近(jin)年(nian)來(lai),遠(yuan)紅(hong)外(wai)纖(xian)維(wei)及(ji)其(qi)織(zhi)物(wu)在(zai)國(guo)內(nei)市(shi)場(chang)上(shang)走(zou)俏(qiao),各(ge)科(ke)研(yan)紛(fen)紛(fen)興(xing)起(qi)了(le)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)遠(yuan)紅(hong)外(wai)纖(xian)維(wei)及(ji)其(qi)織(zhi)物(wu)的(de)熱(re)潮(chao),這(zhe)主(zhu)要(yao)與(yu)遠(yuan)紅(hong)外(wai)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)特(te)殊(shu)保(bao)健(jian)功(gong)能(neng)有(you)關(guan)但(dan)就(jiu)遠(yuan)紅(hong)外(wai)丙(bing)綸(lun)而(er)言(yan),以(yi)短(duan)纖(xian)維(wei)品(pin)種(zhong)為(wei)主(zhu),有(you)關(guan)高(gao)速(su)紡(fang)遠(yuan)紅(hong)外(wai)丙(bing)綸(lun)長(chang)絲(si)尤(you)其(qi)是(shi)單(dan)絲(si)線(xian)密(mi)度(du)為(wei)1dtex左右的細旦遠紅外丙綸長絲的紡絲及後加工工藝的研究尚未見報道,為填補這方麵的空白,合成纖維國家工程研究中心於1999年對此進行立項研究,2000年該項目通過了上海市新產品鑒定目前,己有批量生產的能力,由82 /72fDTY所suo製zhi成cheng的de功gong能neng保bao健jian型xing紡fang織zhi品pin投tou放fang市shi場chang後hou,受shou到dao廣guang大da用yong戶hu的de歡huan迎ying該gai研yan究jiu選xuan擇ze了le高gao效xiao的de遠yuan紅hong外wai母mu粒li及ji降jiang溫wen母mu粒li,采cai用yong全quan造zao粒li的de方fang法fa,首shou先xian製zhi得de遠yuan紅hong外waiPP,再著重探討紡絲工藝及變形工藝1實驗1.1原料聚丙烯Y2600,上海石化股份有限公司塑料事業部;遠紅外母粒1;降溫母粒A;油劑,德國漢高公司生產的A-2型丙綸紡絲專用油劑1.2造粒設備及工藝流程GH-10型高速混合機,北京塑料機械廠;SH-35型雙螺杆混煉擠出機,上海化機四廠。
造粒溫度190~ 210C,工藝流程如下:聚丙烯遠紅外母粒(20%)>混合機>雙螺杆擠出機降溫母粒(3%)―令卻一>切粒機一>幹燥一>遠紅外PP 13紡絲變形設備絲機,SW46SSD卷繞頭;噴絲板:0. 72f,紡絲速度公司FK6V-900MF216錠加彈機14測試結晶性能日本理學3134型X射線衍射儀,Cu靶,工作電壓35kV,20中的傳播速度Cs,試樣聲速取向因子按公式fs=1-(G/Cs)2求得,Cu取1.45km/s雙折射日本Nikon偏光顯微鏡纖度德國Textechno公司纖維測長儀強伸度德國Textechno公司Statimat型全自動強伸儀儀卷縮德國Textechno公司全自動卷縮儀2結果與討論2.1紡絲溫度對纖維結構性能的影響由可知,添加降溫母粒遠紅外PP粘zhan流liu活huo化hua能neng雖sui略lve有you下xia降jiang,但dan仍reng然ran較jiao高gao,而er粘zhan流liu活huo化hua能neng是shi紡fang絲si熔rong體ti粘zhan度du對dui溫wen度du敏min感gan程cheng度du的de標biao誌zhi之zhi一yi,粘zhan流liu活huo化hua能neng越yue高gao,則ze紡fang絲si溫wen度du的de控kong製zhi範fan圍wei越yue窄zhai,特te別bie是shi紡fang製zhi細xi旦dan丙bing綸lun,即ji使shi微wei小xiao的de溫wen度du波bo動dong,也ye易yi影ying響xiang纖xian維wei的de性xing能neng及ji紡fang絲si的de穩wen定ding性xing,故gu遠yuan紅hong外waiPP高速紡絲時,更應嚴格控製紡絲溫度。
500m/min時紡製遠紅外丙綸所得的物理性能數據。從表1中可以看到,隨著紡絲溫度加,遠紅外PP-POY強度下降,伸度有所上升,條幹不勻率先下降後上升,雙折射值也略有減小,這與常規紡絲原理基本一致由於250C接近導生聯苯聯苯醚的沸點溫度,溫控係統穩定性差,紡絲時飄單絲現象較多,可紡性差。而溫度在265C以上容易引起熱降解,導致強度下降,並且飄單絲現象也隨紡絲溫度的升高而逐漸加劇,故一般紡絲溫度控製在258C左右較佳表1紡絲溫度對POY可紡性。結構性能影響條幹U值,厶nX可紡性差好較好較差差2.2紡絲速度對遠紅外纖維結構性能的影響表2列出了紡絲溫度在258C下紡製遠紅外丙綸的紡絲速度對其結構性能的影響數據。
表2紡絲速度對纖維結構性能影響V/線密度/噴(pen)頭(tou)拉(la)伸(shen)大(da),紡(fang)程(cheng)上(shang)軸(zhou)向(xiang)速(su)度(du)梯(ti)度(du)大(da),紡(fang)程(cheng)張(zhang)力(li)提(ti)高(gao),導(dao)致(zhi)纖(xian)維(wei)取(qu)向(xiang)加(jia),而(er)取(qu)向(xiang)又(you)進(jin)一(yi)步(bu)誘(you)導(dao)結(jie)晶(jing),導(dao)致(zhi)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)隨(sui)紡(fang)絲(si)速(su)度(du)加(jia)而(er)單(dan)調(tiao)遞(di)(試驗速度範圍內),這與常規熔融紡絲原理是一致的所不同的是,聚丙烯有a卩、YS及準六方等多種晶型,在加工成形過程中,往往隨加工條件的變化而得到不同的晶型結構,不同紡絲速度遠紅外POY的X射線衍射圖譜見從表2中可以看到,隨著紡絲速度提高,遠紅外纖維強度加伸度下降、結晶度加、shuangzheshejiaquxiangdujia。zheshiyouyusuizhefangcongkezhi,suizhefangsisududetigao,zaijiejingdujiadetongshi,xianweidejingxingyezaizhubufashengbianhua,zhunliufangjingxinghanliangzhubujiangdi,a晶型含量逐步加,當紡絲速度為2700m/min時,晶型己完全變為T晶型。雖然紡絲速度在2700m/min時強度較高,但紡程張力較大,絲餅退卷困難,進一步的後加工研究表明:a晶jing型xing比bi較jiao穩wen定ding,不bu利li於yu後hou加jia工gong的de進jin行xing,且qie所suo得de最zui終zhong產chan品pin的de力li學xue性xing能neng較jiao差cha。準zhun六liu方fang晶jing型xing是shi一yi種zhong較jiao為wei複fu雜za且qie不bu完wan整zheng的de晶jing型xing,容rong易yi加jia工gong,在zai加jia工gong過guo程cheng中zhong逐zhu步bu轉zhuan化hua為wei較jiao穩wen定ding的dea晶型,見為保證遠紅外PP-POY的晶型為準六方晶型(為主),因此建議紡絲速度不宜超過2500m/min 2.3冷卻成形條件對纖維結構性能的影響聚丙烯高速紡絲時,即使添加了降溫母粒,但紡絲溫度仍要高出熔點90C甚至10Cyishang,zailengquechengxingjieduan,shifangchubijuzhigengduodereliang,ruguozaidilunfangsidelengquetiaojianxiahennanshunlilengquechengxing,guyibanbinglunchengxingshidepensiyongdaochangdudayudilundanyouyusuocaiyongdefangsizhuangzhizhuyaoshizhenduidilunpinzhong,hennancongjiapensiyongdaodechangdulaishiyingbinglungaosufangsidexuyao。shijianzhengming,caiqushidangjiangdicechuifengwendudefangfayeshiqieshikexingde,shiyanjieguojianbiao3表3側吹風溫度對纖維結構性能的影響4集束上油位置對纖維結構性能的影響遠紅外PP進(jin)行(xing)高(gao)速(su)紡(fang)絲(si)時(shi),由(you)於(yu)其(qi)紡(fang)程(cheng)張(zhang)力(li)高(gao)於(yu)滌(di)綸(lun),而(er)過(guo)高(gao)的(de)紡(fang)程(cheng)張(zhang)力(li)又(you)不(bu)利(li)於(yu)纖(xian)維(wei)的(de)卷(juan)裝(zhuang)成(cheng)形(xing),所(suo)以(yi)一(yi)般(ban)將(jiang)絲(si)條(tiao)提(ti)前(qian)集(ji)束(shu)上(shang)油(you),以(yi)減(jian)少(shao)紡(fang)程(cheng)張(zhang)力(li),有(you)利(li)於(yu)纖(xian)維(wei)的(de)卷(juan)繞(rao)成(cheng)形(xing),提(ti)高(gao)絲(si)餅(bing)質(zhi)量(liang),但(dan)集(ji)束(shu)位(wei)置(zhi)也(ye)不(bu)宜(yi)過(guo)高(gao),否(fou)則(ze)纖(xian)維(wei)凝(ning)固(gu)不(bu)充(chong)分(fen),易(yi)產(chan)生(sheng)並(bing)絲(si)、毛絲等不良現象,導致纖維條幹上升。選擇不同上油位置進行紡絲的研究結果見表5表5集束上油位置對纖維結構性能的影響條幹U值,%集束上油位置/mm條幹U值,紡程張力/注:集束上油位置是指集束點距噴絲板的距離。
從表3得知,隨著側吹風溫度由15C加到21C,遠紅外pY的伸度加、雙折射下降,這與纖維凝固點下移、紡程張力下降有關若側吹風溫度低於15C,纖維冷卻速度過快,會導致噴頭拉伸應力較高,容易產生毛絲且條幹較高,反之,若溫度高於21C,纖維冷卻效果不好,有可能並絲,也會導致條幹升高,一般側吹風溫度取18C左(zuo)右(you)為(wei)宜(yi)從(cong)冷(leng)卻(que)效(xiao)果(guo)看(kan),降(jiang)低(di)側(ce)吹(chui)風(feng)溫(wen)度(du)比(bi)大(da)其(qi)速(su)度(du)效(xiao)果(guo)更(geng)明(ming)顯(xian),但(dan)對(dui)纖(xian)維(wei)的(de)性(xing)能(neng)及(ji)紡(fang)絲(si)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)而(er)言(yan),側(ce)吹(chui)風(feng)速(su)度(du)過(guo)大(da),不(bu)僅(jin)影(ying)響(xiang)纖(xian)維(wei)的(de)條(tiao)幹(gan),還(hai)易(yi)引(yin)起(qi)飄(piao)單(dan)絲(si)現(xian)象(xiang)在(zai)選(xuan)定(ding)側(ce)吹(chui)風(feng)溫(wen)度(du)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),實(shi)驗(yan)中(zhong)研(yan)究(jiu)了(le)風(feng)速(su)度(du)對(dui)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)結(jie)構(gou)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang),結(jie)果(guo)見(jian)表(biao)4表4風速度對纖維結構性能的影響條幹U值,由表4可知,側吹風速度過高或過低,均導致纖維條幹值偏高,在側吹風速度為0.4m/s左右,遠紅外PP-POY條幹值最小,因此,側吹風速度取Q 4m/s左右為宜從表5可知,隨著集束上油位置下移,纖維強度略有升高,伸度有所降低,紡程張力則逐漸大,條幹值在920mm處最小,綜合考慮以上諸因素,集束上油位置在距噴絲板920mm左右時最隹25拉伸假撚變形工藝選擇拉伸假撚變形工藝的影響因素有兩個熱箱的溫度、D/Y比、拉伸比、加工速度等,遠紅外丙綸細旦絲由於單絲纖度小,即使微小的結構缺陷在變形加工時容易放大而惡化,另外遠紅外PP-POY的條幹比滌綸高,要使加彈時產生的斷頭率低、maosishao,bixuxuanzexiangduijiaodidejiagongsudu。ciwai,youyuyuanhongwaixidanbinglunkangwanqiangdudi,zhiyouzaijiaodizhanglixiacainengchongfendibianxing,yincilashenbeishuxuanzebuyiguodazongzhi,helidebianxinggongyiyingbaozhengsuodedeDTY基本無毛絲、僵絲、緊點絲,且生頭、退卷容易、生產過程穩定,斷頭率低等。
綜合以上考慮因素,確定了遠紅外POY的拉伸假撚工藝,見表6,製得DTY的質量指標見表7,經織造單位的試驗,所研製的遠紅外DTY,織造性能良好,完全符合後加工的要求表6遠紅外PP-POY主要變形工藝條件纖維規格拉伸比假撚張變形速度/表7遠紅外PP-DTY纖維質量指標Tah7ThequalityindexofFIPP-DTY纖維規格線密度/線密度e/強度不勻X,%伸長不勻KE,%KB,%(dtex 3結論采用高速紡絲工藝研製遠紅外細旦丙綸,紡絲溫度範圍較窄,溫度控製需更嚴格,宜將紡絲溫度控製在258C左右應保持其晶型結構以準六方晶型為主,建議紡絲速度不宜超過2在非丙綸專用紡絲設備上研製遠紅外丙綸,宜將側吹風溫度相應降低,適合於該研究體係的冷卻條件為:側吹風溫度18C,速度0. 4m/s左右適當提高集束上油位置有利於降低紡程張力,提高卷裝質量,較好的集束上油位置為距噴絲板920mm左右e采用本研究體係,較好的變形工藝為:第
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