皮辊现象。特别当车间湿温度高,棉纤回潮率大时,粘绕更严重,直接影响可纺性。
台湾涤纶外形结构异常特殊,相互差异也大,而且有空洞,粘着物和附着物大而且多,粗细差异大,同一根纤维中头尾端粗细也不均。由于该种纤维生产厂多,所以,纤维形态差异也大。因此,在纺纱过程中发现有的批次堵塞卷条器喇叭口严重,有的则有不同程度的粘绕。
表面几何形状
涤纶纤维表面形状主要由纤维表面的粗糙度、横截面形状和卷曲等三项主要指标组成,其次是长度和细度(纤维直径和线密度),表面有光、无光、有无荧光增白剂对可纺性和吸湿性也有较大影响。
为了生产具有消光效果的合纤,通常会加入二氧化钛消光剂,加入量为:有光纤维约0.1%,半无光纤维约0.5%,无光纤维约在2%以上。由于消光剂颗粒经常集结在纤维表面,导致表面粗糙度增加,在显微镜下观察,有光纤维表面光滑,无光纤维表面粗糙,突出物比有光纤维多7倍左右。
有光、半无光和无光三种涤纶纤维与粗糙度4、直径0.5英寸、接触角90℃的铬质导纱杆,在张力10克、温度70℉、相对湿度50%情况下摩擦,有光纤维摩擦系数最低,无光最高;随着摩擦系数增加,纤维在纺纱过程中的静电量也会增加,静电量有光最低,无光最高。静电高的纤维,可纺性差。有光纤维静电荷少,表面光滑,纤维间有较大的粘着作用,在牵伸过程中易被控制,纤维间移距偏差小,容易纺出优质纱。光滑的纤维比粗糙纤维受捻好,容易取得满意的卷装,运输过程中不易破坏半成品质量,改善下一工序的纺纱性能。
涤纶长丝在切断成短纤维前,通常要先进行卷曲处理以提高机械加工效率,尤其在纺纱加工的开始阶段的开松和梳理过程中,卷曲能使纤维集合体便于被握持并分离成单纤维,并能提高粘着力,使棉网、棉条等半成品增加粘着力和强力,从而提高纤维的纺纱加工均匀度。
在电子显微镜下可以看到,卷曲突出物体积的大小约比纤维横截面大一个数量级,比纤维表面的粗糙度大几个数量级。因此,有卷曲的纤维容易开松,而且开松的较为彻底。在梳棉机棉网上发现的未被开松的纤维束,大多为无卷曲涤纶纤维所组成。
卷曲还能促进纤维在开松和梳理件表面上均匀分布。由于卷曲会产生棘轮式机械作用,有规则的卷曲波纹能使纤维间短片段内彼此纠缠接触,因此涤纶纤维的卷曲能提高梳棉机棉网结构的粘着力和卷曲弹性率,增加梳棉棉网的坚牢度和均匀度。
在条粗工序,纤维卷曲会给棉条中纤维间带来粘着作用,使其产生较大的牵伸强度,并可使纤维束边缘在牵伸区中减少扩散,有利于改善束条质量。卷曲会提高纤维束(带)的受捻能力,提高纱线的断裂强度,并能改善均匀度,所以涤纶纤维的卷曲性能是反映可纺性的一项重要指标。
但卷曲也不是越高越好,生产中发现卷曲数过高,反而使摩擦系数降低,造成棉卷层次不清及粘卷。卷曲数过低,在8~9个/英寸时,纤维的抱合力差,摩擦阻力降低,棉卷粘层情况严重。涤纶纤维卷曲数一般在12~14个/英寸时为宜。在梳棉机上卷曲数在0~7个/英寸时,涤纶纤维易绕锡林,无法正常运转,台时产量低;卷曲数在18~22个/英寸时,梳棉棉网上常出现大量棉结,影响成纱质量。
在涤纶纤维表面喷洒油剂(润滑剂和抗静电剂的混合液),可形成一层薄膜,改变纤维表面状态,在工艺加工过程中,使纤维与纤维、纤维与机件间起润滑作用,改善摩擦状态,降低比电阻,降低静电荷,改善可纺织性。
细度对涤纶纤维的单纤维强力和弹性模量等参数影响较大,在同一号数的涤棉混纺纱的横截面中,涤纶纤维细,同一截面中所含纤维量多(根数多),单纱强力高,成纱条干好。
涤纶纤维过细会使纺纱过程中纤维/金属(F/M)界面处的接触面积增加,摩擦系数也相应增加,由涤纶纤维细度与摩擦力间关系的实验曲线中可见,摩擦力是随纤维细度变细而增加的。
改善途径
改善可纺性
生产实践证明:采用单一原料混纺,可以改善涤纶的可纺性。
由于各类涤纶纤维的机械性能、可纺织性、吸色性和织物服用性能不同,加上我国开清棉联合机流程短,有些单机还存在一些缺点,有些工厂还采用棉条混棉,若配棉工作稍有疏忽,印染品就会出现色差和条花。为便于纺织工艺和生产管理措施的制定和印染色号的选择,可以用日本“帝人”高强低伸型涤纶纤维通过一条龙试纺对比。
实验数据表明,单唛纺较多唛纺质量指针和结杂均较好,但经向断头和织疵多,织机停台高、效率低,说明单唛纺可织性差。
染色实验结果表明:单唛纺优于混唛纺,服用型试验也显示单唛纺优于混唛纺。
在采用单唛纺后,要注意日常性配棉管理,抽调唛头时要注意配棉综合指标的稳定性,以稳定成品质量。同时还应注意配棉方式、开清棉机械的配置及多牌号纤维混纺的配棉方法,改进涤棉混纺时的混合均匀程度。
改善可织性
涤纶纤维采用单唛纺的可织性差,摸索得到的一些改善可织性的措施,包括:适当增加经纱捻度,减少毛羽;穿棕与结经机由1:2改为1:1(一穿一结),以减少摩擦产生静电而引起的三跳疵布和假吊经;把浆纱伸长率从0.5%减少至0.2%,降低经向断头;加强调浆管理,设立固体量、粘度、PH值、温度、定积和时间等6个考核方向;布机加强三清三理工作,减少搬头、绞头;提高上轴质量;把停经架前移,适当加大后织口张力,提高后织口清晰度,减少三跳和吊经疵布;加强快速边剪检修,减少边拖纱和脱纬疵布,提高出口率。
加强适染的经验:低强高伸涤纶纤维吸色深,匀染度好,适宜做漂白、深色或浅色布;高强低伸型纤维吸色浅,宜做浅色印花布和浅色布;对荧光增白和半无光纤维混纺坯布的印染加工品种应有选择,一般只做漂白和白底印花涤棉布。3gTbrPW


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